بررسی اثر نانوکپسول فیکوسیانین بر ویژگی‌های رنگی و بافتی نان‌های عملکردی غنی‌شده

نوع مقاله : مقاله کامل علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته دکتری فرآوری محصولات شیلاتی، دانشکده شیلات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران.

2 نویسنده مسئول، گروه شیلات، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران، دانشیار گروه فرآوری محصولات شیلاتی، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران دانشیار

3 دانشیار گروه فرآوری محصولات شیلاتی، دانشکده شیلات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران.

4 استادیار گروه فرآوری محصولات شیلاتی، دانشکده شیلات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران.

چکیده

سابقه و هدف: روند کاهش استفاده از رنگ‌های مصنوعی در صنایع غذایی، افزایش یافته است. فیکوسیانین، رنگدانه‌ای زیست‌فعال استخراج‌شده از جلبک Spirulina platensis، به‌دلیل خواص آنتی‌اکسیدانی و ضدسرطانی مورد توجه قرار گرفته است؛ اما حساسیت آن به حرارت، نور و pH، کاربردش را محدود می‌سازد. نانوکپسوله‌سازی راهکاری مؤثر برای بهبود پایداری این رنگدانه است. هدف مطالعه حاضر بررسی اثر نوع پوشش نانوکپسول فیکوسیانین بر ویژگی‌های رنگی و بافتی نان غنی‌شده بود.
مواد و روش‌ها: پودر فیکوسیانین با پوشش‌های پروتئین آب‌پنیر، ایزوله پروتئین سویا، و ترکیب ایزوله سویا + مالتودکسترین نانوکپسوله شد. تیمار شاهد (فیکوسیانین بدون کپسوله‌سازی) و فیکوسیانین آزاد نیز به‌عنوان کنترل به کار رفتند. نانوپودرها در فرمولاسیون نان استفاده و شاخص‌های رنگ (L*, a*, b*, ΔE) و سختی بافت اندازه‌گیری شد. داده‌ها با آزمون ANOVA در سطح (0.05 P<)تحلیل گردید.
یافته‌ها: نوع پوشش اثر معنی‌داری بر شاخص‌های رنگ و بافت داشت. در نان، پوشش ایزوله سویا + مالتودکسترین بیشترین روشنایی (79.33L* =)، و اختلاف رنگ کلی (81.10ΔE =) را ایجاد کرد، در حالی که فیکوسیانین آزاد پایین‌ترین مقادیر رنگی را نشان داد. در پوسته نان نیز این پوشش بالاترین قرمزی (12.67a*=)، زردی (19.40b* =) را داشت. از نظر بافت، نان با پروتئین آب‌پنیر سخت‌ترین بافت (1732 نیوتون) و نان با ایزوله سویا نرم‌ترین بافت (1075.33 نیوتون) را نشان داد.
نتیجه‌گیری: نانوکپسوله‌سازی فیکوسیانین با ترکیب ایزوله سویا + مالتودکسترین موجب بهبود پایداری رنگ، ارتقای ویژگی‌های ظاهری و حفظ بافت مطلوب نان شد. این رویکرد می‌تواند راهکاری مناسب برای توسعه نان‌های عملکردی و محصولات غذایی طبیعی با پذیرش بالاتر مصرف‌کنندگان باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of phycocyanin nanocapsule coating on color and textural properties of enriched functional breads

نویسندگان [English]

  • Issa Bahramizade 1
  • Seyed Mahdi Ojagh 2
  • Alireza Alishahi 3
  • Shirin Hasani 1
  • Mehdi Zolfaghari 4
1 Ph.D. Graduate in Seafood Processing, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 Corresponding Author, Dept. of Fisheries, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran and Associate Prof., Dept. of Seafood Processing, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
3 Associate Prof., Dept. of Seafood Processing, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
4 Assistant Prof., Dept. of Seafood Processing, Faculty of Fisheries and Environmental Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
چکیده [English]

Background and Objective: Increasing interest in natural pigments has emerged due to the reduced use of synthetic colorants in the food industry. Phycocyanin, a bioactive pigment from Spirulina platensis, exhibits antioxidant and anticancer properties but is sensitive to heat, light, and pH, limiting its application. This study aimed to evaluate the effect of different phycocyanin nanocapsule coatings on the color and texture of enriched functional breads.
Materials and Methods: Phycocyanin powder was nanocapsulated with whey protein, soy protein isolate, and a combination of soy protein isolate + maltodextrin. Non-encapsulated phycocyanin (control) and free phycocyanin were also tested. The nanocapsules were incorporated into bread formulations, and color parameters (L*, a*, b*, ΔE) and texture hardness were measured. Data were analyzed using ANOVA at a significance level of (p<0.05).
Results: The type of coating significantly affected color and texture. In bread crumb, the soy protein isolate + maltodextrin coating produced the highest lightness (L* = 79.33) and total color difference (ΔE = 81.10), while free phycocyanin showed the lowest values. In the bread crust, this coating also exhibited the highest redness (a* = 12.67) and yellowness (b* = 19.40). Regarding texture, bread with whey protein had the highest hardness (1732 N), and bread with soy protein isolate had the softest texture (1075.33 N).
Conclusion: Nanocapsulation of phycocyanin with a soy protein isolate + maltodextrin coating improved color stability, enhanced visual attributes, and maintained desirable bread texture. This approach offers a promising strategy for developing functional breads and natural food products with higher consumer acceptance

