بخشی از مقاله
چکیده
استفاده از فنآوری های نوین در صنایعغذایی از جمله فنآوری نانو درسالهای اخیر به شدت مورد توجه قرار گرفتهاست. از مهمترین بخشهای فنآوری نانو در صنعت غذا میتوان به نانوکپسولاسیون ترکیبات مختلف اشاره کرد. نانوکپسولاسیون یک فرآیند مهم صنعتی برای پوشش دادن مایعات، جامدات و گازها با لایهای نازک به منظور محافظت در برابر تخریب و تجزیهی آنها میباشد.
از مهمترین کاربردهای این تکنیک میتوان به نانوکپسولاسیون ترکیبات فعال زیستی و غذا_داروها، با هدف تولید غذاهای فراسودمند، درونپوشانی مواد عطری، طعمی و رنگی جهت بهبود خواص ارگانولپتیک و توسعه غذاهای جدید، درونپوشانی مواد نگهدارنده - آنتیمیکروب و آنتیاکسیدان - جهت افزایش کارایی و مدتزمان اثربخشی آنها که موجب افزایش ایمنی و ماندگاری مواد غذایی میشود، افزایش حلالیت ترکیبات در محیط آبی مواد غذایی و غیره اشاره کرد.
نانو کپسولها براساس مادهی پوشش دهنده به انواع پلیمری - شامل پروتئینها، پلیساکاریدها، کمپلکس پروتئین_پلیساکارید و پلیمرهای سنتزی زیستتخریبپذیر - و لیپیدی - لیپوزومها، نیوزومها، فیتوزومها، نانو و میکروامولسیونها، نانوذرات لیپیدی و غیره تقسیم بندی میشوند. در این مقاله به بررسی و مقایسهی سه ساختار وزیکولار لیپوزوم، نیوزوم و فیتوزوم در درون پوشانی ترکیبات زیست فعال آبدوست و آبگریز، خصوصیات مولکولی، فیزیکو شیمیایی، کارایی، مزایا و معایب آنها در انکپسولاسیون میپردازیم.
-1 مقدمه
استفاده از نانوتکنولوژی در صنایعغذایی که از مهمترین بخشهای صنعت هر کشوری به شمار میآید، میتواند موجب بهبود امنیت غذایی و ماندگاری آن، تشخیص زودهنگام آلودگی، کاهش چربی، شکر، نمک و نگهدارندهها، افزایش ارزش تغذیهای غذاها و نوشیدنیها، ایجاد عطر و طعم و بافتهای جدید و فرآوری بهداشتی مواد غذایی گردد
کاربردهای نانوتکنولوژی در صنعت غذا شامل استفاده از نانو کپسولها و حاملها - مثل میسلها، لیپوزومها ، نانوامولسیونها، نانوذرههای بیوپلیمری - ، بستهبندیهای نوین - مانند نانوکامپوزیتها، بستهبندیهای نانوفعال و هوشمند - و بیوسنسورهاست
پیشرفتهای اخیر باعث توسعهی سیستمهای حامل مواد نوتریسیتیکال86 جدیدی شده است که فیتوزوم، نیوزوم و لیپوزوم از جمله سیستمهای انکپسولاسیون مواد می باشند. امروزه بهدلیل متنوع بودن خواص فیزیکی و شیمیایی مواد غذا-داروی گوناگون، نیاز به سیستمهای حامل پیشرفته و هوشمندتر وجود دارد.
درونپوشانی87 یک فرآیند مهم صنعتی برای پوشش دادن فیزیکی مایعات، جامدات و یا گازها با یک لایه نازک محافظ بهمنظور محافظت از آنها در برابر تخریب و تجزیه است و در صنایع غذایی برای پوشش دادن ترکیبات زیر مورد استفاده قرار میگیرد:
✓ درونپوشانی ترکیبات مغذی و غذا-دارو - شامل ویتامینها، فالوونوئیدها، آنتوسیانینها، کاروتنوئیدها، اسیدهای چرب ضروری، استرولها و غیره - جهت غنیسازی و همچنین تولید غذاهای فراسودمند؛
✓ درونپوشانی مواد عطری، طعمی و رنگی جهت بهبود خواص ارگانولپتیک و توسعه غذاهای جدید؛
✓ درونپوشانی مواد نگهدارنده - آنتیمیکروب و آنتیاکسیدان - جهت افزایش کارایی و مدت زمان اثربخشی آنها که موجب افزایش ایمنی و ماندگاری مواد غذایی میشود؛
✓ درونپوشانی میکروارگانیسمهای مفید و پروبیوتیک برای حفاظت از آنها در مواد غذایی و مجرای گوارشی؛ درونپوشانی ترکیبات فوق در صنایع غذایی و دارویی، با عملکردهای زیر رسیدن به اهداف ذکر شده را میسر می سازد:
✓ افزایش پایداری مواد درونپوشانی شده با حفاظت آنها از عوامل محیطی - حرارت، pH بالا و پایین، آنزیمها، اکسیژن، نور و فلزات سنگین -
✓ پوشش دادن طعمها، بوها و رنگهای نامطلوب ناشی از ترکیب درونپوشانی شده در مواد غذایی؛
✓ افزایش حلالیت ترکیبات در محیط آبی مواد غذایی؛
✓ افزایش حلالیت در غشای لیپیدی سلولها در بدن که موجب افزایش دسترسی زیستی و در نتیجه کاهش مقدار ماده موردنیاز جهت اثرگذاری مورد انتظار نسبت به حالت آزاد؛
✓ رهایش کنترلشده ترکیبات زیست فعال در مواد غذایی و مجرای گوارشی؛
نانوکپسولها را میتوان بر اساس ترکیب مادهی پوششدهنده و کپسوله کننده به انواع پلیمری - شامل پروتئینها، پلیساکاریدها، کمپلکس پروتئین-پلیساکارید و پلیمرهای سنتزی زیستتخریبپذیر - و انواع لیپیدی - لیپوزومها ، نیوزومها، فیتوزومها ، نانو و میکروامولسیونها، نانوذرات لیپیدی SLN88 - و - 89NLC و ... - طبقهبندی کرد. در این مطالعه به بررسی سه ساختار وزیکولار لیپوزوم، نیوزوم و فیتوزوم در درونپوشانی ترکیبات زیست فعال آبدوست و آبگریز پرداخته شدهاست.
