بخشی از مقاله
چکیده:
در قرن حاضر، حفظ ایمنی ماده غذایی و کیفیت آن در دوره ماندگاری امری است که نه تنها توجه متخصصین صنعت غذا و مسئولین سلامت کشورها را به خود جلب کرده، بلکه بی توجهی یا کم توجهی به آن می تواند صدمات جبران ناپذیری به جامعه وارد کند. از آنجا که مصرف کنندگان به ایمنی مواد غذایی که حاوی نگهدارنده های سنتزی بوده، اطمینان ندارند به مصرف مواد غذایی طبیعی که از محصولات طبیعی به عنوان نگهدارنده - جایگزین نگهدارنده های شیمیایی - استفاده شده گرایش پیدا کرده اند.
از جمله ترکیبات طبیعی که می توانند به عنوان نگهدارنده در مواد غذایی به کار روند اسانس های گیاهی هستند. متأسفانه بیشتر این ترکیبات از نظر بیولوژیکی ناپایدار هستند، به مقدار کم در آب محلول هستند و به طور ضعیفی به مکان های هدف متصل می شوند. به خاطر ماهیت لیپیدی آنها لیپوزوم ها می توانند جایگزین خوبی برای تلفیق اسانس های روغنی برای کاربردهای غذایی باشند.
مقدمه
بی تردید غذا یکی از مهم ترین نیازهای انسان به شمار آمده و تأمین غذای سالم با سلامت جامعه در ارتباط است. با توجه به افزایش بیماری های ناشی از مصرف مواد غذایی، که منجر به مشکلات اجتماعی و اقتصادی بسیار می گردد، لزوم تلاشی دائم برای تولید مواد غذایی ایمن تر و یافتن ترکیبات ضد میکروبی جدیدتر روشن خواهد گشت. یکی از روش های کنترل میکروارگانیسم های بیماری زا استفاده از نگهدارنده های شیمیایی ساخت بشر در غذاست
با این وجود امروزه بر کاهش استفاده از این روشها تأکید می شود، زیرا از یک رو مصرف کنندگان مواد غذایی خواستار غذاهای طبیعی با ماندگاری طولانی، همراه با کمترین تغییر در ساختار آن می باشندو از سوی دیگر خاصیت سرطانزایی و سمی بودن برخی از نگهدارنده های شیمیایی نیز برای انسان به اثبات رسیده است. از این رو فشار بر روی صنایع غذایی برای جایگزینی سریع نگهدارنده های شیمیایی و استفاده از نگهدارنده های طبیعی یکی از رویکردهای جدید در جهت ارتقاء سلامت میکروبی غذاها و به دنبال آن افزایش سطح سلامت عمومی جوامع می باشد. از جمله ترکیبات طبیعی که می توانند به عنوان نگهدارنده در مواد غذایی به کار روند اسانس های روغنی هستند.
عصاره و اسانس های روغنی به دست آمده از گیاهان معطر دارای خاصیت ضدباکتریایی، ضد قارچی، ضد اکسایشی، و ضد سرطانی بوده و قادر هستند رشد پاتوژن ها و تولید سم توسط ریزسازواره ها را کنترل کنند. اسانس های روغنی شامل ترکیبات فنلی، ترپنی، الکل های آلیفاتیک، آلدئید، کتون، اسیدها و ایزوفلاونوئید است. این ترکیبات به خصوص مواد فنلی، عامل اصلی خصوصیات ضد میکروبی و ضد اکسایشی اسانس ها هستند
چون اسانس های گیاهی در بسیاری از مواد غذایی جهت ایجاد طعم مطبوع به کار برده می شوند، وجود همزمان خواص ضد میکروبی آنها می تواند استفاده از آنها را بدین منظور ترغیب نماید. اداره غذا و داروی آمریکا نیز استفاده از اسانس های روغنی را به عنوان افزودنیهای غذایی که عموما بی خطر هستند به رسمیت شناخته است.
مکانیسم اثر ضدباکتریایی اسانس های روغنی به خاصیت آب گریزی آنها بر می گردد که موجب نفوذ این مواد به فسفولیپیدهای غشاء سلول باکتری ها شده و سبب اختلال در ساختمان انها و افزایش نفوذپذیری می گردد. این مسئله موجب خروج و نشت یون ها و دیگر محتویات سلولی شده که در نهایت مرگ سلول را در بر خواهد داشت. در مواردی اسانس ها بر روی آنزیم های مسئول تولید انرژی یا سنتز ترکیبات ساختمانی سلولی نیز مؤثر می باشند
متأسفانه بیشتر ترکیبات طبیعی از نظر بیولوژیکی ناپایدار هستند، به مقدار کم در آب محلول هستند و به طور ضعیفی به مکان های هدف متصل می شوند. اخیراً روش های جدیدی معرفی شده است تا پایداری و زیست دسترسی آنها را افزایش دهند که از جمله آنها محصور کردن در لیپوزوم است
هدف پژوهش حاضر، بررسی نتایج پژوهش های انجام شده در حوزه ریزپوشانی اسانس های روغنی به عنوان ترکیباتی زیست فعال در لیپوزوم است.
