بخشی از مقاله
چکیده
درونپوشانی بهعنوان یک فنآوری در بستهبندی مواد کوچک شناخته شدهاست که شامل روشهایی همچون نانوامولوسیونسازی و نانوکامپوزیت ساختن است. اصلیترین سیستم نانو درونپوشانی بر پایه لیپید که برای محافظت و رهایش مواد غذایی و غذا- داروها بهکار میرود، وزیکولهای لیپیدی میباشند. به عنوان مثال لیپوزومها سیستم بسیار خوبی برای تحویل رنج وسیعی از ترکیبات بیولوژیکی، دارویی، کشاورزی و بیوشیمیایی میباشند.
نیوزومها آنالوگ نانولیپوزومها بوده و از نظر آرایش ساختمانی، همچون آنها ساختمان لایهلایه دارند و بهعلت دارا بودن ساختار لیپیدی و فاز آبی در ساختار این وزیکولها، آن ها را میتوان برای بارگذاری، تحویل و رهایش ترکیبات محلول در آب، محلول در چربی و آمفیفیلیک بهکار برد. روشهای مختلفی برای ساخت لیپوزومها وجود دارند که شامل دو دستهی کلی روشهای بارگیری فعال وغیرفعال میباشند: در روشهایی همچون صوت، اکستروژن غشائی و هیدراسیون لیپیدها با همزدن دستی، از سیستمهای مکانیکی برای دیسپرسیون استفاده میکنند.
در تمامی این روشها محلولهای لیپیدی در حلالهای آلی قرار گرفتهاند و با پراکندهشدن لیپیدها در آب به پایان میرسند. برخی روشها براساس دیسپرسیون حلالاند: همچون تزریق اتر، وزیکولهای امولسیون دوتایی و تبخیر فاز معکوس. در این روشها لیپید اولین جزئی است که در حلال آلی حل شده و سپس در تماس با فاز آبی که حاوی مواد مؤثری است، قرار میگیرد. روش حبابهای بدون حلال: روش حباب، روش میکروفلودایزر، روش حرارتدهی و غیره. در میان راههای تولید بینیاز حلال که مورد بررسی قرارگرفت، روش حرارتی تغییریافته، یکی از روشهای مناسب مقرون به صرفه و با امکان دستیابی در سیستمهای دستگاهی سادهتر یکی از پرکاربردترین روشها میباشد.
مقدمه
درونپوشانی بهعنوان یک فنآوری در بستهبندی مواد کوچک شناختهشده است که شامل روشهایی همچون نانوامولوسیون سازی، نانوکامپوزیت ساختن وروشهای دیگر میباشد.[1] روشهای مختلفی برای تهیه نانوکپسولها گزارش شده است .[2] سیستم نانو درونپوشانی بر پایه لیپید، فعالیت آنتیاکسیدانها را با افزایش حلالیت، در دسترس بودن زیستی آنها، پایداری درآزمایشگاه 78و محیط طبیعی 79آنها و جلوگیری از برهمکنشهای ناخواسته با سایر ترکیبات غذایی، افزایش میدهد.
اصلیترین سیستم نانو درونپوشانی برپایه لیپید که برای محافظت و رهایش مواد غذایی و غذا-داروها بکار میرود، وزیکولهای لیپیدی - نانولیپوزومها و نیوزومها - میباشند .[3] بکار گرفتن وزیکولهای لیپیدی به عنوان وسیله حامل برای مواد مغذی، غذا-داروِ، آنزیمها، افزودنیهای غذایی و ضد میکروبیهای غذایی گزارش شده است .[4] کاربرد میکرو و نانوریزپوشانی در صنایع غذایی در حال افزایش میباشد چراکه محاسنی را این تکنیک میتواند به مواد ریزپوشانی شده اعطا کند .
[5] این نانو کپسولها پس از آنکه به نقطه عمل رسیدند و آزاد شدند، مثل غذاهای عادی، جذب میشوند. با این سیستم، مصرف مقدار افزودنیهای مورد نیاز را نیز کاهش میدهند .[6] بهعنوانمثال لیپوزومها سیستم بسیار خوبی برای تحویل رنج وسیعی از ترکیبات بیولوژیکی، دارویی، کشاورزی و بیوشیمیایی میباشند. هدفمند بودن یکی از مفیدترین خصوصیات وزیکولهای لیپیدی است. هدفمند بودن مولکولهای زیست فعال در ناحیهای که تأثیر آنها نیاز است، ضروری است و برای رسیدن به غلظت مناسب برای اثربخشی مطلوب آن ها در نقطه هدف الزامی میباشد .[7]
با آزادسازی بهموقع، افزایش اثر زیستفعالها، گسترش محدود کاربرد آنها و اطمینان از مقدار بهینه آنها، مقرونبهصرفه بودن محصولات را بهبود میدهد .[8] به علت دارا بودن ساختار لیپیدی و فاز آبی در ساختار این وزیکولها، آنها را میتوان برای بارگذاری، تحویل و رهایش ترکیبات محلول در آب، محلول در چربی و آمفیفیلیک بکار برد. این در حالی است که سایر سیستمهای ریزپوشانی قادر به نگهداری یک فاز ترکیبات می باشند.
نانو وزیکولهای لیپیدی یک مفهوم جدید است درحالیکه وزیکولهای لیپیدی تاریخچهای بیش از 4 دهه دارند .[9] کاربردهای بسیار فراوانی در استفاده از وزیکولهای لیپیدی در صنایع غذایی، از محافظت ترکیبات حساس تا افزایش کارایی افزودنیهای غذایی وجود دارد .[10] به علت خواص مطلوب وزیکولهای فسفولیپیدی و لیپیدی از آنها برای درونپوشانی و رهایش کنترلشده مواد غذایی، غذا-داروها، مواد بهداشتی و دارویی استفاده میکنند. یکی از خصوصیات بارز این وزیکولها در مقایسه با سایر روشهای درونپوشانی این است که آنها از مواد اولیه طبیعی ساخته شده که برای سلامت انسان مفید میباشند .[11]
تولید وزیکولهای لیپیدی
نانولیپوزوم یا انواع لیپوزوم در محدوده نانو، ساختار کلوییدی است که با اعمال انرژی در جهت ترکیب مناسب از مولکولهای تشکیلدهنده آن - مخصوصاً فسفولیپیدها - در یک محلول آبی شکل میگیرد. مولکول فسفولیپیدی که در ساختار وزیکولی لیپیدی قرار دارد مهمترین ترکیبی است که بهطور طبیعی دولایه است. آمفیفیلیک بودن این مولکولها کلید اصلی تشکیلدهنده این ساختار میباشد. اگرچه هر ساختار فسفولیپیدی، لیپوزوم نمیباشد.
ادغام لیپیدها و یا فسفولیپیدها میتواند ساختاری غیر لیپوزومی همچون ساختار صفحهای80، شش ضلعی81 و یا مکعبی82 را تشکیل میدهد. بااین حال لیپوزوم ساختار بسته، مداوم و وزیکولی است که ساختار لایهای آن توسط فسفولیپیدها در محیط آبی ایجاد میشود. نیوزومها آنالوگ نانولیپوزومها بوده و از نظر آرایش ساختمانی، همچون آنها ساختمان لایهلایه دارند با این تفاوت که در ساختار آنها سورفاکتانتهای غیر یونی جایگزین فسفولیپیدها گردیدهاند .[13]
روشهای تولید وزیکول های لیپیدی
انتخاب روش تهیه وزیکولهای لیپیدی تحت عوامل مختلفی که به قرار زیر می باشد، وابسته است.
-1 خصوصیات فیزیک وشیمیایی ماده مؤثر و مواد اولیه سیستمهای لیپیدی - لیپوزوم -
-2 طبیعت محیطی که قرار است وزیکول لیپیدی در آن پراکنده گردد.
-3 غلظت مواد مؤثره و پتانسیل سمیت آن
-4 فرایندهای اضافی در حین کاربرد و تحویل وزیکولها
-5 اندازه بهینه، بس پاشیدگی83 و عمر نگهداری وزیکول برای کاربرد موردنظر
-6 تکرارپذیری و امکان فراوردههای لیپوزومی امن و کارآمد در مقیاس زیاد
روش استاندارد و مرسوم تهیه آنها شامل تبخیر کلروفروم و یا متانول از محلول لیپیدی، کلسترول و ترکیبات هیدروفوبی که ریز پوشانی میشوند، بوده که به تولید فیلم نازک میانجامد. با افزودن فاز آبی و ترکیبات هیدروفیل و به دنبال آن وارد کردن انرژی مکانیکی و حرارتی کافی، صفحات لایههای پشت سر هم ترکیبات هیدروفوب/آمفیفیل از توده جدا شده و وزیکول چند لایه پشتهم را تشکیل میدهند.
با توجه به در اختیار داشتن موقعیت فازهای بزرگ لیپیدی، وزیکولهای چند لایه84 برای ریزپوشانی گروه های متنوعی از ترکیبات لیپیدی مناسب می باشد. از طرف دیگر وزیکولهای تک لایه85 که شامل یک لایه مولکول فسفولیپید احاطه کننده هسته آبکی درونی است، ظرفیت بیشتری برای ریزپوشانی ترکیبات هیدروفیل دارند. انواع تک لایه لیپوزومها با بکار گرفتن صوت و یا اکستروژن وزیکولهای چند لایه که از غشاء پلیکربناتی عبور داده شوند به دست میآیند.[14-15]
