Published December 30, 2020 | Version v1
Publication Open

Preparation and characterization of gamma oryzanol loaded zein nanoparticles and its improved stability

Creators

  • 1. King Mongkut's University of Technology North Bangkok
  • 2. Thailand Institute of Scientific and Technological Research
  • 3. King Mongkut's University of Technology Thonburi
  • 4. Rajamangala University of Technology

Description

Abstract Gamma oryzanol (GO), a bioactive ingredient found in rice bran oil, performs a variety of biological effects such as antioxidant activity, reduction of total cholesterol, anti‐inflammation, and antidiabetes. However, GO is water‐insoluble and normally degrades through oxidation. Thus a nano‐encapsulation technique was investigated to improve its stability and quality. In this research, gamma oryzanol was successfully encapsulated into zein nanoparticles. The fabrication parameters including pH, zein concentration (0.3, 0.4, and 0.5% w/v), and % GO loading (30, 40, and 50% by weight) were investigated. Particle size, zeta potential, yield, encapsulation efficiency and the stability or GO retention during the storage were determined. The morphology of gamma oryzanol loaded zein nanoparticles (GOZNs) was observed by scanning electron micrographs and transmission electron microscope. The increase of zein concentration and % GO loading resulted to an increase of yield, encapsulation efficiency, and particle size. The particle size of the GOZNs ranged from 93.24–350.93, and 144.13–833.27, and 145.27–993.13 nm for each zein concentration with 3 loading levels, respectively. Nano‐encapsulation exhibited higher % GO retention compared with nonencapsulated GO during 60 days storage both at 4°C and −18°C. In vitro study indicated the sustained release of GO in the simulated gastric fluid followed by simulated intestinal fluid. This finding indicated a high potential for the application of insoluble GO with improved stability by encapsulation with the hydrophobic zein protein.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يؤدي مستخلص جاما أوريزانول (GO)، وهو مكون نشط بيولوجيًا موجود في زيت نخالة الأرز، إلى مجموعة متنوعة من التأثيرات البيولوجية مثل النشاط المضاد للأكسدة، وتقليل الكوليسترول الكلي، ومضاد الالتهاب، ومضاد السكري. ومع ذلك، فإن GO غيرقابل للذوبان في الماء ويتحلل عادة من خلال الأكسدة. وهكذا تم التحقيق في تقنية تغليف النانو لتحسين استقرارها وجودتها. في هذا البحث، تم تغليف جاما أوريزانول بنجاح في جسيمات زين نانوية. تم فحص معلمات التصنيع بما في ذلك الأس الهيدروجيني وتركيز الزين (0.3 و 0.4 و 0.5 ٪ وزن/حجم) وتحميل GO ٪ (30 و 40 و 50 ٪ بالوزن). تم تحديد حجم الجسيمات، وجهد زيتا، والعائد، وكفاءة التغليف، والاستقرار أو الاحتفاظ بالذهاب أثناء التخزين. لوحظت مورفولوجيا جسيمات الزين النانوية المحملة بأوريزانول جاما (GOZNs) عن طريق مسح الصور المجهرية الإلكترونية والمجهر الإلكتروني للإرسال. أدت زيادة تركيز الزين وتحميل GO ٪ إلى زيادة الغلة وكفاءة التغليف وحجم الجسيمات. تراوح حجم الجسيمات من GOZNs بين 93.24-350.93، و 144.13-833.27، و 145.27-993.13 نانومتر لكل تركيز زين مع 3 مستويات تحميل، على التوالي. أظهر التغليف النانوي احتفاظًا بنسبة GO أعلى مقارنةً بالتغليف غير المغلف GO خلال 60 يومًا من التخزين عند 4 درجات مئوية و -18 درجة مئوية. أشارت الدراسة المختبرية إلى الإطلاق المستمر لـ GO في السائل المعدي المحاكي متبوعًا بالسائل المعوي المحاكي. أشارت هذه النتيجة إلى إمكانية عالية لتطبيق GO غير القابل للذوبان مع تحسين الاستقرار عن طريق التغليف ببروتين زين غير القابل للذوبان.

Translated Description (French)