مواد و روشها
جستجو در بانک های اطلاعاتی google scholar، Springer, isi web of knowelege, sciencedirectو pubmed ، از سال2000 تا 2011 با تأکید بر کلیدواژه های کپسوله کردن، اسانس روغنی، نانو لیپوزوم انجام شد و مقالات مرتبط با موضوع مورد نظر مورد بررسی ثانویه قرار گزفتند.
نتایج و بحث
اسانس های روغنی به خاطر ویژگی های عملکردی شان می توانند به فرمولاسیون های غذایی افزوده شوند. اما به خاطر مشکلات پراکندگی آنها در فرمولاسیون های آبی و حساسیت آنها به اکسیداسیون، نیازمند ریزپوشانی هستند تا به اشکال محلول در آب تبدیل شوند و از تجزیه محافظت شوند
ریزپوشانی به عنوان تکنولوژی بسته بندی مواد جامد، مایع یا گازها در کپسول های کوچکی که محتویاتشان را در سرعت کنترل شده، و در طی زمان طولانی و تحت شرایط ویژه رها می کنند، تعریف می شود. ماده حامل کپسوله شده ها که در محصولات یا فراوری های غذایی استفاده می شوند باید درجه غذایی داشته باشند و قادر به تشکیل سدی برای عامل فعال و محیط پیرامون آن باشند. . کپسولها ممکن است از قندها، صمغها، پروتئینها، پلیساکارید های اصلاح شده و طبیعی، چربیها، فسفولیپیدها و پلیمرهای سنتزی تهیه شده باشند.
میکروکپسولها، چاهکهای کوچکی می باشند که محدوده اندازه آنها از چند میکرون تا چند میلی متر متفاوت بوده و به شکل کروی هستند. ولی شکل کپسولها توسط ساختار مواد محصور شده و مواد سازنده کپسول تعیین میشود. میکروکپسول ها در صنایع غذایی دارای مزایای زیر می باشند:
- رهایش کنترل شده عامل فعال
- تثبیت عامل فعال در سیستم های فراوری غذا
- پایداری بیشتر در محصول نهایی و در طی فراوری
- ایجاد اثرات بافتی و ظاهری
- پوشاندن بد طعمی
تکنیکهای ریزپوشانی معمول شامل خشککردن پاششی، سرد کردن پاششی ، پوششدهی با اکستروژن، پوششدهی در بستر سیال، محصور کردن در لیپوزوم، تودهای شدن، کمپلکس شدن، اکستروژن سانتیریفوژی میباشد
در سالهای اخیر استفاده از تکنولوژی تولید لیپوزومها به شدت مورد توجه قرار گرفته است و توسط محققین بسیاری در زمینه های مختلف علمی مورد مطالعه قرار گرفته است. به خاطر ماهیت لیپیدی اسانس های روغنی، لیپوزوم ها می توانند جایگزین خیلی خوبی جهت وارد کردن اسانس های روغنی برای کاربردهای غذایی باشند. لیپوزوم ها ذرات کلوئیدی کروی شکل، شامل یک سیستم غشائی تشکیل شده از لایههای چربی هستند که قادرند به دلیل ساختار دوگانه دوست خود مولکولهای آبدوست را در داخل فضای دورنی و مولکولهای چربیدوست را در بین غشاء لیپوفیلیک خود نگهداری کنند - شکل . - 1 همین امر باعث می شود که از آنها بتوان به عنوان یک سیستم جهت حمل رنج وسیعی از مولکولها در کشاورزی و صنایعغذایی استفاده کرد
شکل .1 برش عرضی از لیپوزوم
در ساختار لیپوزمهاعمدتاً از انواع فسفولیپیدها و بخصوص از فسفاتیدیل کولین به عنوان مهمترین فسفولیپید موجود در تخم مرغ و لوبیای سویا استفاده می شود . این ترکیب به دلیل هم اندازه بودن سر و دم، باعث به وجود آمدن ساختاری یکنواخت در لیپوزوم می شود .افزودن کلسترول موجب افزایش پایداری و کاهش نفوذ پذیری غشاء لیپوزوم می×شود. یکی از مزایای سیستم های لیپوزومی در مقایسه با سایر روشهای ریزپوشانی این است که آنها از ترکیباتی ساخته شده اند که برای سلامتی انسان مفیدند. تحقیقات اخیر در مورد عملکردهای بیولوژیکی فسفولیپیدها و اسفنگولیپیدها، فواید متعددی را برای سلامتی از جمله حفاظت از کبد، تقویت حافظه و جلوگیری از جذب کلسترول ذکر کرده اند.
