بخشی از مقاله
مروری بر روشهای میکروکپسولاسیون(ریزپوشانی)مواد غذایی
چکیده
میکرو کپسوله کردن یک تکنولوژی مهم صنعتی برای کپسوله کردن مایعات ، جامدات و گازها در کپسولهای بسیار کوچک میباشد . این کپسولها می توانند محتویات خود را با سرعتی کنترل شده و یا در شرایط خاص تعریف شده ، آزاد نمایند.متداول ترین مواد پوششی شامل پلیمر های Food-grade نظیر آلژینات ، کیتوزان ، کربوکسی متیل سلولز((CMC ،کاپاکاراگینان ، ژلاتین ، پکتین ، ژلان ، آگارز ، زانتان و لوبیای لوکاست هستند
از جمله روش های ریز پوشانی می توان به:خشک کردن پاششی ، خشک کردن انجمادی ، پوشش دهی به طریق بستر سیال ، اکستروژن ، کریستالیزاسیون مرکب ، دخول ملکولی و کوآسرواسیون اشاره کرد.
در این مقاله روش های ریزپوشانی و کاربرد آن در صنایع غذایی مورد بررسی قرار گرفته است.
کلمات کلیدی:میکروکپسول،موادپوششی،روشهای ریزپوشانی
1
-1 مقدمه:
تکنولوژی کپسوله کردن ، بسیاری از مشکلات حاصل از افزودن مستقیم مواد فعال زیستی را برطرف کرده زیرا ترکیبات توسط شبکه هایی از مواد پوشاننده محاصره میشود (به طور مثال روغن های پوشیده شده توسط ماتریکسی از کربوهیدرات های بلوری) میکرو کپسوله کردن قادر است که ماده فعال زیستی را تا هنگامی که در بدن رها می شود به صورت ایزوله نگهداری کند[6]که رها شدن محتویات آن در سرعت های کنترل شده تحت تأثیر محرک های ویژه ای قرار می گیرد[1]
میکرو کپسوله کردن فرآیندی است که در آن ذرات ریز جامد،مایع و گاز توسط مواد خاصی پوشش داده می شوند.1]،2،4،[13واندازه میکروکپسول ها از میکرون تا میلی متر بوده و کروی شکل بوده 9]،[11 و در واقع شکل و اندازه میکروکپسول بستگی به نوع ماده افزودنی غذایی دارد و ساده ترین میکروکپسول شامل یک هسته احاطه شده با یک دیواره به ضخامت یکنواخت یا غیر یکنواخت است[1]
میکرواینکپسولاسیون می تواند یک سد فیزیکی بین ترکیبات هسته و دیگر ترکیبات محصول ایجاد کند 3](14-1.،[5یک گروه از مواد که توانایی کپسوله کردن بالایی از خود نشان می دهند صمغ های غذایی یا هیدروکلوئیدهای هیدروفیلیک هستند .صمغ ها به طور گسترده برای بی حرکت کردن سلول های زنده و در مقیاس کمتر برای آنزیمها بکار می روند.[8]
تکنیک میکروکپسولاسیون در صنایع غذایی و دارویی برای حفاظت از آنزیمها ، حفظ طعم داروی کپسوله شده و کنترل رهش به کار می رود .فرآیند میکروکپسول کردن سبب بهبود و افزایش ماندگاری مواد هسته می شود[10] نانوذراتباتوجهبهویژگیهایخاصخود،بهعنواننانودارودرپزشکیکاربردب[12منظور از نانوذره، همان گونه که از نام آن مشخص است، ذراتی با ابعاد نانومتری در هر 3
بعد می باشد. نانوذرات می توانند از مواد مختلفی تشکیل شوند مانند ذرات فلزی و سرامیک[3]یکی از ویژگی های کلی نانو ذرات می توان به سایز آن ها اشاره کرد که باید مابین 5-10nm بوده و حد بالای اندازه ذرات 1000nmاست و محدوده کلی ذرات مابین 100-500nm می باشد.[7]
-2 ریز پوشانی و تولید ریز کپسول
ریز پوشانی فناوری بسته بندی مواد جامد,مایع یا گازدر ابعاد بسیار ریز در کپسول های دربندی شده می باشد که قادر است محتویاتش را با سرعت کنترل شده و تحت شرایط خاص آزاد کند.مواد بسته بندی شده میتواند به صورت خالص یا مخلوط باشند که به نامهای مختلفی اعم ازمواد پوشش داده شده، مواد هسته، پرکننده، فعال یا فاز داخلی نامیده می شوند. از کاربرد های نانو کپسول ها میتوان به ساختن مواد غذایی کاربردی و تعاملی،رساندن مواد مغذی و جمع آوری رادیکال های آزاد اشاره کرد.
