برترین کاربران هفتگی این مقاله

از ۱۳۹۷/۰۹/۱۷ تا ۱۳۹۷/۰۹/۲۳

هیچ کاربری در این بازه زمانی وجود ندارد

آمار مقاله
  • بازدید کل ۵,۱۱۶
  • بازدید این ماه ۱۱۵
  • بازدید امروز ۰
آمار آزمون مقاله
  • کل شرکت کنندگان ۶۴
  • قبول شدگان ۴۸
  • شرکت کنندگان یکتا ۳۵
  • میانگین درصد شرکت کنندگان ۷۲
واژه نامه فناوری نانو

نانو

nano

پيشوندي به معناي يک بيليونم يا (000،000،000،1/1). در متون فناوري‌نانو، معمولا براي مشخص کردن يک واحد اندازه‌گيري برابر با 10 به توان منفي 9 متر استفاده مي‌شود.

سطح مقاله

مقالات منتخب ماهنامه نانو

نویسندگان
کلمات کلیدی
امتیاز کاربران

میکروامولسیون‌ها و کاربرد آن‌ها در صنایع غذایی

میکروامولسیون‌ها مخلوطی ایزوتروپیک از حداقل یک ترکیب آبدوست، آبگریز، و دوگانه‌دوست هستند. پایداری ترمودینامیک و ساختار نانویی دو خصوصیت مهم این سامانه‌ها است که آن‌ها را از امولسیون‌های معمولی، که از لحاظ ترمودینامیک ناپایدارند، متمایز ساخته است. دستیابی به ذراتی کمتر از ۱۰۰ نانومتر بدون صرف انرژی این روش را از سایر روش‌های ساخت ذرات نانویی متفاوت ساخته است. این تکنیک قابلیت استفاده در زمینه‌‌های مختلف، به‌ویژه صنایع غذایی، را دارد؛ تولید نانوکپسول‌های ترکیبات طعمی، افزایش انحلال‌پذیری ترکیبات، کمک به استخراج مواد، و استفاده از میکروامولسیون‌ها به‌عنوان محیط‌های واکنش از جمله کاربردهای بالقوه استفاده از این سامانه‌ها در صنایع غذایی محسوب می‌شود. در مقاله پیش رو سعی شده است ضمن ارائه تعریفی کوتاه از میکروامولسیون و مزایای عمده آن، کاربردهای شاخص آن در زمینه صنایع غذایی به پژوهشگران و علاقه‌مندان معرفی شود.
1. مقدمه
از لحاظ تعریف، امولسیون یک سامانه نامتجانس از دو مایع غیرقابل امتزاج است که در چنین سامانه‌ای یکی از مایع‌ها در مایع دیگر به‌صورت قطره‌هایی با قطر بیش از 0/1 میکرون پراکنده می‌شود [۱]. در سامانه‌های غذایی این دو مایع اغلب روغن و آب هستند؛ در صورت پراکنده شدن قطرات روغن در فاز آب (به‌عنوان فاز پیوسته) امولسیون از نوع روغن در آب (O/W) تشکیل می‌شود و اگر قطرات آب در روغن پراکنده شوند، امولسیون از نوع آب در روغن (W/O) خواهد بود، در حالی که میکروامولسیون‌ها نوعی سامانه امولسیونی هستند که برخلاف امولسیون‌ها از لحاظ ترمودینامیکی پایدارند و اندازه فاز پراکنده در آن‌ها حدود nm 100-10 است. اصولاً برای تهیه یک سامانه میکروامولسیونی به سه جزء اساسی شامل آب، روغن و سورفاکتانت (معمولاً همراه با یک کوسورفاکتانت) نیاز است؛ با مخلوط کردن نسبت‌های مناسب از این اجزاء، سامانه میکروامولسیون به خودی ‌خود شکل می‌گیرد. درنتیجه، میکروامولسیون‌ها سامانه‌هایی با ظاهری شفاف، با گرانروی کم، و بسیار پایدارند و برخلاف امولسیون‌ها، با مصرف مقدار بسیار کم انرژی یا بدون مصرف انرژی شکل می‌گیرند. در میکروامولسیون‌ها چون تنش بین سطحی تقریباً صفر است، تغییر انرژی آزاد سامانه منفی است. به عبارت دیگر، می‌توان گفت جذب شدن سورفاکتانت یا مواد فعال سطحی در بین دو سطح یا همان سطح مشترک باعث کاهش تنش بین سطحی تا حد بسیار پایین (نزدیک به صفر) می‌گردد. در ضمن، کاهش تنش بین سطحی به انرژی گرمایی موجود در سامانه اجازه می‌دهد دو فاز مخلوط‌نشدنی در یکدیگر پراکنده شوند. همچنین، این سامانه‌ها بسیار پویا (Dynamic) و، به‌علت قطر کم، دارای سطح زیادی هستند؛ درنتیجه، برای تشکیل شدن و پایداری نیاز به مقادیر زیادی از مواد فعال سطحی دارند. لازم به یادآوری است که برخلاف امولسیون‌ها، در میکروامولسیون‌‌ها شکل ذرات الزاماً کروی نیست و ممکن است اشکال با نسبت سطح به حجم بیشتر نیز تشکیل گردند [۲ـ۶]. شکل ۱ تصویری ظاهری از یک میکروامولسیون را در مقایسه با یک امولسیون نشان می‌دهد.
در سال ۱۹۴۳، هور و شولمن برای اولین بار میکروامولسیون‌ها را به‌صورت علمی و به‌عنوان دیسپرسیون‌های کلوئیدی خاص مورد بررسی قرار دادند؛ اما استفاده از بعضی انواع آن‌ها به‌صورت سنتی به زمان‌های قدیم برمی‌گردد. تولید صنعتی میکروامولسیون‌ها از سال ۱۹۳۰، یعنی قبل از مطالعه علمی آن‌ها، شروع شده بود [۴]. با توجه به مقدمه کوتاه ارائه‌شده در خصوص تعریف امولسیون و تفاوت آن با میکروامولسیون، در این مقاله مروری در نظر است ضمن معرفی مزایای میکروامولسیون‌ها، دلایل پایداری ترمودینامیکی، نقش مواد فعال سطحی، انواع سامانه‌های میکروامولسیونی، و بررسی خصوصیات سامانه‌های میکروامولسیونی، پتانسیل استفاده از آن‌ها در سامانه‌های غذایی معرفی شود. لازم به ذکر است که امکان پژوهش در این عرصه و به‌کارگیری این سامانه‌ها در زمینه صنعت غذا در جهان و به‌ویژه در ایران بسیار جدید است و اغلب گزارش‌های موجود به یک یا دو دهه اخیر برمی‌گردند. بنابراین، به نظر می‌رسد آشناسازی پژوهشگران ایرانی با این موضوع بسیار ثمربخش باشد.