Résumé Le gamma oryzanol (GO), un ingrédient bioactif présent dans l'huile de son de riz, exerce une variété d'effets biologiques tels que l'activité antioxydante, la réduction du cholestérol total, l'antiinflammation et l'antidiabète. Cependant, le GO est insoluble dans l'eau et se dégrade normalement par oxydation. Ainsi, une technique denano-encapsulation a été étudiée pour améliorer sa stabilité et sa qualité. Dans cette recherche, le gamma oryzanol a été encapsulé avec succès dans des nanoparticules de zéine. Les paramètres de fabrication, y compris le pH, la concentration de zéine (0,3, 0,4 et 0,5 % p/v) et le % de charge de GO (30, 40 et 50 % en poids) ont été étudiés. La taille des particules, le potentiel zêta, le rendement, l'efficacité d'encapsulation et la stabilité ou la rétention de GO pendant le stockage ont été déterminés. La morphologie des nanoparticules de zéine chargées d'oryzanol gamma (GOZN) a été observée par micrographie électronique à balayage et microscope électronique à transmission. L'augmentation de la concentration de zéine et du % de charge de GO a entraîné une augmentation du rendement, de l'efficacité de l'encapsulation et de la taille des particules. La taille des particules des GOZN variait de 93,24 à 350,93 et de 144,13 à 833,27 et de 145,27 à 993,13 nm pour chaque concentration de zéine avec 3 niveaux de charge, respectivement. La nano-encapsulation a montré un % de rétention de GO plus élevé par rapport à la GO non encapsulée pendant 60 jours de stockage à la fois à 4 °C et à −18 °C. Une étude in vitro a indiqué la libération prolongée de GO dans le liquide gastrique simulé, suivie d'une simulation de liquide intestinal. Ce résultat indiquait un potentiel élevé pour l'application de GO insoluble avec une stabilité améliorée par encapsulation avec la protéine zéine hydrophobe.

Translated Description (Spanish)

Resumen El gamma orizanol (GO), un ingrediente bioactivo que se encuentra en el aceite de salvado de arroz, realiza una variedad de efectos biológicos como la actividad antioxidante, la reducción del colesterol total, la antiinflamación y la antidiabetes. Sin embargo, el GO es insoluble en agua y normalmente se degrada a través de la oxidación. Por lo tanto, se investigó una técnica de nanoencapsulación para mejorar su estabilidad y calidad. En esta investigación, el gamma orizanol se encapsuló con éxito en nanopartículas de zeína. Se investigaron los parámetros de fabricación que incluyen pH, concentración de zeína (0.3, 0.4 y 0.5% p/v) y % de carga de GO (30, 40 y 50% en peso). Se determinaron el tamaño de partícula, el potencial zeta, el rendimiento, la eficiencia de encapsulación y la estabilidad o retención de GO durante el almacenamiento. La morfología de las nanopartículas de zeína cargadas con gamma orizanol (GOZN) se observó mediante micrografías electrónicas de barrido y microscopio electrónico de transmisión. El aumento de la concentración de zeína y el % de carga de GO dio como resultado un aumento del rendimiento, la eficiencia de encapsulación y el tamaño de partícula. El tamaño de partícula de los GOZN varió de 93.24–350.93, y 144.13–833.27, y 145.27-993.13 nm para cada concentración de zeína con 3 niveles de carga, respectivamente. La nanoencapsulación exhibió un mayor % de retención de GO en comparación con el GO no encapsulado durante 60 días de almacenamiento tanto a 4 ° C como a -18° C. El estudio in vitro indicó la liberación sostenida de GO en el fluido gástrico simulado seguido de fluido intestinal simulado. Este hallazgo indicó un alto potencial para la aplicación de GO insoluble con estabilidad mejorada por encapsulación con la proteína zeína hidrófoba.

Files

data.pdf

Files (2.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b7442c1e38e0ceb3637076571acec43c
2.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحضير وتوصيف جسيمات الزين النانوية المحملة بجاما أوريزانول وثباتها المحسن
Translated title (French)
Préparation et caractérisation des nanoparticules de zéine chargées en gamma oryzanol et amélioration de leur stabilité
Translated title (Spanish)
Preparación y caracterización de nanopartículas de zeína cargadas con gamma orizanol y su estabilidad mejorada

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3116477809
DOI
10.1002/fsn3.1973

Is supplement to
https://openalex.org/W641462866 (Other)
https://openalex.org/W2748952813 (Other)
https://openalex.org/W2624260436 (Other)
https://openalex.org/W2547019664 (Other)
https://openalex.org/W2391784776 (Other)
https://openalex.org/W2370079866 (Other)
https://openalex.org/W2316978273 (Other)
https://openalex.org/W2137761396 (Other)
https://openalex.org/W2030407787 (Other)
https://openalex.org/W1601002853 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1968462982
  • https://openalex.org/W1983839489
  • https://openalex.org/W1991424945
  • https://openalex.org/W2000481568
  • https://openalex.org/W2012009980
  • https://openalex.org/W2034610819
  • https://openalex.org/W2045443887
  • https://openalex.org/W2053918858
  • https://openalex.org/W2057678653
  • https://openalex.org/W2071194484
  • https://openalex.org/W2074396995
  • https://openalex.org/W2115157913
  • https://openalex.org/W2134625187
  • https://openalex.org/W2490439430
  • https://openalex.org/W2517919739
  • https://openalex.org/W2527428183
  • https://openalex.org/W2576502420
  • https://openalex.org/W2589535823
  • https://openalex.org/W2605749465
  • https://openalex.org/W2804846127
  • https://openalex.org/W2914567209
  • https://openalex.org/W2954636681
  • https://openalex.org/W2996908680
  • https://openalex.org/W3116477809