منبع پایان نامه ارشد درباره مواد غذایی، بیوتکنولوژی، مزایا و معایب، ناسازگاری

۲۰۰۷).
به طور کلی از ریزپوشانی در حوزه میکروبیولوژی در موارد زیر استفاده میشود:

– تولید کشتهای آغازگر:
از ریزپوشانی برای افزایش طول عمر کشتهای آغازگر استفاده میشود. زمان ماندگاری لاکتوباسیلوس رامنوسوس VTT E-97800 ریزپوشانیشده در دمای اتاق ۶ ماه بود و زمانی که با نیتروژن مایع منجمد شدند این زمان به ۱۸ ماه رسید. ریزپوشینهها میتوانند مستقیما به محصول اضافه شده و مصرف شوند. برای تولید کشتهای آغازگر به فرم پودری با استفاده از خشک کن پاششی، ریزپوشینههای پروتئین آب پنیر استفاده شد و آسیب حرارتی به سلولها به حداقل رسید. همچنین ریزپوشانی زندهمانی کشتهای آغازگری که منجمد میشوند را بیشتر میکند (شو و همکاران، ۱۹۹۳).

– افزایش زندهمانی پروبیوتیکها هنگام عبور آنها از محیط معده:
ریزپوشانی به طور موثری زندهمانی میکروارگانیسمها را در محیط اسیدی معده افزایش میدهد. اما باید توجه داشت که گذشته از نوع مواد مورد استفاده قطر کپسول و پوششدهندهها هم فاکتور موثری برای بهبود زندهمانی پروبیوتیکها هستند. کاهش زیادی قطر میتواند نقش محافظتی ریزپوشینه را ضعیف کند یا به طور کلی حذف کند (کپلا و همکاران، ۲۰۰۶).

– استفاده در فرمانتورها:
ریزپوشانی پروبیوتیکها در حین تولید زیست توده میتواند مزایای زیر را داشته باشد: افزایش مقاومت میکروارگانیسم در مقابل فاکتورهایی مثل آلودگی با فاژ، عوامل مسمویتزای شیمیایی، رسیدن به مقدار تولید بالای متابولیت مخصوصا در سرعت همزدنهای بالا، تولیدزیست تودهی چگالتر و محافظت از میکروارگانیسم در مقابل تغییرات ناخواسته مانند جهشهای ژنتیکی (خلیل و همکاران، ۱۹۹۸).

تولید محصولات غذایی:
مزایای ریزپوشانی پروبیوتیکها در مواد غذایی از ۴ نقطه نظر قابل بررسی است.
۱- زندهمانی پروبیوتیکها: با محافظت از آنها در برابر عوامل نامساعد محیطی طول عمر آنها بیشتر شده و در نتیجه مدت ماندگاری محصول پروبیوتیک هم بیشتر میشود. چون ریزپوشانی آغازگرهای پروبیوتیک، فعالیت متابولیکی آنها را کاهش میدهد و بنابراین زندهمانی آنها به علت تولید آهستهتر اسید، بیشتر میشود. برای مثال گزارش شده زمان گرمخانهگذاری برای لاکتوباسیلوس کازئی و لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس ریزپوشانیشده به عنوان استارترهای ماست از ۶ ساعت به ۳۰ ساعت رسید. کاهش سرعت اسیدی شدن و به دنبال آن کاهش سرعت افت pH سبب افزایش قابل ملاحظه در عمر نگهداری محصول میشود (آودت و همکاران، ۱۹۹۸).

۲- دستیابی به روشهای جدید تولید مواد غذایی.
۳- بیحرکتسازی سلولهای پروبیوتیک: بهوسیله ریزپوشانی، پروبیوتیکها در محصول به صورت یکنواخت پراکنده میشوند. این ویژگی مخصوصا در محصولات ویسکوز بسیار حائز اهمیت است.
۴- ثابتسازی و بهبود خواص حسی محصولات پروبیوتیک: به طور کلی ترشی محصولات تخمیری تولید شده با آغازگرهای ریزپوشانی شده نسبت به محصولات پروبیوتیک ریزپوشانی نشده کمتر است زیرا مقدار کمتری اسید تولید میشود. همچنین سلولهای ریزپوشانی شده کاملا یا نسبتا غیرفعال هستند و روی پروفایل طعمی محصول اثری ندارند. به عنوان مثال محصول تخمیر بیفیدوباکترها، استیک اسید است که طعمی سرکه مانند به محصولاتی مثل ماست میدهد و این طعم نامطلوب مخصوصا طی نگهداری تشدید میشود، ریزپوشانی یکی از روشهای حل این مساله است زیرا مقدار اسید تولیدی در ریزپوشینهها بسیار کمتر میباشد (آنال و همکاران، ۲۰۰۷).

