مواد مصرفی برای ریزپوشانی
مراحل مهم در فرایند
خشک کردن پاششی
پلیمرهای محلول در آب
آماده کردن محلول محتوی میکروارگانیسم
اتمایز شدن خوراک ورودی در اسپری
خشک شدن پاششی (تبخیر شدن رطوبت)
جداسازی محصول خشک شده
ژل کردن پاششی
واکس، اسیدهای چرب، پلیمرها و مونومرهای محلول یا نامحلول در آب
آمادهسازی محلول محتوی مواد هسته
جامدسازی مادهی پوشش دهنده بوسیلهی ژلی کردن آن
حذف مواد غیرمحلول بوسیلهی جذب، استخراج یا تبخیر
پوششدهی بسترمتحرک
لیپیدها، واکسها، پلیمرهای محلول یا نامحلول در آب
آمادهسازی محلولهای پوششدهنده
مایع کردن تکههای هسته
پوششدهی مواد هسته با غشای پوششدهنده
آمادهسازی امولسیونها برای تولید ریزپوشینه‌های چندلایه
پلیمرهای محلول در آب
آمادهسازی امولسیونهای آب در روغن با عوامل آب دوست دوست در فاز روغن و امولسیفایرهای یونی
اختلاط با محلول آبی حاوی پلی الکترولیتهای بار مثبت
حذف پلی‌الکترولیت‌های آزاد اضافی در محیط
تکرار مراحل ۲ و ۳
امولسیون Emulsification
پلیمرهای محلول در آب
توزیع عوامل فعال و امولسیفایرها در فاز آب با روغن
اختلط فاز روغن و آب تحت تاثیر نیروی برشی
۲-۶-۴- استفاده از روش امولسیون به منظور ریزپوشانی پروبیوتیکها
روش های مختلفی از جمله فنی و بیوتکنولوژی، برای سیستمهای تولید (مواد اولیه از منابع گیاهی یا حیوانی)، و نیز برای فرآیندهای آمادهسازی، ذخیرهسازی، توزیع و یا مصرف، میتوان اجرا نمود که منجر به تغییرات کمی و کیفی در ترکیب مواد غذایی و بهینه سازی خصوصیات مفید میشود. با این روشها، معرفی تغییرات در مقدار و نوع ترکیبات عملگرا با تاثیرات بالقوه مختلف برای سلامتی انسان ممکن میشود. از جمله روش های فنآوری مورد استفاده برای طراحی و توسعه غذاهای عملکردی، آنهایی هستند که بر اساس تغییر در سیستمهای انتقال موادغذایی میباشند. استفاده از امولسیونهای چند گانه (دوگانه) امیدوارکننده به نظر میرسد. امولسیون چندگانه سیستمهای چند گانهای هستند که در آن روغن در آب (O /W) و آب در روغن (W / O) وجود داشته باشند، و در آن گویچههای فاز پراکنده خود حاوی قطرات کوچکتر پراکنده هستند. معمولترین انواع آن عبارتند از آب در روغن در آب (W/O/W)، اما نوع امولسیون روغن در آب در روغن (O/W/O) نیز میتواند در کاربردهای خاصی مورد استفاده قرار گیرد. امولسیونهای آب در روغن در آب، از ذرات آب (W1) پراکنده در داخل گویچههای چربی (O) تشکیل شدهاند، که به نوبه خود در یک فاز پیوسته آبی پراکنده(W2) هستند (شکل ۲-۲).
شکل ۲-۲- تصویر شماتیک از ساختار امولسیون دوگانه
چیزی که در نهایت بهدست میآید، یک سیستم W1/O/W2 شامل سه فاز است که دو فاز آن، فاز آبی هستند (یکی درونی و دیگری بیرونی، به طور کلی با ترکیبهای مختلف) و فاز چربی که بین آنها واقع شده و با دو نوع فاز داخلی که با بهره گرفتن از سورفاکتانتهای آبدوست و چربیدوست تثبیت شدهاند، از هم جدا شده است (گارتی و همکاران، ۱۹۹۷).
