تقنية الكبسولات الدقيقة والكبسولات الدقيقة
01. كبسولات دقيقة
يشير إلى حاوية صغيرة أو حزمة ذات غلاف بوليمر. ويتراوح حجمها بشكل عام من 5-200ميكرومتر ويختلف شكلها حسب المواد الخام وطرق التحضير.
02. تكنولوجيا الكبسلة الدقيقة
يشير إلى تقنية تغليف المواد الصلبة أو السوائل أو الغازات في كبسولات صغيرة ومختومة بحيث لا يمكن إطلاقها إلا بمعدل متحكم فيه في ظل ظروف محددة.
من بينها، تسمى المادة المغلفة بالمادة الأساسية، بما في ذلك النكهات والعطور والمحمضات والمحليات والأصباغ والدهون والفيتامينات والمعادن والإنزيمات والكائنات الحية الدقيقة والغازات والمواد المضافة الأخرى. تسمى المادة التي تغلف المادة الأساسية لتحقيق هلام الكبسلة الدقيقة بمادة الجدار.
03. مواد الحوائط
يمكن استخدام البوليمرات الطبيعية والبوليمرات شبه الاصطناعية والبوليمرات الاصطناعية كمواد تغليف كبسولات دقيقة. اعتمادًا على خصائص المادة المغلفة (قلب الكبسولة)، تحتاج المواد الأساسية القابلة للذوبان في الزيت إلى اختيار مواد الجدار القابلة للذوبان في الماء، وتحتاج المواد الأساسية القابلة للذوبان في الماء إلى اختيار مواد الجدار القابلة للذوبان في الزيت، أي المادة الأساسية و مواد الجدار غير قابلة للذوبان وغير تفاعلية.
يجب أن تتوافق مادة جدار الكبسولة الدقيقة مع معايير المضافات الغذائية الوطنية، وأن تكون غير سامة، ولها خصائص جيدة لتشكيل الفيلم، وسيولة واسترطابية منخفضة، ويجب ألا تتفاعل كيميائيًا مع المادة الأساسية.
ولذلك، يمكن تقسيم مواد الجدار في كثير من الأحيان إلى الفئات التالية:
|
فئة |
مادة |
|
مواد البوليمر الطبيعية |
النشا، السكروز، مالتوديكسترين، شراب الذرة، السليلوز، الشيتوزان، بروتين الصويا، بروتين مصل اللبن، الجليادين، البارافين الصنوبري، حامض دهني، الليسيثين، الجينات، الصمغ العربي، الجيلاتين، أجار، الخ. |
|
مواد بوليمرية شبه صناعية |
ميثيل السليلوز، إيثيل السليلوز، كربوكسي ميثيل السليلوز، النيتروسليلوز، هيدروكسي بروبيل السليلوز، النشا المعدل، الخ. |
|
مواد البوليمر الاصطناعية |
البولي إيثيلين، البولي فينيل كلورايد، البوليسترين، البولي بوتادين، البولي أميد، البوليستر، البولي إيثر، بولي أكريلاميد، المطاط الصناعي، حمض البولي أمينو، حمض البولي أكريليك، إلخ. |
مورفولوجية الكبسولات الدقيقة
نظرًا لاختلاف المواد الأساسية ومواد الجدار وطرق التغليف الدقيق، يختلف حجم الكبسولات الدقيقة وشكلها وبنيتها بشكل كبير. يتراوح قطر جسيمات الكبسولات الدقيقة من بضعة ميكرونات إلى عدة آلاف من الميكرونات، بشكل عام من 5 إلى 200 أم، وسمك جدار الكبسولة هو 0.5 إلى 150 ميكرومتر. في الوقت الحاضر، تم تحقيق كبسولات دقيقة بحجم ملليمتر تتراوح من عدة ملليمترات في الحجم إلى كبسولات دقيقة بحجم نانومتر تتراوح من 0.1 إلى 1 نانومتر.
أحجام الكبسولات الدقيقة المحضرة بعدة طرق مختلفة موضحة في الجدول التالي:
|
طريقة الكبسلة الدقيقة |
نطاق حجم الجسيمات (أم) |
|
تجفيف بالرش |
20-150 |
|
طلاء التعليق الهوائي |
50-10000 |
|
طريقة كيس القدر |
＞500 |
|
تخثر فردي / معقد |
1-500 |
|
الجسيمات الشحمية |
0.1-1 |
|
تقنية النانو الدقيقة |
＜0.1 |
طرق تكنولوجيا الكبسولات الدقيقة
هناك العديد من طرق تكنولوجيا الكبسولات الدقيقة، ولكن التطبيق في صناعة المواد الغذائية يشمل بشكل أساسي البلمرة البينية، وطريقة الثقب الحاد، وطريقة التجفيف بالرش، وطريقة التبريد بالرش، وطريقة البثق، وطريقة التعليق الهوائي.
01. طريقة البلمرة البينية
يتم استحلاب المادة الأساسية بواسطة مستحلب مناسب وإضافتها إلى محلول مادة الجدار. تتم إضافة المادة المتفاعلة لبدء البلمرة، ويتم تشكيل طبقة بوليمر على سطح القطرة، ثم يتم فصل الكبسولات الدقيقة عن الطور الزيتي أو الطور المائي. تتميز الكبسولات الدقيقة المحضرة بهذه الطريقة بكثافة جيدة وظروف تفاعل خفيفة ومعدل تفاعل سريع.
02. طريقة الثقب الحاد
أولاً، يتم إذابة المادة الأساسية في محلول مادة الجدار، ثم يتم ترسيخها وتشكيلها بواسطة وعاء معين وإضافتها إلى السائل المتصلب. يتم ترسيخه وتشكيله عن طريق الترسيب المشترك، ويتم استخدام التجفيف بالفراغ للحصول على منتج الكبسولة الدقيقة. عادة، تتم إضافة عامل المعالجة أو استخدام التكثيف الحراري، ويمكن أيضًا تحقيق المعالجة عن طريق تعقيد البوليمرات ذات الشحنات المختلفة.
03. طريقة التجفيف بالرش
تتم إضافة المادة الأساسية إلى محلول مادة الجدار المسالة مسبقًا لتكوين نظام تشتت حراري وتجفيفها بالرش في تدفق هواء ساخن لتبخير مادة الجدار وتثبيت غشاء الكبسولة لتكوين المادة المطلوبة. هذه الطريقة مناسبة للمواد الحساسة للحرارة، بتكلفة منخفضة وعملية بسيطة، ولكن يتم تعطيل المواد الفعالة بسهولة، ومعدل التغليف منخفض، واستهلاك الطاقة مرتفع.
04. طريقة التبريد بالضباب
يتم خلط المادة الأساسية مع الزيت المنصهر لتشكيل سائل منصهر، وبعد تشكيل جزيئات دقيقة في كبسولة دقيقة باستخدام رذاذ، يتم تبريد مادة الجدار بسرعة بالهواء البارد لتصلب في كبسولات دقيقة. هذه الطريقة مناسبة للمواد الحساسة للحرارة لحماية نشاط المادة الأساسية.
05. طريقة البثق
يتم تشتيت المادة الأساسية في مادة السكر المذاب، ثم يتم وضعها في محلول الجفاف بعد البثق والسحب. تتصلب مادة السكر وتندمج المادة الأساسية فيها. بعد ذلك، يتم الحصول على منتج الكبسولة الدقيقة عن طريق السحق والفصل والتجفيف. تستخدم مادة الجدار في هذه العملية عمومًا السكروز والمالتودكسترين والنشا المعدل، والذي يستخدم بشكل أساسي في تكنولوجيا الكبسلة الدقيقة مثل مواد النكهة والزيوت الأساسية، ولكن معدل التضمين منخفض.
06. طريقة التعليق الهوائي
أولاً، يتم تشتيت المادة الأساسية الحبيبية الصلبة وتعليقها في تدفق الهواء الحامل، ومن ثم يتم رش مادة الجدار على المادة الأساسية المتداولة في غرفة التغليف. يتم تعليق مادة التغليف في تدفق الهواء الصاعد، ويتم تجفيف المنتج بالاعتماد على تنظيم الرطوبة لتدفق الهواء الحامل نفسه. تنطبق هذه الطريقة فقط على تعبئة المواد الأساسية الصلبة، وتستخدم بشكل عام للنكهات والتوابل والفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون.
تطبيق تكنولوجيا الكبسلة الدقيقة في صناعة المواد الغذائية
نظرًا لمزاياها الفريدة، تم استخدام تقنية الكبسلة الدقيقة على نطاق واسع في أنواع مختلفة من الأغذية، والتي نجحت في حل المشكلات التي لا تستطيع العمليات التقليدية حلها وعززت التطور السريع لصناعة الأغذية.
01. الكبسلة الدقيقة للزيوت والدهون
تعد الزيوت والدهون من المواد المهمة في حياة الإنسان اليومية وفي تصنيع الأغذية، ولكنها تتأكسد بسهولة وتتدهور لتنتج نكهات سيئة، كما أنها تعاني من ضعف السيولة، مما يجعل التعبئة والاستهلاك غير مريحين. ولذلك، فمن الضروري استخدام تكنولوجيا الكبسلة الدقيقة للحفاظ على خصائصها الوظيفية.
02. الكبسلة الدقيقة للنكهات والبهارات
النكهات ومستخلصات التوابل شديدة التقلب وتتأكسد بسهولة لتغيير نكهاتها. لذلك، من أجل منع تطاير النكهات والتفاعلات مع المواد الأخرى، يمكن استخدام طرق التغليف الدقيق لتحويل التوابل السائلة إلى مساحيق صلبة لتحسين الثبات والتطبيق العملي.
