Βιοενθυλάκωση της κουρκουμίνης σε κύτταρα Saccharomyces cerevisiae: μελέτη φυσικοχημικών παραμέτρων και εφαρμογή σε τρόφιμα

Abstract

Στην παρούσα διατριβή αξιολογήθηκε η αποτελεσματικότητα των κυττάρων του Saccharomyces cerevisiae, του ζυμομύκητα της αρτοποιίας και της ζυθοποιίας, να χρησιμοποιηθεί ως μέσο ενθυλάκωσης. Ως διατροφοδραστικό συστατικό επιλέχθηκε η κίτρινη χρωστική κουρκουμίνη, βασικό συστατικό του φυτού Curcuma longa, με φαρμακευτική δράση. Η ενθυλάκωσή της επιβάλλεται λόγω της ανύπαρκτης υδατοδιαλυτότητας και της ευαισθησίας της σε αλκαλικό περιβάλλον, στο φώς και τη θέρμανση. Μελέτες με Μικροσκόπηση Φθορισμού, με Διαφορική Θερμιδομετρία Σάρωσης (DSC) και με Φασματοσκοπία Υπερύθρου (FT-IR) έδειξαν την επιτυχή ενθυλάκωση της κουρκουμίνης και τις αλληλεπιδράσεις της με τα κύτταρα. Η κουρκουμίνη ενσωματώνεται στην πλασματική μεμβράνη, ωστόσο υπάρχουν και μόριά της που αλληλεπιδρούν με συστατικά του κυτταρικού τοιχώματος. Η αποτελεσματικότητα της ενθυλάκωσης εκφράστηκε ποσοτικά με την % κ.β. περιεκτικότητα των μικροκαψουλών σε κουρκουμίνη (% Encapsulation Yield) και με την απόδοση της ενθυλάκωσης (% Εncapsulation Efficiency) οι οποίες συσχετίστηκαν με τις συνθήκες ενθυλάκωσης: (α) πλασμόλυση κυττάρων, (β) παρουσία αιθανόλης, (γ) θερμοκρασία ενθυλάκωσης και (δ) λόγο μάζας κουρκουμίνης:κυττάρων. Με απλή ανάμιξη των συστατικών σε υδατικό διάλυμα είναι εφικτή η παρασκευή μικροκαψουλών με %κ.β. περιεκτικότητα έως 35%. Για λόγους σύγκρισης η κουρκουμίνη ενθυλακώθηκε επίσης σε β-κυκλοδεξτρίνη (β-CD) και τροποποιημένο άμυλο (MS). Σε συνθετικό γαστρικό και παγκρεατικό υγρό η διαλυτοποίηση της κουρκουμίνης από το MS και β-CD γίνεται γρήγορα, ενώ από τα κύτταρα σταδιακά. H ενθυλακωμένη στα κύτταρα κουρκουμίνη, και λιγότερο στην β-CD και MS, προστατεύτηκε αποτελεσματικά από τις καταστροφικές συνέπειες του φωτός, των υψηλών θερμοκρασιών και την αλκαλική αποικοδόμηση. Φαίνεται ότι στα κύτταρα το δίκτυο του κυτταρικού τοιχώματος το οποίο περιβάλλει την μεμβράνη παρέχει επιπλέον προστασία.