شکل :1 فرآیند انکپسولاسیون را نشان می دهد
مواد مختلفی درون مواد پوششی قرار می گیرند و به این ترتیب خواص مطلوب آنها حین نگهداری حفظ می گردد و یا اینکه خصوصیات نامطلوب آنها حذف می شود میکروانکپسولاسیون فرایندی است که طی آن ذرات کوچک یا گویچه های کوچک دون یک پوشش یا ماده زمینه ای همگن یا غیر همگن قرار می گیرند و به این ترتیب کپسولی با خصوصیت مفید تولید می گردد.میکروانکپسولاسیون به عنوان روشی برای حمل فیزیکی مواد مطرح می باشد
از سوی دیگربه مواد محصور کننده، پوشش دهنده، دیواره کپسول،غشاء،حامل یا پوسته نیز گفته میشود .مواد پوشش دهنده در غذا بیشتر به صورت ترکیبات طبیعی ( به طور مثال پروتئین ها ، قندها ،نشاسته ، صمغ ها ، لیپیدها ، مواد سلولزی ) و از سایر مواد سالم )(GRAS)نظیر سیکلودکسترین ها ، کیتوزان ، امولسیفایرهای با وزن کم مثل تونین ها ،نمک معدنی ) میباشند که این مواد را می توان به تنهایی و یا به صورت ترکیب جهت به دست آوردن ساختار مناسب به کاربرد. .پوشش کپسول ممکن است یک یا چند لایه باشد بقا و ماندگاری مواد مرکز کپسول بستگی به فعالیت شیمیایی،حلالیت،قطبیت و فراریت آنها دارد که. ترکیب کپسول به طور مشخص می تواند ویژگی های عملگرایی محصول نهایی را تحت تأثیر قرار دهد.
برای مثال از طریق نانو ریزپوشانی میتوان ذراتی با اندازه 30 نانو متر را درماتریس غذایی ایجاد کرد.
ریز کپسول ها دارای اشکال متعددی می باشند که دونوع از اشکال اصلی و رایج آن نشان داده شده است.
3
شکل :1انواع ریز کپسول ها(شکل سمت چپ ریز کپسول های تک هسته ای و شکل سمت راست ریز کپسول ماتریکس)
در نوع تک هسته ای مواد هسته توسط یک پوسته احاطه شده است،در حالیکه در نوع ماتریکس چندین هسته در یک ماتریس محصور شده اند.6]،13،14،[15
-2-1 ساختار میکروکپسول
اندازه کپسول ها از میکرون تا میلی متر بوده و کروی شکل میباشند.کپسول ها دارای دو بخش عمده می باشند:
الف) بخش فعال که به اصطلاح مغز یا هسته نامیده میشود(بخش پر شده)مواد هسته اغلب به فرم محلول,دیسپرسیون یا امولسیون میباشند ولی به فرم جامد و گاز نیز امکان پذیر است.
ب) ماده کپسوله کننده یا پوسته یا ماده جداره نامیده میشود و از لحاظ ضخامت,جنس و تعداد لایه متنوعند.مواد پوسته ممکن است پلیمر طبیعی یا سنتتیک باشند که به سه صورت:
• نفوذ پذیر:کاربرد دراهداف رها سازی کنترل شده
• نیمه نفوذ پذیر:نفوذ ناپذیر به مواد هسته ولی نفوذ پذیر به ذرات با وزن ملکولی پایین که به منظور جذب مواد از محیط و انتشار آنها در محیط دیگربکار می رود.
• غیر نفوذ پذیر:این نوع پوشش ها باعث حفظ مواد در داخل هسته میشوند و بنابراین برای خروج مواد باید پوشش پاره شده,ذوب شده ویا حل شود.در این حالت اندازه سوراخ های ایجاد شده و ضخامت پوشش از فاکتورهای مهم است.
مواد طعم دهنده کپسول شده معمولا حالت روغنی دارند البته مواد طعم دهنده به صورت خشک هم کاربرد دارند.مواد طعم دهنده خشک می توانند شامل پودر قهوه,پروتئین های هیدرولیز شده,پودر بادام زمینی,انواع ادویه جات,وانیلین, اتیل مالتول ومواد طعم دهنده روغنی شامل اسانس روغنی مرکبات,جوهرنعنا و...باشد.مواد کپسوله کننده مواد پلیمری food grade مثل ژلاتین,صمغ گیاهی,نشاسته ی اصلاح شده,دکسترین و پروتئین ها می باشد.[11]
