آلژیناتها
آلژیناتها گروهی از پلی ساکاریدهای ویسکوز هستند که از جلبکهای دریایی قهوهای به دست میآیند و به عنوان ماتریکس خارج سلولی توسط برخی گونههای باکتریایی تولید میشوند. به طور سنتی، آلژیناتها به عنوان غلیظ کننده، امولسیفایر و استابلایزر در تعدادی از کاربردهای غذایی استفاده میشدند. تعدادی از کاربردهای غذایی جدید برای آلژیناتها بر اساس خواص بیوشیمیایی و بیوفیزیکی منحصر به فرد آنها در حال ظهور است. نمکهای کلسیم، سدیم و منیزیم، از رایجترین مشتقات آلژیناتهای مورد استفاده در صنعت هستند.
خواص فیزیکوشیمیایی آلژیناتها
- فرمول مولکولی: (C6H7NaO6)n
- جرم مولی: 121 گرم بر مول
- میانگین دمای ذوب: 99 درجه سانتیگراد
- پلی ساکارید طبیعی محلول در آب (آنیونی خطی)
- پایداری بالا در pH اسیدی
- حساسیت کم نسبت به تغییرات دما
خواص فیزیکوشیمیایی آلژینات سدیم
آلژینات سدیم به صورت پودر جامد به رنگ سفید مایل به زرد و آبدوست است که به راحتی در آب حل میشود و قابلیت تشکیل ژل در مجاورت یونهای دو ظرفیتی را دارد. حلالیت آلژینات سدیم در آب سرد کندتر است و محلولی چسبناک و ویسکوز ایجاد میکند. آلژینات در الکل، محلول های هیدرو الکلی با محتوای الکل بالای 30 درصد، کلروفرم و اتر نامحلول است. حلالیت آلژینات به pH، وزن مولکولی، قدرت یونی، ماهیت یونهای موجود در ساختار و غلظت یونها بستگی دارد. در مقایسه با آلژینات سدیم، آلژینات کلسیم در آب و حلال های آلی نامحلول است، اما در سیترات سدیم محلول است.
کاربردهای آلژینات در صنایع غذایی
آلژینات معمولاً در صنایع غذایی برای اصلاح و یا بهبود رئولوژی (ضخیم شدن)، ظرفیت اتصال آب، امولسیون کندگی، تثبیت کنندگی و تشکیل فیلم استفاده میشود. خواص فیزیولوژیکی و رئولوژیکی آلژیناتها و همچنین کاربرد آنها به عنوان تثبیت کننده، غلیظ کننده، ژل یا افزودنی های دارویی، به شدت تحت تاثیر ترکیب اسیدهای اورونیک و توزیع مونومرها در طول زنجیرهها قرار دارد. آلژینات به دلیل حلالیت کم در آب و ویسکوزیته بالا به ویژه در محصولات غذایی مورد استفاده قرار می گیرد.در ادامه به شکل موردی به خواص کارکردی و کاربردهای آلژینات اشاره شده است:
- استابلایزر
آلژینات در فرمولاسیون نوشیدنیهای میوهای و ماءالشعیر به عنوان استابلایزر کاربرد دارد. آلژینات میتواند امولسیونها را با جلوگیری از جدا شدن روغن و آب پایدار کند. میتوان از آن در سسهای سالاد و سس مایونز استفاده کرد تا پایداری آنها را بهبود بخشد و از جدا شدن روغن و آب جلوگیری کند. به طور کلی، آلژینات را میتوان به عنوان یک افزودنی (ضخیم کننده، امولسیفایر، تثبیت کننده و غیره) در غلظت های بسیار کم در شکلات شیری استفاده کرد.
- نگهدارنده
پوشش حاوی آلژینات، یک سد محافظ را تشکیل میدهد که به کاهش از دست دادن رطوبت و جلوگیری از رشد میکروبی کمک میکند. پوششهای ساخته شده با آلژینات برای افزایش مدت زمان نگهداری گوجه فرنگی، قارچ، میگو، فیله بوقلمون، گوشت مرغ، پنیر کم چرب و فرآوردههای گوشتی کاربرد دارند. به طور کلی، پوششهای آلژینات میتوانند جایگزین مناسبی برای پوشش های طبیعی باشند. این پلی ساکارید دارای خواص آنتی اکسیدانی است و از تاثیر ناخوشایند رادیکالهای آزاد و آسیب اکسیداتیو در مواد غذایی جلوگیری میکند و کیفیت تغذیه را بهبود میبخشد. خواص ساختاری آن مانند وزن مولکولی، ترکیب مونوساکارید و انشعاب گلیکوزیدی بر فعالیت آنتی اکسیدانی آلژینات تأثیر میگذارد.
- تغلیظ کننده و ژل کننده
آلژینات یک عامل غلیظ کننده موثر در صنایع غذایی است و به بهبود قوام محصولات کمک میکند. به دلیل خاصیت غلیظ کننده و ژل کنندگی، میتوان از آلژینات در سس، مربا، مارمالاد، شربت، رویه بستنی، شیرینی پای میوه و غذای حیوانات استفاده کرد. در فرآیند تولید بستنی، استفاده از پروپیلن گلیکول آلژینات در غلظتهای پایین باعث ایجاد بافت نرم و حس مطلوب و همچنین حذف کریستالهای یخ میشود. آلژینات زمانی که با یونهای کلسیم برهمکنش کند، میتواند ژل تشکیل دهد. از این خاصیت در کاربردهای مختلف غذایی مانند ایجاد دسرهای ژلهای، ژله و آدامس استفاده میشود. آلژینات میتواند بافت محصولات غذایی را با ایجاد حسی صاف و کرمی در دهان بهبود بخشد. می توان از آن در محصولات لبنی مانند ماست و بستنی استفاده کرد تا بافت و حالت کرمی آنها بهبود یابد.
- کپسوله کردن
آلژینات میتواند طعمها، مواد مغذی و سایر مواد فعال را در خود محصور کند. این ویژگی، آزادسازی کنترل شده و محافظت از مواد فعال در محصولات غذایی را فراهم میکند.
کاربردهای آلژینات در صنایع دارویی
ذرات مبتنی بر آلژینات به عنوان حامل در سیستمهای دارو رسانی استفاده میشوند؛ عوامل زیر از جمله دلایل کاربرد آلژینات به عنوان دارو رسان است:
- زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری خوب
- قیمت پایین
- در دسترس بودن
- طبیعی بودن
- انعطاف پذیری
- ظرفیت انتقال ژل سلولی
- پتانسیل استفاده در دوزهای کوانتومی
آلژینات همجنین به عنوان ماتریکس برای کپسوله کردن یا آزادسازی سلولها و داروها استفاده میشود. شکل میکروذره آن نیز برای سیستم های آزادسازی آنتی ژن استفاده میشود، زیرا غیر سمی است و مهمتر از همه، مورد تایید FDA است. آلژیناتها همچنین دارای فعالیت ضد انعقادی هستند و برای کاربرد در زیست پزشکی مناسب هستند. کامپوزیتهای آلژینات در بهبود بافتهای آسیب دیده موثر عمل میکنند و چسبندگی و استحکام سلول را تقویت میکنند. در این راستا، آلژینات معمولاً با سایر مواد زیستی ترکیب میشود تا خواص آن تقویت شوند.