۲-۶-۱- ریزپوشانی پروبیوتیکها
یکی از کاربردهای فرایند ریزپوشانی، ریزپوشانی کردن پروبیوتیکها به منظور مصرف خوراکی است. ایجاد یک محافظ فیزیکی برای باکتریهای پروبیوتیک زنده در برابر شرایط خارجی موجود مورد بررسی زیادی قرار گرفته است. ریزپوشانی تکنیک جدیدی است که طی دو دههی اخیر به منظور محافظت پروبیوتیکها از آسیبهای کشندهای که پیشتر ذکر شد مورد مطالعهی زیادی قرار گرفته است. با رشد باکتریها و تولید اگزوپلیساکارید توسط آنها نیز ریزپوشانی به طور طبیعی اتفاق میافتد. در گذشته میکروارگانیسمها برای استفاده در مصارف بیوتکنولوژیکی در پلیمر محصور می‌شدند یا از تکنیک بیحرکت‌سازی۲۵ استفاده میشد. در حین اصلاح این تکنیکها، تکنیک ریزپوشانی ایجاد شد که سلولها را پایدار میکند و احتمال زندهمانی و پایداری سلولها را حین تولید و نگهداری بیشتر میکند. ریزپوشانی پروبیوتیکها در یک شبکهی پلیمری زیست تخریبپذیر مزایای زیادی دارد. تعداد سلولهای موجود در ریزپوشینه قابل شمارش است و در نتیجه مقدار استفاده شده به آسانی قابل کنترل است و هم‌چنین مواد محافظ میتوانند به شبکهی ژل نیز وارد شوند (چن و همکاران، ۲۰۰۶).

مطلب مشابه :  ایران مقصد جدید کوچ سرفینگ

۲-۶-۲- ساختمان ریزپوشینه
هر ریزپوشینه شامل یک لایه یا ساختار هیدروکلوئیدی (به نام کپسول) است که اطراف سلول(های) باکتری را فرا میگیرد. خصوصیات دیواره به نحوی طراحی شده است که از مواد درونی محافظت کرده و آنها را تحت شرایط خاص و به صورت کنترل شده آزاد میکند. اگر کپسول ساختمان ژل مانند داشته باشد ریزپوشینهها دانههای ژلی نامیده میشوند. چون شکل هندسی ریزپوشینهها کروی است آنها را میکروکره۲۶ نیز مینامند. هر ریزپوشینه شامل یک یا چندین سلول است. سطح ریزپوشینه ممکن است است نرم و صاف یا زبر باشد همچنین ممکن است شکافهای سطحی یا عمیقی داشته باشد. گسترش این شکافها سبب ایجاد منفذهایی در ریزپوشینه میشود که بازده ریزپوشانی را کم میکند. ریزپوشینهها میتوانند با یک لایهی دوم پوشانده شوند تا بازدهی ریزپوشانی بیشتر شود. لایهی دوم را روکش۲۷ مینامند. در شکل ۲-۱ جزئیات ساختاری ریزپوشینهها نشان داده شده است. بسته به خصوصیات فیزیکوشیمیایی مواد مرکزی، ترکیب دیواره و همچنین روش ریزپوشانی مورد استفاده، اشکال مختلف ریزپوشینه تولید میشود که مهمترین آنها ریزپوشینههای مخزنی۲۸ و شبکهای۲۹ هستند. در ریزپوشینههای مخزنی،‌ دیواره اطراف عوامل فعال هسته را پوشانده و جهت رهاسازی این مواد از فشار استفاده میشود. در حالیکه در ریزپوشینه شبکهای عوامل فعال بیشتری درون پوشش قرار می‌گیرد و مواد هسته تا حدودی در سطح پوشش قرار دارند، مگر اینکه یک پوشش اضافه روی آن قرار داشته باشد (زویدام و همکاران، ۲۰۱۰).