filereader.php?p1=main_8a53c2404d4302fbd
شکل ۱. مقایسه ظاهری امولسیون (سمت چپ) و میکروامولسیون (سمت راست) [۸]

2. مزایای میکروامولسیون‌ها در مقایسه با امولسیون‌ها
میکروامولسیون‌ها در مقایسه با امولسیون‌ها خواص مهم و منحصر‌به‌فردی دارند، خواصی که تمایل به استفاده از آن‌ها را به‌جای امولسیون‌ها افزایش داده است. در زیر به برخی از این مزایا اشاره می‌شود [۲ـ۶].
• تشکیل خود به خودی و نیاز نداشتن به صرف انرژی جهت تشکیل شدن؛
• پایداری ترمودینامیکی و تمایل نداشتن به دو فاز شدن؛
• داشتن خواص یکسان در تمام جهات؛
• شفافیت ظاهری؛ این ویژگی به‌خصوص در مواردی که واکنش‌های فتوشیمیایی مدنظر هستند به‌عنوان یک عامل مهم مطرح ‌است (شکل ۱)؛
• قدرت زیاد حل‌کنندگی فاز روغنی در آب یا بالعکس؛ و
• سطح تماس فوق‌العاده زیاد بین فاز آبی و فاز روغنی.

3. ترمودینامیک میکروامولسیون‌ها
رابطه ترمودینامیکی زیر در مورد امولسیون‌ها و میکروامولسیون‌ها صدق می‌کند [۶] .

filereader.php?p1=main_514234283891915c6
ΔGتغییر انرژی آزاد سامانه،γ کشش بین سطحی،ΔA تغییر سطح،ΔS تغییر آنتروپی.

با توجه به رابطه بالا، چون معمولاً در امولسیون‌ها تنش بین سطحی بزرگ‌تر از صفر و تغییر آنتروپی ناچیز است، تغییر انرژی آزاد سامانه مثبت و تشکیل امولسیون با صرف انرژی ممکن است. به همین دلیل، عکس فرایند تشکیل امولسیون، یعنی به هم پیوستن ذرات امولسیون تشکیل‌شده و دو فاز شدن سامانه، نیز به‌طور خود به خودی اتفاق می‌افتد، در حالی که در میکروامولسیون‌ها، چون تنش بین سطحی تقریباً صفر است، در هر حال تغییر انرژی آزاد سامانه منفی خواهد بود. به همین دلیل، تشکیل میکروامولسیون به‌طور خود به خود صورت می‌پذیرد. به‌عبارتی، می‌توان گفت چون جذب شدن مواد فعال سطحی در بین دو سطح باعث کاهش تنش بین سطحی تا صفر می‌گردد، درنتیجه انرژی گرمایی موجود در سیستم سبب می‌شود دو فاز مخلوط‌نشدنی در یکدیگر پراکنده شوند [۲ و ۴].

4. فعالیت سطحی و مواد فعال سطحی
مواد فعال سطحی موادی هستند که قادرند در غلظت‌های بسیار کم میزان تنش سطحی را کاهش دهند (شکل ۲). این مواد آمفیفیل (Amphiphile) یا دوگانه‌دوست هستند، یعنی مولکول‌های آن‌ها دارای یک سر با گروه‌های آبدوست و سر دیگر با گروه‌های آبگریز است. آن‌ها به‌دلیل همین ویژگی مولکولی قادرند بین دو سطح مخلوط‌نشدنی قرار بگیرند و تنش بین سطحی را کاهش دهند [۵ و ۷].

filereader.php?p1=main_096f62513cb8527ea
شکل ۲. شمایی از یک مولکول دوگانه‌دوست [۷]

filereader.php?p1=main_c50c65ee2f8824ff5
شکل ۳. رابطه غلظت مواد فعال سطحی با کاهش تنش بین سطحی [۸]

اصولاً برای تشکیل میکروامولسیون‌ها می‌بایست از آن گروه از مواد فعال سطحی و از غلظت‌های مشخصی (شکل ۳) استفاده شود که قادر باشند تنش بین سطحی را تا کمتر ازmN/m 1 کاهش دهند؛ این حد از توانایی به تناسب بین گروه‌های آبدوست و آبگریز در مولکول سورفاکتانت و غلظت آن بستگی دارد [۸].

5. ساختار میکروامولسیون‌ها
از نظر ساختار و نوع میکروامولسیون‌‌های تشکیل‌شده، می‌توان آن‌ها را به دو ساختار میکروامولسیون‌های پراکنده (Discrete Microemulsions) و دوپیوسته (Bicontinuous) تقسیم‌بندی کرد. ساختار‌های پراکنده می‌توانند شامل میکروامولسیون‌های آب در روغن یا روغن در آب باشند. در میکروامولسیون‌های پراکنده، مانند میکروامولسیون‌های روغن در آب یا برعکس، ذرات یا قطرات فاز پراکنده درون فاز پیوسته پراکنده شده و از هم جدا هستند. این نوع میکروامولسیون‌ها زمانی تشکیل می‌شوند که نسبت دو فاز مخلوط‌شدنی نامساوی باشد یا غلظت سورفاکتانت‌ در حد کافی نباشد. در ضمن، در تشکیل این نوع از میکروامولسیون‌ها خمیدگی طبیعی لایه سورفاکتانت‌ عامل مهمی محسوب می‌شود که البته خود این عامل نیز تابع عوامل تاثیرگذار بر میزان آبدوستی و آبگریزی مولکول سورفاکتانت‌ است. در صورتی که تقعر لایه سورفاکتانت‌ به سمت روغن باشد، میکروامولسیون‌ روغن در آب و در صورتی که تقعر به سمت آب باشد، میکروامولسیون‌ آب در روغن تشکیل می‌گردد [۲ و ۴].
برخلاف میکروامولسیون‌های پراکنده، در میکروامولسیون‌های دوپیوسته هر دو فاز آب و روغن به‌صورت پیوسته هستند. این ساختارها زمانی تشکیل می‌شوند که نسبت فاز آب و روغن تقریباً مساوی باشد و در ضمن سورفاکتانت‌ نیز به اندازه کافی (جهت پوشاندن سطوح وسیع به وجود آمده) وجود داشته باشد. ساختار‌های پراکنده و Bicontinuous در شکل ۴ نشان داده شده‌اند. در ضمن، بیشترین میزان حلالیت فاز‌ها در یکدیگر (۱:1) در این حالت ممکن می‌شود [۲].

6. کاربرد میکروامولسیون‌ها
میکروامولسیون‌ها در صنایع مختلف قابل استفاده هستند. این کاربرد‌ها شامل موارد زیر است [۴].

• استفاده به‌عنوان نانوراکتور جهت انجام بعضی واکنش‌های شیمیایی یا بیوشیمیایی؛
• به‌عنوان بستر‌هایی جهت سنتز نانوذرات؛
• جهت آزادسازی کنترل‌شده بعضی مواد مثل داروها و همچنین انجام واکنش‌ها به‌صورت کنترل‌شده؛
• در بیوتکنولوژی جهت تثبیت آنزیم‌ها یا جهت انجام واکنش‌های آنزیمی؛
• در صنایع داروسازی به‌عنوان حامل دارو و سایر کاربردها در این زمینه؛
• ساخت مواد آرایشی و بهداشتی؛
• ساخت و فرمولاسیون شوینده‌ها؛
• تولید سموم و کودهای شیمیایی؛
• در صنایع استخراج و بازیافت نفت؛
• در رنگ‌سازی؛
• در صنایع غذایی؛
و بسیاری زمینه‌های دیگر که هر کدام دارای شاخه‌ها و کاربردهای متعدد و تخصصی هستند.

اساساً وجود دو فاز غیرقابل امتزاج، یعنی آب و روغن، در بسیاری از مواد غذایی مطالعه در زمینه امولسیون‌ها را برای محققان صنایع غذایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار کرده است. همان‌گونه که قبلاً نیز اشاره شد، در امولسیون‌ها ذرات آب یا روغن در مایع دوم با حضور سورفاکتانت پایدار می‌شوند، اما این سامانه‌ها از لحاظ ترمودینامیکی ناپایدارند و درنتیجه با پدیده دوفازشدگی در طول زمان مواجه می‌شوند. به‌ همین دلیل، محققان همواره به دنبال راه‌حلی برای افزایش پایداری چنین سامانه‌هایی بوده‌اند. با وجود اینکه میکروامولسیون‌ها تا کنون توجه کمی را در مقایسه با امولسیون‌ها به خود معطوف کرده‌اند، امتیازات ویژه‌ای در مقایسه با امولسیون‌ها دارند که منجر به کاربرد گسترده آن‌ها در صنایع مختلف شده است. با توجه به عنوان این مقاله، در زیربخش‌های بعدی به عمده‌ترین کاربردهای این فناوری در زمینه صنایع غذایی پرداخته می‌شود و به‌تفکیک در مورد آن‌ها بحث خواهد شد.

1.6. حلالیت در میکروامولسیون‌ها
یکی از کاربردهای مهم میکروامولسیون‌ها در مواد غذایی تسهیل افزودن ترکیبات غذایی به محیط‌های غذایی است. در این راستا، ترکیباتی ‌غیر از آب یا روغن را می‌توان در میکروامولسیون حل کرد. به این ترتیب، ترکیباتی چون طعم‌دهنده‌ها [۹]، نگهدارنده‌ها [۱۰ و ۱۱]، رنگدانه‌ها [۱۲]، و مواد مغذی [۱۳ و ۱۴] را که به‌سختی در آب حل می‌شوند می‌توان به مواد غذایی آبی از طریق حل کردن ترکیب در تجمعات سورفاکتانتی افزود. به‌طور مشابه، می‌توان از میکروامولسیون‌های آب در روغن برای افزودن ترکیبات محلول در آب به روغن‌های خوراکی استفاده کرد [۱۵]. در هر دو حالت، میکروامولسیون‌ها محیطی قابل کنترل و بسیار پایدار برای افزودن ترکیبات غذایی فراهم می‌آورند. بعضاً در فرایند تهیه مواد غذایی کم‌چرب، ممکن است ترکیبات طعمی، رنگی، و آروما به‌دلیل محلول بودن در چربی حذف شوند؛ در چنین مواردی میکروامولسیون‌ها می‌توانند راه‌حلی مناسب با محتوای انرژی پایین برای جایگزینی ترکیبات حسی از دست رفته باشند [۴]. ظاهر شفاف میکروامولسیون‌ها نیز می‌تواند میزبانی جدید از آن‌ها برای تغییر ظاهر مواد غذایی بسازد [۱۶]. از سویی دیگر، اندازه کوچک ذرات در میکروامولسیون‌ها باعث می‌شود تماس بسیار خوبی بین دو فاز آبی و چربی برقرار شود [۲]، به‌خصوص زمانی ‌که نگهدارنده‌ها در قطرات حل می‌شوند. همچنین، نشانه‌هایی در دسترس است که نشان می‌دهد میکروامولسیون‌ها ممکن است ترکیبات محلول را از واکنش‌های تجزیه‌ای مخرب محافظت کنند [۱۷]. پایداری میکروامولسیون‌ها نیز می‌تواند یک خصوصیت مثبت در طول نگهداری و فراوری مواد غذایی محسوب شود [۴].

1.1.6. طعم‌دهنده‌ها، آروماها، و رنگ‌ها
ماهیت آبگریزی بسیاری از ترکیبات عطر و طعمی این ترکیبات را به‌عنوان گزینه‌های مطلوبی برای استفاده به ‌همراه میکروامولسیون‌ها مطرح ساخته است [۹ و ۱۸ و ۱۹]. در ضمن، تا کنون تحقیقات انجام‌شده افزایش قابلیت انحلال برخی از ترکیبات طعمی چون الکل‌ها، ۲ـ کتون‌ها، ۱ـ الکل‌ها و اتیل‌استرها را در انواعی از سورفاکتانت‌ها نشان داده است [۲۰]. این در حالی است که مقادیر بسیار کمی از ترکیبات طعمی در مواد غذایی نیاز هستند. در برخی از این مطالعات نیز ترکیب طعمی به‌طور مستقیم در طول تشکیل میکروامولسیون در میسل به‌کار رفته است [۹ و ۲۱]. باید توجه شود که الحاق طعم تنها به ترکیبات طعمی محلول در روغن محدود نمی‌شود و گزارشات محدودی در مورد استفاده از طعم‌دهنده‌های محلول در آب در میکروامولسیون‌های غذایی آب در روغن نیز وجود دارد [۴]. البته، یک موضوع بسیار مهم در خصوص الحاق ترکیبات طعمی در میکروامولسیون‌ها آزادسازی این ترکیبات است؛ چون اصولاً توزیع اندازه قطرات امولسیون بر احساس طعم ترکیبات موجود در قطرات تاثیر دارد، انتظار چنین اثری بر خصوصیات طعمی در نتیجه حل شدن ترکیبات طعمی در سامانه میکروامولسیونی غیرمعقول نیست. در ضمن، به‌ نظر می‌رسد وجود میسل‌ها در ساختار میکروامولسیونی و در آزادسازی ترکیبات طعمی در سامانه‌های میکروامولسیونی موثر است. مطالعات آزمایشگاهی نیز نشان داده‌اند که میسل‌های موجود در فاز آبی می‌توانند انتقال فاز روغنی را از درون فاز آبی افزایش دهند. در مواردی که انتقال از درون فاز آبی یک جزء ضروری از آزادسازی طعم محسوب شود، حضور میسل یا قطرات میکروامولسیونی موجود در سامانه امولسیونی اثر مهمی بر درک طعم خواهد داشت[4]. برخی از ترکیبات رنگی مانند لیکوپن نیز به‌خوبی در سامانه‌های میکروامولسیونی مورد استفاده قرار گرفته‌اند [۱۲].

filereader.php?p1=main_1f2057559a36a2ef3
شکل ۴. مقایسه ساختار شمایی میکروامولسیون در حالت (الف) آب در روغن، (ب) دوپیوسته، و (ج) روغن در آب [۳]

2.1.6. ویتامین‌ها و نگهدارنده‌ها
میکروامولسیون‌ها دارای قابلیت افزایش حلالیت ویتامین‌ها و دیگر مواد مغذی هیدروفوب در مواد غذایی آبی (یا بالعکس) هستند [۲۲ـ۲۴]. تا کنون، افزایش حلالیت ویتامین E در سورفاکتانت‌های غیریونی در کنار محافظت از این ویتامین در مقابل اکسیداسیون گزارش شده است [۱۴]. چنین قابلیتی برای مواد نگهدارنده‌ نیز وجود دارد، به این ترتیب که با استفاده از سامانه میکروامولسیونی، مواد نگهدارنده را به‌طور موثرتری در ترکیبی که باید روی آن عمل کند قرار می‌دهند. در ضمن، بسیاری از ویتامین‌ها دارای اثرات آنتی‌اکسیدانی نیز هستند و میکروامولسیون‌ها ممکن است راهی برای تماس این عوامل با سوبسترایی فراهم آورند که باید از آن محافظت شود [۲۵]. تا کنون، افزایش اثربخشی ویتامین‌های E و C در محلول‌های میسلی نشان داده شده است [۲۳]. چنین مواردی به‌طور بالقوه می‌توانند کاربردهای مهمی در پیشگیری از سرطان داشته باشند. همچنین، اثر آسکوربیک اسید محلول در قطرات میکروامولسیون بر کاهش اکسیداسیون چربی در مقایسه با حالتی که آنتی‌اکسیدان وجود ندارد یا آنتی‌اکسیدان‌های محلول در روغن وجود دارند نشان داده شده است. با توجه به گزارش‌های موجود، افزودن آسکوربیک اسید در فاز آبی و توکوفرول در فاز روغنی اثر سینرژیستی در کاهش اکسیداسیون چربی داشته‌ است [۱۵]. این یافته‌ها اهمیت استفاده از میکروامولسیون‌ها را در مواد غذایی‌ای که امکان تماس مطلوب بین مواد محلول در آب و چربی را فراهم می‌کنند نشان می‌دهد [۴].

2.6. میکروامولسیون‌ها به‌عنوان محیط واکنش
توانایی الحاق مواد محلول در امولسیون‌ها احتمال استفاده از میکروامولسیون‌ها را به‌عنوان محیط واکنش، به‌خصوص در مواردی که احتمال برهم‌کنش بین مواد محلول در آب و چربی وجود داشته ‌باشد، افزایش داده است [۳ و ۲۶ و ۲۷]. یکی از کاربردهای مهم در این زمینه انجام واکنش‌های آنزیمی، به‌خصوص لیپازها، با استفاده از میکروامولسیون‌‌های آب در روغن است [۲۸ و ۲۹]. در چنین حالتی، آنزیم در قطرات آب در میکروامولسیون حل می‌شود، جایی که امکان دسترسی به یک سوبسترای آلی به‌طور موثرتری نسبت به زمانی فراهم می‌شود ‌که واکنش در فاز آبی انجام گیرد. پروتئین‌های حل‌شده تحت چنین شرایطی، شکل و فعالیت خود را حفظ می‌کنند [۳۰].

3.6. استفاده از میکروامولسیون‌ها به‌عنوان روش استخراج
توانایی میکروامولسیون‌ها در الحاق مواد محلول به فاز پیوسته آن‌ها استفاده از این سامانه‌ها را برای افزایش حلالیت اجزای مواد غذایی و انجام واکنش‌ها ممکن می‌کند. در برخی موارد، ماده حل‌شده نه‌تنها در قطرات میکروامولسیون محلول است، بلکه آن فاز را نسبت به زمانی که حلال حجم زیاد داشته باشد ترجیح می‌دهد [۴]. به بیانی دیگر، یک ترکیب قطبی‌ ممکن است ترجیح دهد در قطرات یک میکروامولسیون آب در روغن حل شود تا در یک محلول آبی، و اینکه یک ترکیب آبگریز ممکن است قطرات یک میکروامولسیون روغن در آب را به یک فاز روغنی در حجم زیاد ترجیح دهد. در چنین مواردی می‌توان از میکروامولسیون برای استخراج مواد محلول از یک محلول استفاده کرد. از چنین دیدگاهی، تا کنون در چندین مورد برای استخراج و جداسازی آنزیم‌ها [۳۰ و ۳۱]، پروتئین‌ها [۳۲ و ۳۳]، روغن‌های خوراکی [۳۴]، و دیگر مولکول‌های زیستی [۳۵ و ۳۶] از یک محلول آبی با استفاده از میکروامولسیون آب در روغن استفاده شده است. همچنین، از سامانه‌های میکروامولسیونی برای استخراج فلزات سنگین از آب‌های آلوده یا پساب‌ها استفاده شده است [۳۷ و ۳۸].

4.6. استفاده از میکروامولسیون‌ها در کپسوله کردن ترکیبات طعمی، ویتامین‌ها، و ...
از دیگر توانایی‌های بالقوه میکروامولسیون‌ها می‌توان به امکان استفاده از آن‌ها در حمل ترکیبات دارویی و حفاظت از آن‌ها [۳۹ و ۴۰] و پایدارسازی مواد عطر و طعمی [۹]، ویتامین‌ها [۱۴ و ۲۲ و ۲۵]، و رنگدانه‌های محلول در چربی [۱۷ و ۴۱] اشاره کرد. معمولاً ترکیبات طعمی، مانند اسانس‌های روغنی، همواره در صنایع مختلف غذایی مورد استفاده‌ هستند، اما در عمل کاربرد آن‌‌ها با مشکلاتی مثل عدم سازگاری و انحلال‌پذیری در اکثر محیط‌های غذایی، فرار بودن، و ناپایداری در طول فراوری و نگهداری فراورده مواجه‌ است [۴۲ و ۴۳]. در همین خصوص، کپسوله کردن علاوه بر افزایش پایداری این ترکیبات در محیط‌های غذایی، امکان استفاده از آن‌ها را در محیط‌های دلخواه نیز فراهم می‌آورد [۴۴ و ۴۵]. بنابراین، روش میکروامولسیون پتانسیل کپسوله کردن اسانس‌های روغنی را با استفاده از سورفاکتانت‌های موجود در فرمولاسیون دارد. علاوه بر آن، با چنین تکنیکی می‌توان به ترکیباتی در ابعاد نانویی دست یافت که خود این امر آزادسازی ترکیبات موثر را در طول زمان تسهیل می‌کند [۴۵ و ۴۶]، ضمن اینکه استفاده از چنین ذرات کوچکی در محیط‌های غذایی به‌راحتی ممکن خواهد بود. تکنیک میکروامولسیون تکنیکی است که ضمن کم‌هزینه بودن، در صورت دستیابی به فرمولاسیون مناسب، در صنایع غذایی و دارویی قابل استفاده خواهد بود [۲ـ۴].

7. نتیجه‌گیری
میکروامولسیون‌ها دارای کاربردهای وسیع و گسترده‌ای هستند، اما کاربرد آن‌ها در هر زمینه‌ای منوط به تعیین دقیق خصوصیات آن مورد کاربردی و فرمولاسیون دقیق میکروامولسیون‌ جهت دستیابی به هدف مورد نظر است. تحقیقات در مورد علم میکروامولسیون و کاربرد آن در بسیاری از زمینه‌ها در خارج از حوزه صنایع غذایی بسیار وسیع است، در حالی ‌که بسیاری از کاربردهای اشاره‌شده در این مقاله برای میکروامولسیون‌ها (افزایش حلالیت ترکیبات با استفاده از میکروامولسیون‌ها، استفاده از میکروامولسیون‌ها به‌عنوان محیط واکنش، و استفاده از میکروامولسیون‌ها برای استخراج ترکیبات و کپسوله کردن ترکیبات طعمی و رنگی) می‌تواند فناوری‌های جدیدی را در صنایع غذایی معرفی کند. یکی از موانع اولیه برای استفاده از میکروامولسیون‌ها در زمینه صنایع غذایی کمبود اطلاعات در مورد سامانه‌های میکروامولسیونی شکل‌گرفته از ترکیبات غذایی طبیعی یا مجاز برای استفاده در مواد غذایی است. شکل‌گیری میکروامولسیون‌ها با استفاده از ترکیبات روغنی مثل تری‌گلیسیریدها خود نوعی چالش محسوب می‌شود. تحقیقات موجود در مورد میکروامولسیون‌های به‌کار رفته در مواد غذایی خود می‌تواند به‌نوعی راه را به تکنولوژی‌های نوین غذایی نشان دهد. میکروامولسیون‌ها سامانه‌هایی ایمن، بسیار موثر، با هزینه پایین، و با قابلیت ارتقای مقیاس تولید هستند، خصوصیاتی که برای صنایع غذایی بسیار مطلوب به ‌نظر می‌رسد. در صورت پاسخگویی به مشکلات موجود در زمینه صنایع غذایی، کاربرد میکروامولسیون‌ها در این حوزه بسیار جای پیشرفت دارد.

منابـــع و مراجــــع

1. I Amar, A Aserin, N Garti, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Vol. 33, (2004)

2. U Bazylińska, P Warszyński, K.A Wilk, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Vol.413, (2012)

3. M Boutonnet, S Lögdberg, E.E Svensson, Current Opinion in Colloid & Interface Science, Vol.13, No.4, (2008)

4. T.N.C Dantas, A.A DantasNeto, M.C.P.A Moura, E.L Barros Neto, K.R Forte, R.H.L Leite, Water Research, Vol.37, No.11, (2003)

5. T.N de Castro Dantas, M.H de Lucena Neto, A.A Dantas Neto, Talanta, Vol.56, (2002)

6. F Donsi, F.M Sessa, H Mediouni, A Mgaidi, G Ferrari, Procedia Food Science, Vol.1, (2011)

7. Z Dövyap, E Bayraktar, U Mehmetoglu, Enzyme and Microbial Technology, Vol.38, No.3, (2006)

8. M Fanun, “Microemulsions: Properties and Applications” , CRC Press, (2009)

9. J Feng, Z Wang, J Zhang, Z Wang, F Liu, Colloids andSurfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Vol.339, No.3, (2009)