بشكل عام، يمكن اختيار الجيلاتين، والصمغ العربي، وكربوكسي ميثيل السليلوز، وإيثيل السليلوز، والدكسترين، وما إلى ذلك كمواد حائط، ويمكن تحضير منتجات الكبسلة الدقيقة للنكهات والتوابل بطريقة الثقب الحاد، وطريقة البثق، وطريقة التجفيف بالرش، وطريقة التبريد بالرش، إلخ.
03. الكبسلة الدقيقة للأصباغ
العديد من الأصباغ الصالحة للأكل قابلة للذوبان في الزيت ولها ثبات ضعيف. على وجه الخصوص، تكون الأصباغ الطبيعية حساسة جدًا للضوء والحرارة والأكسجين والأحماض والقلويات، وتكون عرضة للتلاشي أو تغير اللون. يمكن للتغليف الدقيق تجنب العوامل البيئية التي تسبب تغيرات في الصباغ، ويمكنه أيضًا تحسين تشتت وذوبان الأصباغ القابلة للذوبان في الزيت في المحاليل المائية.
04. الكبسلة الدقيقة للبروبيوتيك
سيتم تقليل نشاط منتجات البروبيوتيك تحت تأثير حمض المعدة، ويمكن لتقنية الكبسلة الدقيقة أن تحمي البروبيوتيك من البيئات المعاكسة. يتم استخدام مواد الجدار المعوي لمنع الضرر الناتج عن عصير المعدة، حتى يتمكن أكبر عدد ممكن من البكتيريا الحية من الوصول إلى الأمعاء، وهو أمر مفيد حقًا للصحة.
05. الكبسلة الدقيقة لمضادات الأكسدة
وتستخدم المواد المضادة للأكسدة مثل الفيتامينات والفلافونويدات وبوليفينول الشاي وBHT وغيرها على نطاق واسع في الغذاء، ولكن هذه المواد غير مستقرة نسبيا وتتأثر بسهولة بالبيئة الخارجية. ولذلك، فمن الضروري تغيير خصائصها المميزة من خلال تكنولوجيا الكبسلة الدقيقة.
06. الكبسلة الدقيقة للمحمضات والمحليات
يمكن أن تعزز المواد الحمضية أكسدة الطعام، وتؤثر على درجة الحموضة الأصلية للطعام، وتسبب تلف الطعام. لذلك، يمكن تغليف المواد الحمضية من خلال تقنية الكبسلة الدقيقة لتجنب الاتصال المباشر بالطعام وإطالة العمر الافتراضي للطعام.
عادةً ما يستخدم إنتاج المحمضات المغلفة الدقيقة طرقًا فيزيائية، مثل استخدام الزيوت المهدرجة والأحماض الدهنية ومواد أخرى لتغليف المحمضات وتبريدها لتكوين كبسولات دقيقة. تم استخدام هذه التقنية على نطاق واسع في معالجة حشوات الفطائر ومساحيق المعجنات والمشروبات الصلبة واللحوم.
يمكن للمحليات ذات الكبسولات الدقيقة أن تقلل من الرطوبة، وتحسن السيولة، وتطيل الحلاوة. المُحلي الموجود في علكة ريجلي عبارة عن كبسولة دقيقة مغلفة بزيت مقسى، مما يحسن الثبات ووقت التخزين.
07. الكبسلة الدقيقة لعوامل التخمير
إن استخدام تقنية الكبسلة الدقيقة لتغليف عوامل التخمير يمكن أن يجعل عوامل التخمير تتفاعل فقط في ظل الظروف المناسبة لتجنب التفاعلات قبل الخبز.
08. الكبسلة الدقيقة لمستحضرات الإنزيم
تستخدم مستحضرات الإنزيم على نطاق واسع في الغذاء، ولكنها تتلف بسهولة بسبب البيئة الخارجية. لذلك، يمكن استخدام بعض مواد البوليمر كمواد حائطية لتغليف مجموعة متنوعة من الإنزيمات في شكل كبسولات دقيقة في أغشية نصف منفذة. يتم تصنيع مستحضرات الإنزيم المغلفة بدقة للحفاظ على نشاط الإنزيم، وإطالة وقت العمل، وتحقيق الإنتاج الأنزيمي المستمر أو التخمير.
09. الكبسلة الدقيقة للمواد الحافظة
ستؤثر إضافة المواد الحافظة مباشرة إلى الطعام على جودة المنتج، لذلك يمكن تغليف هذه المواد بشكل دقيق قبل إضافتها إلى الطعام. إن استخدام الشحوم المتصلبة كمادة حائط لتضمين حمض السوربيك لا يمكن فقط تجنب الاتصال المباشر بين حمض السوربيك ومنتجات اللحوم، ولكن أيضًا يطلق حمض السوربيك ببطء من خلال تأثير الإطلاق المستدام لمادة الجدار ليلعب دورًا في الحفظ والتعقيم.
|
|
|
|
تقنية الكبسلة الدقيقة الخاصة بـ HSF
 |
 |
لمزيد من التفاصيل، يرجى الاتصال بنا:
بريد إلكتروني: sales@healthfulbio.com
واتس اب: +86 18992720900