-2 لیپوزومها
لیپوزومها یا وزیکولهای لیپیدی، نانو حاملهای کلوئیدی هستند که از دیسپرسیون آبی مولکولهای آمفیفیلیک مانند لیپیدهای قطبی - فسفولیپیدها و گلیکولیپیدها - و یا ترکیب لیپیدهای قطبی و استرولها ساخته شدهاند که با قرار گرفتن در محیطهای آبی تشکیل وزیکولهای دو لایه میدهند. با توجه به اینکه لیپوزومها حاوی گروههای سر قطبی به سمت محیط آبی غشاء دو لایه ای و گروههای دم هیدروفوبیک به طرف مرکز غشاء دو لایه هستند - شکل - 1، بنابراین میتوانند هر دو دسته ترکیبات آبدوست و آب گریز و همچنین ترکیبات آمفیفیلیک را درونپوشانی نمایند. ترکیبات آبگریز، در غشای دو لایهای و ترکیبات آبدوست نیز در داخل لیپوزوم، درونپوشانی میشوند.
اندازهی لیپوزومها از 10 نانومتر تا 10 میکرومتر، بسته به روش تولید آنها متفاوت بوده [7] و ویژگیهای آنها تحت تأثیر ترکیب چربی، بار سطحی، اندازه و روش تولید آنهاست . - Akbarzadeh et al, 2013 - لیپوزومها بر اساس روشهای آمادهسازی، تعداد غشاهای دو لایهای و اندازهشان طبقهبندی میشوند:
1. وزیکولهای یونی لاملار : - ULVS90 - شامل یک پوسته غشایی دو لایهای هستند
2. وزیکولهای مولتی لاملار : - MLVS91 - شامل غشاءهای دو لایه متحدالمرکز هستند
3. وزیکولهای مولتی وزیکولار : - MVVS92 - لیپوزومهای کوچک با مرکزهای متفاوت که در یک غشاء لیپیدی دو لایه احاطه شدهاند
شکل-1 ساختار لیپوزوم
لیپوزومها از نظر ترمودینامیکی ناپایدار بوده و بنابراین در طول دورهی نگهداری دچار تودهای شدن93، انبوهش94 و تهنشینی95 میشوند. پایداری لیپوزومها را میتوان با پوششدهی سطح وزیکولها با پلیمرهای خاص مثل گلیسرول، پلیاتیلن یا کیتوزان، استفاده از اجزاء آنیونیک یا کاتیونیک در ساختار آنها یا با به کارگیری مواد پایدارکننده مثل کلسترول یا گلیسرول، بهبود داد
لیپوزوم بهعنوان یک سیسستم نانوحامل، دارای مزایای بالقوه در درونپوشانی ترکیبات دارویی و زیستفعال هستند. آنها به دلیل زیستسازگازی، زیستتخریبپذیری و عدم حضور ترکیبات سمی، کاربردهای گوناگون در تحویل هدفمند دارو، صنایع غذایی و لوازم آرایشی دارند
کاربردهای اصلی لیپوزومها در صنایع غذایی، درونپوشانی و تحویل هدفمند ترکیبات زیستفعال و افزودنیهای غذایی مانند مواد طعمی - برای توسعهی طعمها و مزههای جدید وکنترل رهایش طعمها - و ترکیبات مغذی - مانند پپتیدها، ویتامینها، مواد معدنی و اسیدهای چرب ضروری - ، مواد ضد میکروبی و آنزیمهاست. در جدول 1 بهطور خلاصه مزایا و معایب ساختارهای وزیکولار لیپوزومی در درونپوشانی ترکیبات زیست فعال نشان داده شده است