به طور بالقوه، امولسیونهای W/O/W مزایای بیشتری نسبت به امولسیونهای معمولیW/O دارند مانند سیستم تحویل برای چربیهای زیست فعال، انکپسوله کردن، حفاظت و انتشار اجزای آب دوست. به خاطر خواص آنها از جمله توانایی به دام انداختن و حفاظت از مواد مختلف و کنترل آزاد شدن آنها از داخل یک فاز به فاز دیگر، این امولسیونها به عنوان وسیلهای برای میکروکپسوله‌کردن (ریزپوشانی) در داروسازی (حمل عوامل ضد سرطان، هورمونها، استروئیدها، و غیره)، صنعت مواد آرایشی (کاربرد آسان کرمها با ترکیبات انکپسوله شده) و دیگر صنایع، ازجمله صنعت غذا استفاده شدهاند. امولسیونهای دوگانه وسیلهای برای تهیه میکرو و نانوکپسولها (به صورت جامد یا نیمه‌جامد) حاوی ترکیبات آبدوست و چربیدوست میباشند. امولسیون چندگانه دارای مزایایی است که آنرا برای کاربردهای غذایی مناسب میسازد، زیرا معلوم شده که یک روش بالقوه مفید برای تولید محصولات کمکالری و کمچربی، ایجاد پوشش برای طعم دهندهها، جلوگیری از اکسیداسیون و بهبود خصوصیات حسی موادغذایی یا کنترل انتشار و حفاظت از مواد حساس در طول غذاخوردن و هضم غذا میباشد. از آنجا که امولسیونهای چندگانه امکان به دام انداختن ترکیبات تغذیه ای وزیست فعال را فراهم میکند و نیز میتواند به عنوان مواد غذایی استفاده شود، به عنوان یک روش جالب برای بهینه سازی ترکیبات فعال در رژیم غذایی در سیستمهای جدید مواد غذایی مانند غذاهای عملگرا مورد توجه میباشد (بنیچو و همکاران، ۲۰۰۹).
مقالات پژوهشی متعددی پتانسیل موجود برای استفاده از امولسیون چندگانه را در سیستمهای غذایی جدید، برجسته کردهاند. با این حال، اغلب تحقیقات بر روی طراحی، شکلگیری، ساختار و خواص امولسیون واقعی به عنوان متغیرهای مختلف مرتبط با ترکیب و روش آمادهسازی، برای غلبه بر مشکلات مرتبط با تولید امولسیون چندگانه پایدار، متمرکز هستند. در زمینه توسعه غذاهای سالمتر از جمله غذاهای عملگرا، امولسیونهای چندگانه به عنوان بخشی از طیف گستردهی سیستمهای تحویل، عمدتا برای ریزپوشانی اجزاء عملگرا، مورد بررسی قرار گرفتهاند. امولسیونهای چندگانه به عنوان یک روش برای ترکیبکردن ترکیبات سودمند به مواد غذایی برای توسعه مواد غذایی سالم، از جمله مواد غذایی عملگرا، است. کاربردهای امولسیونهای غذایی W/O/W را برای بهبود محتوای چربی، انکپسولهکردن مواد فعال زیستی و کاهش میزان سدیم را مورد بحث قرار میدهد (پیمنتال و همکاران، ۲۰۰۹).
