مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

فرمولاسیون تولید نانوامولسیون اسانس روغنی زیره سیاه با استفاده از روش طرح مخلوط و بررسی خواص ضد میکروبی آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
10.22034/ijche.2026.558446.1566
چکیده
اسانس روغنی زیره سیاه از ترکیبات فرّار و با ارزش زیستی برخوردار بوده که این ترکیبات خواص ضدباکتریایی و ضدقارچی بالایی از خود نشان می‌دهند. نانوامولسیون‌ها با داشتن سطح تماس بالا میان فاز روغنی و فاز آبی ویژگی‌های زیستی اسانس را تقویت کرده و دسترسی به بافت‌های هدف را تسهیل می‌نمایند. تولید نانوامولسیون به روش آب مادون بحرانی می‌توان به افزایش اثربخشی مواد فعال آن کمک کند. این مطالعه به فرمولاسیون نانوامولسیون اسانس روغنی زیره سیاه با استفاده از طرح مخلوط می‌پردازد. در پژوهش حاضر اسانس روغنی زیره سیاه با استفاده از دستگاه کلونجر استخراج گردید و میزان 3.6 میلی‌لیتر بدست آمد . سپس بر اساس طراحی مخلوط، بهینه‌سازی فرمولاسیون با مقادیر اسانس روغنی زیره سیاه (0.9-0.1)، میلی‌لیتر، امولسیفایر توئین 80 (4-1) میلیلیتر و آب مقطر(23.9-20.1 میلی‌لیتر) تحت شرایط آب مادون بحرانی با درجه حرارت 150 سانتی‌گراد به مدت 90دقیقه انجام شد. نتایج نشان داد بهترین فرمولاسیون برای مقادیر اسانس زیره سیاه، امولسیفایر و آب مقطر به ترتیب0.62، 2.75 و 21.63 میلی‌لیتر است که در این حالت آنالیز DLS نانوامولسیون، میانگین اندازه ذرات 156 نانومتر، شاخص پراکندگی 0.196 و پتانسیل زتای 24.1- میلی ولت را نشان داد. کاربرد محصول تولیدشده در شرایط بهینه با خاصیت ضدقارچی به روش نفوذ سنجیده شد و مقدار مهارت کنندگی رشد قارچ پنی سیلینیوماکسپانسوم 78/68% و خاصیت ضدباکتریایی آن در برابر دو گونه گرم منفی اشرشیاکولی و گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس و به ترتیب برابر با 1.4 و 1.6 سانتی‌متر بود.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Formulation of a Carum Carvi essential oil nanoemulsion using the mixture design method and investigation of its antimicrobial properties

نویسنده English

Omid Ahmadi
Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
چکیده English

The Carum carvi essential oil contains volatile constituents with noteworthy biological value. These compounds exhibit strong antibacterial and antifungal properties. Nanoemulsions, by increasing the interfacial area between the oil and aqueous phases, enhance the bioactivity of the essential oil and facilitate its access to target tissues. Production of nanoemulsions via subcritical water methods can contribute to improved efficacy of the active materials.This study focuses on the formulation of a Carum carvi essential oil nanoemulsion using a mixture design. In the present work, Carum carvi essential oil was extracted using a Clevenger apparatus, yielding 3.6 mL. Based on a mixture design, the nanoemulsion formulation of the essential oil was optimized within these ranges: essential oil 0.1–0.9 mL, Tween 80 as emulsifier 1–4 mL, and distilled water 20.1–23.9 mL, under subcritical water conditions at 150 °C for 90 minutes.

The results indicate the optimal formulation for oil, emulsifier, and water contents as: 0.62 mL essential oil, 2.75 mL emulsifier, and 21.63 mL water. Dynamic light scattering (DLS) analysis of this formulation showed a mean particle size of 156 nm, polydispersity index (PDI) of 0.196, and zeta potential of −24.1 mV. The application of the product prepared under the optimal conditions, with antifungal activity assessed by diffusion (permeation) method, demonstrated an inhibition of growth of Penicillium expansum by 68.78% and antibacterial activity against the Gram-positive Staphylococcus aureus and the Gram-negative Escherichia coli, with inhibition zone diameters of 1.6 cm and 1.4 cm, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Carum Carvi essential oil
Mixture Design
Antimicrobial
Subcritical water
Formulation
Nanoemulsion

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 03 اسفند 1404