لیپوزوم ها در تشخیص بیماری، رهاسازی دارویی، صنایع آرایشی، مهندسی ژنتیک، صنایع غذایی و استفاده از داروهای ضد سرطان کاربرد وسیعی دارند. ضمن آنکه به دلیل اتصال لیپوزومها به غشاء سلولی برای مطالعه ساختارهای بیولوژیکی بسیار مناسب میباشد. درصنایع غذایی از این سیستم برای دریافت عطر و طعم، غنی سازی مواد غذایی با ریزمغذیهای مختلف، محافظت از آنتیاکسیدانها در مقابل تخریب استفاده میشود. امروزه لیپوزومها به عنوان حامل مواد ضد میکروبی نیز که از مواد غذایی در مقابل فساد و رشد عوامل مولد فساد و باکتریهای پاتوژن محافظت میکند استفاده میگردد
- روش های مرسوم در تولید لیپوزوم ها
تولید لیپوزوم ها و نانولیپوزوم ها نیاز به وارد کردن انرژی به مخلوط مولکول های چربی/ فسفولیپید در یک محیط آبی دارد. مکانیسم پایه جهت تشکیل لیپوزوم ها و نانولیپوزوم ها بر پایه واکنش های هیدروفیلیک- هیدروفوبیک بین فسفولیپیدها و مولکول های آب است.
روند تولید لیپوزوم را در روشهای مرسوم میتوان به چهار دسته تقسیم کرد:
-1 تولید فیلم چربی با استفاده از حلال آلی
-2 هیدراتاسیون چربیها در یک محیط آبی
-3 بررسی میزان خلوص لیپوزومهای تولیدی
-4 آنالیز محصول نهائی
روش های مرسوم در تولید لیپوزوم شامل استفاده از حلال های آلی مانند اتر، کلروفروم و متانول و از فرایندهای شدید مانند میکروفلودایز کردن ، سونیکاسیون، اکستروژن و تبخیر فاز معکوس است. روش مرسوم جهت آماده سازی لیپوزوم تبخیر محلول متانول/ کلروفرم از مخلوط فسفولیپید، کلسترول و دیگر ترکیبات هیدروفوبیک، به منظور تولید فیلم نازک چربی است؛ و سپس اضافه کردن فاز آبی و ترکیبات هیدروفیلیک، و به دنبال آن وارد کردن میزان کافی انرژی حرارتی و مکانیکی است، که سبب تولید وزیکولهای چربی میگردد.
در میان روش های مرسوم جهت آماده سازی لیپوزوم عمدتا از حلال آلی - کلروفرم، اتر و متانول - جهت حل کردن چربی در مراحل اولیه کار استفاده میشود، که این حلال نه تنها بر ساختار شیمیایی ماده محبوس شده اثر میگذارد، بلکه در فرمولاسیون لیپوزوم نهائی نیز باقی خواهد ماند و باعث ایجاد اثرات سمی و تأثیر در پایداری لیپوزوم میگردد.
یک روش تولید لیپوزوم در غیاب حلال آلی استفاده از ابزار میکروفلودایزر است از این روش در داروسازی استفاده میشود. میکروفلودایز کردن بر پایه اعمال فشار - بیش از - PSI 10000 است که با ایجاد نیروی برشی بالا باعث کاهش ذرات می گردد و همین مسئله سبب وارد کردن آسیب بر ساختار و عملکرد مواد پوششدار شده میشود. یکی از معایب این روش بالا بودن احتمال آلودگی، بالا بودن میزان از دست رفتگی مواد و عدم تطبیق با مقیاس صنعتی میباشد.
یکی دیگر از روش های تولید لیپوزوم در غیاب حلال آلی روش حرارتی3 است که میتواند مشکلات مربوط به روشهای مرسوم را برطرف کند. این روش شامل هیدراتاسیون ترکیبات تشکیل دهنده لیپوزوم در یک محیط آبی، و به دنبال آن حرارت دادن این ترکیبات در حضور گلیسرول - v/v %3 - تا 120 œC است. گلیسرول مورد استفاده در این روش یک ماده محلول در آب، قابل قبول به لحاظ بیولوژیک و فاقد اثرات سمی است که توانایی افزایش پایداری وزیکولهای چربی را دارد و نیازی به حذف آن از محصول نهائی نمیباشد. با توجه به آنکه حرارت دادن بخش اصلی این روش میباشد، لذا این روش را به عنوان روش حرارتی می شناسند. یکی از امتیازات این روش حذف حلال و در نتیجه اثرات سمی ناشی از آن است