۲-۶-۵- کاربرد امولسیونهای چند گانه در توسعه مواد غذایی سالم
با وجود امکانات زیاد برای استفاده از امولسیونهای چندگانه در موادغذایی، و این واقعیت که محصولات مختلف غذایی جدیدی بر اساس امولسیون دوگانه، مانند کرمهای شور (انکپسولیشن نمک)، سس مایونز معطر و غیره ثبت شده است، اما تعداد کمی نمونه از کاربرد واقعی در تولیدات جدید وجود دارد. این تا حد زیادی به بیثباتی ترمودینامیکی آنها مربوط است، این به آن معنی است که امولسیونهای چندگانه در طی دوران نگهداری و یا در معرض تنشهای محیطی که معمولا در صنعت مواد غذایی اتفاق میافتد، از جمله نیروهای مکانیکی، عملیات حرارتی، سرد کردن، یا انجماد، بسیار مستعد شکست هستند. با این حال، خصوصیات این سیستم تحویل مانند پایداری فیزیکی، باید در دو سطح مختلف در نظر گرفته شود: پایداری لازم به عنوان مواد میانی تشکیل دهنده غذا و پایداری در زمانی که به ماتریکس مواد غذایی اضافه شده است. به عنوان یکی از اجزای غذا، پایداری مورد نیاز با توجه به نوع مواد غذایی و شرایط فرایند در هر مورد متفاوت است. پایداری مورد نیاز ازW/O/W میتواند بسته به نوع سیستم مواد غذایی (جامد، مایع، محصولات لبنی، گوشت، و غیره) متفاوت باشد. در این رابطه و همچنین رسیدن به استانداردهای پایداری، این مواد تشکیل دهنده غذا باید منطبق با خصوصیات خاص (طعم، بافت، ظاهر، و غیره) مادهغذایی باشند که در آن وجود دارند. با این حال، در اکثر موارد، امولسیونهای W/O/W که فرموله شدهاند در ماتریکس مواد غذایی بکار نمیروند، به این معنی که رفتارشان در غذاهای واقعی و از این رو تاثیر آنها بر خواص تکنولوژیکی، حسی و میکروبیولوژیکی ماتریکس‌های پیچیده، شناخته شده نیست. در عین حال، به منظور مطالعه شکلگیری امولسیون W/O/W و یا بهبود ثبات آنها، مواد غیر غذایی (مانند امولسیون کنندهها، تثبیت کنندهها، فاز روغنی و غیره، برای کاربردهایی غیر غذایی مانند دارویی یا آرایشی و بهداشتی) در بسیاری از موارد استفاده شده است، به طوریکه این امولسیونها برای مصرف انسان نامناسب هستند. تمام این قوانین به طور مسلم برای استفاده از این نتایج در غذاهای واقعی است.
موقعیت مواد زیستفعال در امولسیونهای چندگانه باید به منظور درک کاربرد بالقوه آنها به عنوان اجزای غذایی در سیستمهای خوراکی جدید در نظر گرفته شود. اجزای زیست فعال میتوانند در چندین محیط مختلف مولکولی و فیزیکی داخل یک امولسیون W/O/W واقع شوند. به عنوان مثال، ترکیبات محلول در آب مانند مواد معدنی، ویتامین‌ها، اسیدهایآمینه، پپتیدها، الیاف، و غیره را میتوان هم در فاز آبی داخلی (W1)، در تشکیل امولسیون W1/O اولیه و یا در مرحله بیرونی شامل (W2)، در شکلگیری امولسیون نهایی W1/O/W2 وارد نمود. اجزای زیستفعال آبدوست در فاز داخلی(W1) در داخل میکروکپسول با مزایای حفاظت و انتشار کنترل شده مواد زیستفعال و محدود کردن اثرات حسی ناخواسته ناشی از آنها که برای برخی از کاربردهای غذایی مفید میباشد، به دام افتادهاند. ترکیبات محلول درچربی، اسید چرب غیر اشباع PUFA، اسید لینولئیک مزدوجCLA ، کاروتنوئیدها، آنتیاکسیدانها، و غیره را میتوان با پراکندگی در فاز چربی، وارد نمود. علاوه بر این، انتخابهای واقعی از فاز چربی به عنوان مثال روغن غنی از PUFA n-3 ها و یا اسیدهای چرب تک غیر اشباع MUFA ها میتواند به عنوان یک روش در جهت حضور مواد عملگرا به کار گرفته شود. علاوه بر این، اجزای عملگرایی که فعال سطحی باشند میتوانند در هر دو سطح آب در روغن یا سطح روغن در آب قرار بگیرند.
سه دلیل اصلی برای در نظر گرفتن امولسیون W/O/W درکاربردهای مواد غذایی سالمتر وجود دارد: برای بهبود محتوای چربی، در پوششدهی یا حفاظت مواد زیست فعال و کاهش میزان سدیم.
