لسیتین 1

مقدمه

نام لسیتین برای اولین بار در سال 1846 توسط موریس گوبلی برای توصیف یک ماده چسبنده، نارنجی‌رنگ، حاوی فسفر و نیتروژن که از زرده تخم‌مرغ جدا شد استفاده شد. در سال‌های بعد از مغز، خون، صفرا و سایر مواد آلی جدا شد. این کلمه از واژه یونانی lekithos به معنای زرده تخم گرفته‌شده است. در سال 1850 نام فعلی لسیتین را به آن داده شد. لسیتین از گذشته یکی از اجزاء مهم محصولات گوناگون غذایی بوده است. یکی از پرکاربردترین و چه‌بسا مهم‌ترین محصول جانبی صنعت دانه‌های روغنی است. لسیتین در غذاها به‌عنوان عامل رهاسازی، مرطوب‌کننده، کاهش ویسکوزیته، کنترل تبلور  و …. مورداستفاده قرار می‌گیرد. همچنین لسیتین دارای کاربردهای صنعتی نیز هست. صنعت لسیتین در دنیا به‌خوبی تثبیت‌شده است و تمام خواص عملکردی لسیتین به‌خوبی شناخته‌شده است. بسیاری از مواد غذایی ازجمله مارگارین، شیرینی‌ها، محصولات غذایی نیمه آماده، شکلات، آب‌نبات، ماکارونی و نودل، بستنی، نوشیدنی‌های کاکائوی فوری و شیر خشک در فرمولاسیون خود دارای لسیتین می‌باشند. افزایش تقاضا برای لسیتین و رشد فوق‌العاده در صنعت فرآوری روغن سویا، امروزه سویا را به مناسب‌ترین منبع لسیتین تجاری تبدیل کرده است. علاوه بر این می توان تعدادی از کاربردهای صنعتی لسیتین، ازجمله روان کننده‌های روغنی، منسوجات، چرم، پوشش‌ها، لاستیک، رزین‌ها و صابون‌ها را نام برد. مزایای استفاده لسیتین در صنایع آرایشی و بهداشتی و دارویی نیز شناخته شده است. فسفو لیپیدها یا فسفاتید ها پایه اصلی ساخت لسیتین هستند. مهم‌ترین ویژگی لسیتین خاصیت امولسیون کنندگی می‌باشد.

لسیتین

روغن‌های گیاهی دارای مقادیر کمی فسفاتید یا فسفو لیپید می‌باشند. مقدار این ماده در روغن سویا نسبت به سایر روغن‌ها کمی بیشتر بوده و ممکن است حتی به 4% برسد. در فرآیند تولید صنعتی روغن‌ها فسفاتید ها به‌منزله ماده زیان‌آور عمل کرده و وجود آن در روغنی که برای مصرف به بازار عرضه می‌شود مشکل‌ساز است. اما چنانچه این ماده به شکل مناسبی در طی فرآیند تولید روغن جدا شود دارای کاربردهای ارزشمندی نظیر ایفای نقش امولسیون کنندگی می‌باشد. فسفاتید جداشده از روغن سویا لسیتین سویا نامیده می‌شود. سویا اصلی‌ترین منبع تولید لسیتین در دنیا می‌باشد. لسیتین فرآورده‌ای است که در سال‌های اخیر کاربردهای فراوانی پیداکرده است به‌طوری‌که به‌عنوان یک ماده افزودنی طبیعی بسیار موردتوجه می‌باشد. لسیتین یک نوع فسفاتید است که برای اولین بار از تخم‌مرغ مشتق شده است. در علم شیمی نام لسیتین معادل تخصصی فسفاتیدیل کولین می‌باشد ولی در حال حاضر لسیتین یک نام تجاری است که به مخلوطی از فسفو لیپیدها، روغن‌های طبیعی، اسیدهای چرب، گلیکولیپید ها، کربوهیدرات‌ها و آب اطلاق می‌شود. لسیتین پس از فرآیند روغن‌کشی از سویا و با افزودن آب به روغن سویا و سانترفیوژ حاصل می‌شود و به‌طور عمده شامل فسفاتید های غیر محلول در استن است و این فسفاتید ها خود شامل فسفاتیدیل کولین، فسفاتیدیل اتانول آمین و فسفاتیدیل اینوزیتول هستند. در نوع تصفیه‌شده لسیتین ممکن است هر یک از این ترکیبات با نسبت‌های متغیر را شامل شود که به نوع جداسازی وابسته است. لسیتین تخم‌مرغ از اهمیت تجاری کمتری برخوردار است و استفاده از آن به نقش امولسیون کنندگی آن در تهیه امولسیون‌های چربی محدود می‌شود. لسیتین تجاری بیشتر از روغن سویا حاصل می‌شود.

