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Preparation of double-layer nanoemulsions with controlled release of glucose as prevention of hypoglycemia in diabetic patients - 16/04/21

Doi : 10.1016/j.biopha.2021.111464 
Razie Razavi a , Reza Esmaeilzadeh Kenari a, , Jamshid Farmani a , Mohsen Jahanshahi b
a Department of Food Science and Technology, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Mazandaran 48181-68984, Iran 
b Department of Biotechnology, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Mazandaran 47148-71167, Iran 

Correspondence to: Department of Food Science and Technology, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Km 9 of Sea Road, P. O. box: 578, 48181-68984, Iran.Department of Food Science and Technology, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources UniversityKm 9 of Sea Road, P. O. box: 57848181-68984Iran

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Abstract

Encapsulation systems promote targeted delivery to the gastrointestinal tract. An oil-in-water (O/W) nanoemulsion was covered using new delivery system composition based on zein and sodium alginate. The impact of aqueous phase (distilled water and cooked pumpkin puree), pH (2–4), and zein-alginate concentration solution (0.05–0.20% w/v) was investigated on particle size, zeta potential, incorporation efficiency (IE), stability, viscosity, and glucose release from single-layer (SLN) and double-layer nanoemulsion (DLN). DLNs showed a larger droplet size and zeta potential. The slow gradual release of glucose proved effective application of zein/alginate as delivery system for nanoemulsion. Moreover, cooked pumpkin and 0.12% of zein exhibited more delayed release of glucose than distilled water as an aqueous phase of DLN and as a delivery system respectively. Up-to-49% IE, up-to-50% stability in a period of 7-day storage, and controlled-release glucose for 240 min under in vitro gastrointestinal conditions were obtained in DLN. The results of the current study revealed that SLN covered by zein at 0.12% of concentration can be an ideal delivery system composition for patients with hypoglycemia and clinical problems.

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Graphical Abstract




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Highlights

Double-layer nanoemulsions (DLN) were prepared according to emulsification method.
Zein/alginate complex delivery system can control glucose release in simulated GIT.
DLNs contain cooked puree of pumpkin exhibit better controlled release of glucose.
DLN contains protein, plant oils, pectin and sucrose for hypoglycemia patients.
Cooked pumpkin increased apparent viscosity of DLNs but decreased their stability.

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Keywords : Nanoemulsion, Encapsulation, Response surface methodology, Functional food, Controlled release


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Vol 138

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