ج
ب
الف

شکل ۲-۱- جزیئات ساختاری ریزپوشینهها
الف) پوشش تک سلولی a) سلول باکتری b) سطح ناصاف c) سطح صاف d) سطح شکستنی
ب) ریزدانهی چند سلولی a) سلول باکتریایی b) مایع پرکنندهی فضای بین سلولی c) ریزپوشینه
ج) ریزپوشینههای پوشش داده شده a) سلول باکتریایی b) ریزپوشینه c) پوشش/پوسته

۲-۶-۳ انواع روشهای ریزپوشانی
روشهای مختلفی برای فرایند ریزپوشانی باکتری و اضافه کردن آن به محصول وجود دارد که به جدا ماندن آن از محصول کمک میکند (ویدلایاشمی و همکاران، ۲۰۰۹). فرایند ریزپوشانی با استفاده از روشهای مختلفی وجود دارد از قبیل خشک کردن پاششی۳۰، خشک کردن انجمادی۳۱، خشک کردن بستر سیال۳۲. برای ریزپوشانی کشتهای میکربی و تبدیل آنها به فرم پودری غلیظ وجود دارد. باکتریهای ریزپوشانی شده با این روش کاملا در محصول آزاد میشوند. ریزپوشانی در دانههای هیدروکلوئیدی سلولها را در یک شبکه بیحرکت میکند یا گیر میاندازد که در این صورت از آنها در محیطهای مختلف محافظت میکند (خلیل و همکاران، ۱۹۹۸). هر روش دارای مزایا و معایبی است مثلا یکی از عیوب روش خشک کردن پاششی دمای بالای آن است که درصد زندهمانی باکتری‌ها را کم میکند (دی وریس و همکاران، ۲۰۰۶).
در جدول ۲-۳ به انواع ریزپوشانی به طور مختصر شده است. در نوع دیگری از گروه بندی روشهای ریزپوشانی این روشها به دو دستهی شیمیایی و مکانیکی تقسیم میشوند. روشهای شیمیایی از جمله روش امولسیون یا سیستم دو فازی، انباشتگی، ژلهای شدن، پلیمریزاسیون دو وجهی، ناسازگاری پلیمر- پلیمر، محبوسسازی در لیپوزوم و نانوتکنولوژی میباشد. روشهای مکانیکی نیز میتوان به خشک کردن پاششی، آگلومریزاسیون یا متراکمسازی، سرد کردن پاششی، پوششدهی با بسترشناور و شکلدهی فشاری و اشاره کرد (ویدلایاشمی، ۲۰۰۹).

مطلب مشابه :  ایران صاحب هتل دریایی شد

جدول ۲-۳- انواع روشهای ریزپوشانی
روش ریزپوشانی
مواد مصرفی برای ریزپوشانی
مراحل مهم در فرایند
خشک کردن پاششی
پلیمرهای محلول در آب
۱. آماده کردن محلول محتوی میکروارگانیسم
۲. اتمایز شدن خوراک ورودی در اسپری
۳. خشک شدن پاششی (تبخیر شدن رطوبت)
۴. جداسازی محصول خشک شده
ژل کردن پاششی
واکس، اسیدهای چرب، پلیمرها و مونومرهای محلول یا نامحلول در آب
۱. آمادهسازی محلول محتوی مواد هسته
۲. جامدسازی مادهی پوشش دهنده بوسیلهی ژلی کردن آن
۳. حذف مواد غیرمحلول بوسیلهی جذب، استخراج یا تبخیر
پوشش‌دهی بسترمتحرک
لیپیدها، واکسها، پلیمرهای محلول یا نامحلول در آب
۱. آمادهسازی محلولهای پوششدهنده
۲. مایع کردن تکههای هسته
۳. پوششدهی مواد هسته با غشای پوششدهنده
آمادهسازی امولسیونها برای تولید ریزپوشینه‌های چندلایه
پلیمرهای محلول در آب
۱. آمادهسازی امولسیونهای آب در روغن با عوامل آب دوست دوست در فاز روغن و امولسیفایرهای یونی
۲. اختلاط با محلول آبی حاوی پلی الکترولیتهای بار مثبت
۳. حذف پلی‌الکترولیت‌های آزاد اضافی در محیط
۴. تکرار مراحل ۲ و ۳
امولسیون Emulsification
پلیمرهای محلول در آب
۱. توزیع عوامل فعال و امولسیفایرها در فاز آب با روغن
۲. اختلط فاز روغن و آب تحت تاثیر نیروی برشی

۲-۶-۴- استفاده از روش امولسیون به منظور ریزپوشانی پروبیوتیکها
روشهای 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 بهینهسازی 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 روشهای 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

دیدگاهتان را بنویسید