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanoencapsulation
  • phycocyanin
  • soy isolate
  • maltodextrin
  • bread color

مراجع

1.Amchova, P., Siska, F., & Ruda-Kucerova, J. (2024). Food Safety and Health Concerns of Synthetic Food Colors: An Update. Toxics, 12, 466. https://doi.org/10.3390/toxics12070466.
2.Oplatowska-Stachowiak, M., & Elliott, C. T. (2017). Food colors: Existing and emerging food safety concerns. Critical reviews in food science and nutrition, 57(3), 524-548.
3.El Asbahani, A., Miladi, K., Badri, W., Sala, M., Addi, E. A., Casabianca, H., & Elaissari, A. (2015). Essential oils: From extraction to encapsulation. International journal of pharmaceutics, 483(1-2), 220-243.
4.Bahramizade, I., Ojagh, S. M., Alishahi, A. R., Hasani, Sh., & Zolfaghari, M. (2025). Effect of spirulina phycocyanin on health and safety of food products. Journal of Utilization and Cultivation of Aquatics, 14 (1), 117-142.
5.Aoki, J., Sasaki, D., & Asayama, M. (2021). Development of a method for phycocyanin recovery from filamentous cyanobacteria and evaluation of its stability and antioxidant capacity. BMC biotechnology, 21 (1), 40.
6.Ezhilarasi, P. N. (2013). Nano encapsulation techniques for food bioactive components: A review. Food and Bioprocess Technology, 6(3), 628-647.
7.Ojagh, S. M. (2010). Encapsulation of fish oil using Nano liposomes. Food Chemistry, 122(4), 1125-1131.
8.Tonon, R. V. (2008). Microencapsulation of ascorbic acid by spray drying: Effect of process parameters on product properties. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 9(2), 163-170.
9.Kandasamy, S., & Naveen, R. (2022). A review on the encapsulation of bioactive components using spray‐drying and freeze‐drying techniques. Journal of Food Process Engineering, 45(8), e14059.
10.Bagheri, H., et al. (2020). Encapsulation of bioactive using maltodextrin and soy protein isolate: Characterization and applications. Journal of Food Engineering, 276, 109884.
11.Pashetak, M, (2025). Microencapsulation of Active Compounds for Bread Fortification: A Novel Approach to Enhancing Nutritional Value, National Conference on Healthy Bread (From Farm to Table), Isfahan, Iran. Available at: https://civilica.com/doc/2243619.
12.Kim, W., Wang, Y., Ye, Q., Yao, Y., & Selomulya, C. (2023). Enzymatic cross-linking of pea and whey proteins to enhance emulsifying and encapsulation properties. Food and Bio products processing. 139, 204-215.
13.Marty, S., Baker, K. W., & Marangoni, A. G. (2009). Optimization of a scanner imaging technique to accurately study oil migration kinetics. Food research international, 42(3), 368-373.
14.Razavizadegan, J. S. H., Tabatabaee Yazdi, F. S., Mortazavi, A., Karimi, M., Ghiafeh Davoodi, M. A., & Pourfarzad Hematian Soorki, A. (2009). Comparison and effect of formulated coating improving agents for shelf-life extension of Barbari bread. EJFPP. 1(4), 43-62.
15.Shahidi Noghabi, M., & Molaveisi, M. (2020). Using Arabic gum, maltodextrin and inulin for wall compounds microencapsulation and rapid release of the bioactive compounds from cardamom essential oil in saliva. Research and Innovation in Food Science and Technology, 9(1), 57-72.
16.Ezhilarasi, P. N., Indrani, D., Jena, B. S., & Anandharamakrishnan, C. (2014). Microencapsulation of Garcinia fruit extract by spray drying and its effect on bread quality. Journal of the Science of Food and Agriculture, 94(6), 1116-1123.
17.Takeungwongtrakul, S., Benjakul, S., & Aran, H. (2016). Characteristics and oxidative stability of bread fortified with encapsulated shrimp oil. Ital. J. Food Sci. 27(4), 476-86.
18.Ghaemi, P., Arabshahi Delouee, S., & Alami, M. (2022). Effect of whey protein concentrate, soy protein isolate and basil seed gum on some physicochemical and sensory properties of rice flour based gluten-free batter and cake. Journal of food science and technology (Iran), 19(127), 139-154.
19.Conto, de. L. C., Oliveira, R. S. P., Martin, L. G. P., Chang, Y. K., & Steel, C. J. (2012). Effects of the addition of microencapsulated omega-3 and rosemary extract on the technological and sensory quality of white pan bread. LWT-Food Science and Technology, 45(1), 103-109.
مجله بهره برداری و پرورش آبزیان
دوره 14، شماره 4
دی 1404
صفحه 169-181

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار