بخشی از مقاله
میکروکپسولاسیون در صنایع بسته بندی مواد غذایی
چکیده
میکروکپسولاسیون فرایندی است که طی آن ذرات کوچک یا گویچههای کوچک درون یک پوشش یا ماده زمینهای همگن یا غیر همگن قرار میگیرند و به این ترتیب کپسولی با خصوصیات مفید تولید میگردد. از جمله مزایای این تکنیک پایدار سازی مواد هسته، کنترل واکنشهای اکسیداسیون، حفاظت و کنترل رهایش (زمان و دمای رهایش)، گسترش shelf time، محافظت از عطر و رنگ و بو و مواد مغذی را میتوان نام برد. یک میکروکپسول، دایرهای شکل، دارای یک غشا نیمه تراوا، ریز و باریک است. پوسته قوی، هسته مرکزی مایع یا جامد را در برگرفته است. قطر آن از یک میکرون تا یک نانومتر میتواند متفاوت باشد. در تکنیک اخیر، ذرات دارای مواد فعال، جهت حفاظت توسط یک لایه از مواد دیگر پوشش داده میشوند. میکروانکپسولها باید به گونهای ساخته شوند که اجزا فعال را به تدریج رها کنند. یک میکروانکپسول توسط روشهای مختلف شامل: هیدرولیز بوسیله گرما، حل کردن، انتشار و فشار میتواند باز شود. برای انکپسولاسیون از روشهای مختلف مثل Extrusion، Emulsion، Fluidized- bed drying و Spray drying و Freeze drying و Spray coating و ... استفاده می شود. برای انکپسولاسیونترکیبات در صنایع غذایی، عموماً از ماتریکس های حفره دار استفاده می شودانتخاب. مواد پوششی متفاوت معمولاً به ویژگی های سلامت زایی کپسول و روش تهیه آن وابسته است. متداول ترین مواد پوششی شامل پلیمرهای Food-grade نظیر آلژینات، کیتوزان، کربوکسی متیل سلولز (CMC)، کاپاکاراگینان، ژلاتین، پکتین، ژلان، آگارز، زانتان و لوبیای لوکاست هستند. کربوهیدرات ها ترکیبات کپسوله کننده خوبی هستند چرا که در مقدار مواد جامد بالا ویسکوزیته کمی دارند و حلالیت آنها نیز خوب است. در عین حال بیشتر کربوهیدرات ها ویژگی های بین سطحی لازم برای میکروانکپسولاسیون کارا را ندارند. در نتیجه لازم است به همراه سایر مواد مانند صمغ ها و پروتئین ها بکار روند. صمغ ها به دلیل ویژگی تشکیل فیلم و پایدارسازی امولسیون مورد استفاده قرار می گیرند. خصوصیات عملیاتی عالی پروتئین ها آنها را مناسب استفاده به عنوان مواد دیواره ای در فرایند میکروانکپسولاسیون کرده است.
کلمات کلیدی: میکروکپسولاسیون، بسته بندی، مواد غذایی
مقدمه
نانو به معنای 9؛10 و نانوتکنولوژی فناوری مرتبط با ذرات در حد و اندازه ی نانو (یک میلیاردم متر) میباشد. امروزه محصولات حاصل از نانو تکنولوژی جهانیان را به شگفتی وا داشته است. پیش بینی میشود که این تکنولوژی کل صنعت غذا شامل فراوری مواد، بسته بندی، ذخیره سازی، حمل و نقل و مصرف را تغییر دهد.
یکی از ساختار های اصلی نانو، نانوکپسول ها هستند. که در ساده ترین شکل به صورت یک کره با دیواره یکنواخت و یک شکل است. کپسول های در حدو میکرو و نانو میکروکپسول نامیده می شوند. فرایند تولید میکروانکپسول میکروانکپسولاسیون نامیده می شود.
انکپسولاسیون به معنای قراردادن مواد مختلف درون یک پوشش پیوسته یا قرار دادن آنها در یک ماده زمینه ای پیوسته می باشد. به برکت انکپسولاسیون، محصولات فراوانی که قبلاً تولید آنها به لحاظ فنی غیر ممکن به نظر می رسید، تولید شده است.
در این تکنولوژی روش های متفاوتی برای میکروانکپسولاسیون مواد استفاده می شود.
کپسول های تولیدی دارای یک بخش مرکزی که می تواند مایع، گاز یا جامد باشد و یک بخش دیوارهای یا پوسته می باشند. از پلیمرهای سنتزی یا طبیعی متفاوتی می توان به عنوان ماده دیوارهای کپسولها استفاده نمود. دیواره میکروکپسول به جهت محافظت هسته در برابر عوامل تخریب کننده، جلوگیری از انتشار مواد هسته به محیط اطراف، کاهش ضایعات مواد فرار و رهایش کنترل شده مواد طراحی گردیده است. انتخاب مواد دیواره ای مناسب نیاز به آزمون و خطا و کسب تجربه دارد.
در ادامه مباحثی در خصوص تکنولوژی نانو، انکپسولاسیون، روش های انکپسولاسیون، خصوصیات مواد دیواره ای کپسول و انتخاب آنها آورده شده است.
انکپسولاسیون
انکپسولاسیون به معنای قرار دادن مواد مختلف درون یک پوشش پیوسته یا قرار دادن آنها در یک ماده زمینه ای پیوسته می می باشد. از کاربرد نانو کپسول ها می توان به ساختن مواد غذایی کاربردی و تعاملی، رساندن مواد مغذی و جمع آوری رادیکال های آزاد اشاره کردبه. برکت انکپسولاسیون، محصولات فراوانی که قبلاً تولید آنها، به لحاظ فنی غیر ممکن به نظر می رسید، تولید شده است.
جدول یک
تکنولوژی های تولید مختلفی برای انکپسولاسیون بکار می روند. به طور کلی تولید میکرو کپسول ها شامل 3 مرحله است:
- 1 تشکیل دادن دیواره اطراف ماده فعال
2 - اطمینان یافتن از این که هیچ گونه نشتی ایجاد نمیشود و مواد نامطلوب بیرون نگه داشته میشوند.
3 - رهاسازی ماده درونی در زمان مناسب و در یک میزان رهایش کنترل شده.
شکل -1 فرایند انکپسولاسیون را نشان می دهد
مواد مختلف درون مواد پوششی قرار می گیرند و به این ترتیب خواص مطلوب آنها حین نگهداری حفظ میگردد و یا اینکه خصوصیات نامطلوب آنها حذف می شود. میکروانکپسولاسیون فرایندی است که طی آن ذرات کوچک یا گویچه های کوچک درون یک
پوشش یا ماده زمینه ای همگن یا غیر همگن قرار میگیرند و به این ترتیب کپسولی با خصوصیت مفید تولید می گردد. میکرو انکپسولاسیون به عنوان روشی برای حمل فیزیکی مواد مطرح می باشد. مواد درون کپسول ممکن است ذرات جامد، مایع یا گاز باشد که درون فیلمی پیوسته قرار می گیرد. 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.
مزایای متعددی در نتیجه ی میکروانکپسولاسیون مواد حاصل می شود که برخی از آنها شامل موارد زیر است. جدول 2
-کاهش ارتباط و تقابل مواد با محیط اطراف -کاهش سرعت انتقال مواد به محیط اطراف
-حمل و نقل آسانتر مواد (به خصوص مایعات و گازها) -استفاده آسان تر مواد در فرایند و عملیات های مختلف -پوشاندن خصوصیات نامطلوب مواد مختلف
فرایند میکرو انکپسولاسیون شامل تکنیک های فیزیکی (TypeB) و تکنیک های شیمیایی (Type A) است. روش های فیزیکی به طور تجاری و با استفاده از تجهیزات موجود برای تولید و پایدار سازی کپسول ها به کار می روند. تکنیک های شیمیایی با به کار بردن شیمی یونی (Ionic Chemistry) میکرو کره هایی (MicroSphere) را در راکتورهای batch تولید می کنند.
همه روش های شیمیایی فرایند batch هستند. از بین تکنیک های مختلف شیمیایی میکرو انکپسولاسیون، فقط phase separation gelation و Coacervation در صنایع غذایی استفاده می شوند. روش های انکپسولاسیون نوع B از فرایند های نوع A
