بخشی از مقاله
چکیده:
اسانس های روغنی مایعات معطری هستند که از قسمت های مختلف گیاهان - گل، دانه، برگ وغیره . . . - استخراج می شوند. این ترکیبات دارای طیف وسیعی از فعالیت های زیستی از جمله فعالیت آنتی باکتریال و آنتی اکسیدان هستند ولی متاسفانه ناپایداربوده و حلالیت کمی در آب دارند. انکپسوله کردن فرایندی به منظور افزایش پایداری و حلالیت اسانس های روغنی است. به طور کلی می توان روش های انکپسوله کردن را به دو دسته تقسیم بندی کرد، دسته اول روش های فیزیکوشیمیایی هستند مانند: complex coacervation، molecular inclusion، liposome encapsulation، high pressure technologies و دسته دوم روش های مکانیکی هستند مانند: خشک کردن پاششی و اکستروژن . دراین تحقیق به بررسی برخی از روش های انکپسوله کردن اسانس های روغنی، مزایا ومعایب آن ها پرداخته شده است.
مقدمه
اسانس های روغنی مایعات روغنی معطر به دست آمده از اجزای گیاهان - گل ها، شکوفه ها، دانه ،برگ، شاخه های جوان ، پوست، بوته، چوب، میوه وریشه - هستند. اسانس های روغنی حاوی ترپن ها ، فنل ها، آلدهید ها ،استر، کتون ها و دیگر ترکیبات هستند و دارای طیف وسیعی از فعالیت های زیستی شامل جلوگیری از رشد باکتری ها ، مخمر ها و کپک ها هستند. این ترکیبات آبگریز هستند و محل اصلی فعالیت آن ها غشا . انکپسوله کردن اسانس های روغنی درون میکروکپسول ها وسیله ای برای کنترل آزاد سازی و تحویل در محل مشخص به منظور بیشترین فعالیت ضد میکروبی روغن ها است. در بیشتر موارد انکپسوله کردن به تکنولوژی گفته می شود که در آن ترکیبات زیست فعال کاملا پوشانده شده و با با یک مرز فیزیکی حفاطت می شوند. این تکنولوژی حدودا 60 سال پیش گسترش یافت وامروزه در داروسازی استفاده زیادی دارد - به خصوص برای آزاد سازی داروها و واکسن ها - هم چنین برای صنعت غذا نیز مناسب است.
یکی از مهمترین دلایل انکپسوله کردن مواد فعال پایدارکردن آنها در محصول نهایی در طول فرآیند است. فایده ی دیگر کنترل آزاد سازی اسانس های روغنی در محل مورد نظر می باشد. به علاوه انکپسوله کردن به منظور جلو گیری از واکنش با ترکیبات دیگر در غذا مانند اکسیژن است . انکپسوله کردن موجب پایداری ترکیبات زیست فعال در طول فرایند ونگهداری شده و جلوی واکنش های نامطلوب با ماتریکس غذا را می گیرند. عمدتا ترکیبات زیست فعال بسیار سریع وارد واکنش می شوند. انکپسوله کردن موجب کاهش فرایند تجزیه ی این ترکیبات مانند اکسیداسیون و هیدرولیزشده یا به طور کلی جلوی تجزیه را می گیرد. پوشش ها و مواد حامل نقش مهمی را در فرایند انکپسوله کردن بازی می کنند زیرا مسئول حفاظت از اسانس های روغنی و ایجاد یک آزاد سازی کنترل شده هستند. این مواد باید بر اساس روغن خاصی که انکپسوله می شود و خصوصیات انکپسوله ی نهایی انتخاب شوند. 0معمول ترین مواد دیواره ای که برای انکپسوله کردن اسانس های روغنی استفاده می شوند شامل نشاسته - OSA - octenyl succinicanhydride، ، بتا سیکلو دکسترین ها، صمغ آکاسیا، مالتودکسترین ومخلوطی از آن ها است. اخیرا کیتوزان و فسفولیپید ها نیز به عنوان مواد پوشش دهنده استفاده می شوند.
تکنیک های انکپسوله کردن:
بیش 1000 روش برای فرایند های مختلف انکپسوله کردن وجود دارد که بیش از 300 مورد آن ها مربوط به مواد غذایی است. تکنیک هایی که برای انکپسوله کردن اسانس های روغنی استفاده می شوند را می توان به دو دسته کلی تقسیم بندی به طور کلی می توان روش های انکپسوله کردن را به دو دسته تقسیم بندی کرد، دسته اول روش های فیزیکوشیمیایی هستند مانند: complex coacervation، molecular inclusion، liposome encapsulation، high pressure technologies و دسته دوم روش های مکانیکی هستند مانند: خشک کردن پاششی .