10. L.F Ferreira, M.E Taqueda, M Vitolo, A Converti, A Pessoa, J Biotechnol , Vol.116, No.4, (2005)

11. N Garti, A Yaghmur, M.E Leser, V Clement, H.J Watzke, J Agric Food Chem, Vol.49, (2001)

12. M Gonnet, L Lethuaut, F. Boury, J Control Release, Vol. 146, No.3, (2010)

13. J.W Goodwin, “Colloids and Interfaces with Surfactants and Polymers–an Introduction”, John Wiley & Sons Ltd., (2004)

14. D Han, O.S Yi, H.K Shin, Journal of Food Science, Vol.55, No.1, (1990)

15. K Holomberg, B Jonsson, B Kronberg, B Lindman. John Wiley & Sons Ltd., (2003)

16. V Jenning, A Gysler, M SchaÈfer-Korting, S.H. Gohla, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, Vol.49, (2000)

17. S Kim, W.K Ng, S Shen, Y Dong, R.B.H Tan, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Vol.348, No.1, (2009)

18. C Lin, H Lin, H Chen, M Yu, M Lee, Food Chemistry, Vol.116, No.4, (2009)

19. D.J McClements, “Food Emulsions: Principles, Practice, and Techniques” CRC Press, (1999)

20. R.K Mitra, B.K Paul, J Colloid Interface Sci, Vol.283, No.2, (2005)

21. H Mollet, A Grubenmann, “Formulation Technology: Emulsions, Suspensions, Solid Forms” Wiley-VCH, (2001)

22. A Naksuk, D.A Sabatini, C Tongcumpou, Industrial Crops and Products, Vol.30, No.2, (2009)

23. V Papadimirriou, S Pispas, S Syriou, A Pournara, M Zoumpanioti, T.G Sotiroudis, A Xenakis, Langmuir, Vol.24, No.7, (2008)

24. A Radomska, R. Dobrucki, International Journal of Pharmaceutics, Vol.196, (2000)

25. J Rao, D.J McClements, J Agric Food Chem, Vol.59, No.9, (2011)

26. J. Rao, D.J McClements, Food Hydrocolloids, Vol.26, No.1, (2012)

27. S Sahin, S.G Sumnu, “Physical Properties of Foods”, Springer, (2006)

28. M Sathishkumar, E.S. Jeong, S.E Yun, S.P Mun, J.F Rusling, Enzyme and Microbial Technology, Vol.42, No.3, (2008)

29. Y Shu, D Cheng, X Chen, J Wang, Separation and Purification Technology,Vol.64, No.2, (2008)

30. C Solans, H Kunieda, “Industrial Applications of Microemulsions”, Marcel Dekker Inc., (1997)

31. A Spernath, A Yaghmur, A Aserin, R.E Hoffman, N Garti, J Agric Food Chem, Vol.50, No. 23, (2002)

32. H Stamatis, A Xenakis, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, Vol.6, (1999)

33. C Stubenrauch, “Microemulsions: Background, New Concepts, Applications, Perspectives”,: Blackwell Publishing Ltd., (2009)

34. X.H Sun, K.X Zhu, H.M Zhou, Journal of Cereal Science, Vol.48, No.3, (2008)

35. K. Tonova, Z Lazarova, Biotechnol Adv, Vol.26, No.6, (2008)

36. S Trombino, R Cassano, R Muzzalupo, A Pingitore, E Cione, N. Picci, Colloids Surf B Biointerfaces, Vol.72, No.2, (2009)

37. H Hebbar, B Sumana, K.S Raghavarao, Bioresour Technol, Vol.99, No.11, (2008)

38. Z Wang, J Xu, R Liang, H Qi, Biochemical Engineering Journal, Vol.41, No.1, (2008)

39. W Xie, J.M Ji, Journal of Food Biochemistry, Vol.32, (2008)

40. H Zhang, Y Cui, S Zhu, F Feng, X Zheng, Int J Pharm, Vol.395, No.2, (2010)

41. H Zhang, Y Shen, P Weng, G Zhao, F Feng, X Zheng, Int J Food Microbiol, Vol.135, No.3, (2009)

42. H Zhang, Y Shen, Y Bao, Y He, F Feng, X Zheng, Food Research International, Vol.41, No.5, (2008)

43. W Zhang, Q Zhong, Food Chemistry, Vol.119, No.4, (2010)

44. F Zhong, M Yu, C Luo, C.F Shoemaker, Y Li, S Xia, J Ma, Food Chemistry,Vol.115, No.2, (2009)

45. K Ziani, Y Fang, D.J McClements, Food Chem, Vol.134, No.2, (2012)

46. K Ziani, Y Fang, D.J McClements, Food Research International, Vol.46, No.1, (2012)