خشک کردن پاششی:
خشک کردن پاششی که یکی از قدیمی ترین روش های انکپسوله کردن است و بیشترین استفاده را نیز در بخش صنعت غذا دارد. حدود 80 تا 90 درصد انکپسوله ها با خشک کن پاششی انجام می شوند. این روش انعطاف پذیر ومداوم است ولی مهمتر از اینها یک روش مقرون به صرفه است. خشک کردن پاششی ذراتی با کیفیت خوب با اندازه ی کمتر از 40 m تولید می کند. این خصوصیت از دیدگاه خصوصیات بافتی و حسی محصول نهایی مطلوب است. اگر چه خشک کن های پاششی در صنعت غذا بسیار استفاده می شوند معایبی نیز دارند مانند: پیچیدگی تجهیزات، شرایط غیر یکنواخت در چمبر خشک کردن و این که کنترل اندازه ی ذرات همیشه آسان نیست. در طی فرایند خشک کردن پاششی تبخیر حلال که در اغلب موارد آب است موجب می شود به دام افتادن ترکیبات مورد نظر به طور آنی انجام می شود. تجهیزات این روش به آسانی قابل دسترس هستند و هزینه تولید آن کمتر از بیشتر روش های دیگر است . در مقایسه با خشک کردن تصعیدی هزینه ی خشک کردن پاششی 50-30 برابر ارزانتر است.
به کاربردن خشک کردن پاششی در میکرو انکپسوله کردن شامل 3 مرحله ی اصلی است:-1آماده سازی دیسپرسیون یا امولسیون که فرایند باید روی آن انجام شود -2هموژنیزه کردن دیسپرسیون-3 اتمایز کردن توده به درون چمبر خشک کردن هم چنین می توان مرحله ی سوم را به بخش های جزئی تر تقسیم کرد. شاهدی و هان در 4 1993مرحله برای میکرو انکپسوله کردن به روش خشک کردن پاششی پیشنهاد کردندشامل:-1آماده سازی دیسپرسیون یا امولسیون-2 هموژنیزه کردن دیسپرسیون-3اتمایز کردن امولسیون ورودی به خشک کن-4آبگیری ذرات اتمایز شده
استفاده از لیپوزوم ها در انکپسوله کردن اسانس های روغنی:
روش لیپوزوم اولین بار توسط بنگهام وهمکارانش دردانشگاه کمبریج در سال 1965 استفاده شد. لیپوزوم ها ذراتی هستند با اندازه ی بین 30 nm تا چند میکرون.مکانیزم شکل گیری لیپوزوم ها اساسا واکنش آبدوستی B آبگریزی بین فسفو لیپید ها و مولکول های آب است. یک لیپوزوم - یا ویزیکول لیپید - ساختاری است ازغشای دو لایه ی لیپیدها که تعدادی بخش های آبی یا مایع را در بر گرفته است. لیپید استفاده شده معمولا فسفولیپید است. به دلیل داشتن هردو فاز آبی و لیپیدی، لیپوزوم ها می توانند در به دام انداختن و آزاد سازی مواد محلول در آب ، محلول در چربی، و مواد دوگانه دوست استفاده شوند. مکانیسم شکل گیری لیپوزوم ها ونانو لیپوزوم ها اساسا یک واکنش آبگریزی - آبدوستی بین فسفولیپیدها و مولکول های آبدوست است. لیپوزوم ها به سه دسته تقسیم می شوند: ویزیکول های چند لایه - MLVs - ، ویزیکول های کوچک - SUVS - وویزیکول های بزرگ تک لایه . - LUVS -
کواسرواسیون - : - coacervation
فرایند جدید کواسرواسیون در سال های اخیر گسترش یافته که موجب غلبه بر بسیاری از مشکلات مربوط به این فرایند به خصوص زمانی که با مواد غذایی سر وکار داریم، شده است . این فرایند در اصل جداسازی فازی یک یا تعدادی پلی مر از محلول اولیه و جا ی گزین کردن فاز جدید شکل گرفته ی کواسروات اطراف ترکیبات اسانس های روغنی است که در همان محیط به صورت امولسیون یا سوسپانسیون در آمده اند. سپس پوسته ی پلی مری با استفاده از یک ماده پیوند عرضی داده می شوند. سیستم های پلی مری زیادی برای برای انکپسوله کردن به روش کواسرواسیون استفاده شده اند ولی بیشترین استفاده مربوط به سیستم ژلاتین /صمغ آکاسیا بوده است. کواسرواسیون کمپلکس بر پایه ی واکنش های الکترواستاتیک بین دو پلی مر با بار مخالف است که در محیط آبی اتفاق می افتد و مواد هسته ای به شکل دیسپرسیون به مخلوط پلی مراضافه می شوند.
این مخلوط سپس دریک فاز محلول آبی حاوی یک عامل فعال سطحی به صورت سوسپانسیون درمی آید. نهایتا مواد پوشش داده شده با گرما و یا پیوند عرضی مستحکم می شوند. این فرایند در محیط آبی اتفاق می افتد و برای مواد مایع غیر قابل امتزاج با آب یا جامدات نامحلول در آب قابل استفاده است. در کواسرواسیون کمپلکس پلی مر هایی با بار مخالف مانند ژلاتین با بار مثبت و صمغ عربی با بار منفی استفاده می شوند. ماده هسته ای غیر قابل امتزاج با آب به صورت قطراتی در ژلاتین گرم پخش می شود. سپس صمغ عربی و آب به امولسیون اضافه می شوند و pH فاز آبی به 4/5- 4 تغییر می دهند. این عمل موجب می شود تا کواسروات کمپلکس ژلاتین و صمغ عربی و آب شکل بگیرد. این سیستم سپس تا زیر 10 درجه سانتی گراد سرد می شود تا پوسته ژله ای شود. سپس کواسروات ژله ای شده معمولا به روش شیمیایی پیوند عرضی داده می شود