امولسیون

امولسیون سیستمی است که از دو ماده غیرقابل امتزاج تشکیل‌شده که یکی در دیگری پخش‌شده است. در امولسیون دو فاز وجود دارد:

1. فاز پراکنده: ماده‌ای که به‌طور یکنواخت در سراسر ماده دیگر پخش‌شده است.
2. 2-     فاز پیوسته: ماده‌ای که در سراسر فاز پراکنده آن پخش‌شده است.

کشش سطحی می‌تواند در اثر مخلوط کردن یا فاز پخش‌شده به شکل ذرات کوچک‌تر افزایش یابد. برای کاهش کشش سطحی که مابین دو ماده غیرقابل امتزاج وجود دارد، می‌توان از امولسیون کننده استفاده کرد. امولسیون کننده‌ها ( سورفکتانت ها یا مواد فعال سطحی ) به سطح مابین دو فاز منتقل می‌شوند، جایی که کشش سطحی را تسهیل می‌کنند و میزان به هم چسبندگی را کاهش می‌دهند. بنابراین ثبات و پایداری یک امولسیون به میزان مخلوط کردن و حضور امولسیون کننده‌ها بستگی دارد. عوامل متعددی در پایداری امولسیون‌ها مؤثر است که عبارت‌اند از:

1. نوع و مقدار عوامل امولسیون کننده
2. اندازه قطرات موجود در فاز پراکنده
3. ویسکوزیته فاز پیوسته
4. نیروهای بینا بینی که در سطح قطرات پراکنده عمل می‌کنند
5. اختلاف دانسیته بین فاز پراکنده و فاز پیوسته

امولسیون کننده‌ها:

به‌منظور حفظ پایداری یکی امولسیون، با استفاده از امولسیون کننده‌ها باید از به هم چسبیدن جلوگیری کرد. امولسیون کننده‌ها نه‌تنها امولسیون‌ها را، بلکه کف ها و سوسپانسیون‌ها را نیز پایدار می‌کند. درنتیجه در اثر برهمکنش با پلیمرهایی مانندنشاسته و پروتئیننقش مهمی روی بافت‌دارند. امولسیون کننده‌ها همچنین می‌توانند کریستالیزاسیون لیپیدها را اصلاح کنند. به‌طورکلی امولسیون کننده‌ها با استفاده از مکانیسم‌های زیرموجب تثبیت امولسیون می‌شوند:

1. کاهش کشش حد بینابینی در سطوح حدفاصل بین دو فاز
2. ایجاد دافعه بین قطرات فاز پراکنده و درنتیجه ایجاد باره‌ای الکتریکی هم نام روی سطح قطرات
3. تشکیل فازهای میانی در سطوح حدفاصل بین دو فاز به‌کل فازهای کریستال – مایع

از خصوصیات ساختمانی کلیدی یک امولسیون کننده این است که به‌طور طبیعی آمفی فیلیک می‌باشد. بدین معنا که امولسیون کننده‌ها هر دو ترکیب هیدرو فیلیک و لیپوفلیک را دارا می‌باشند.

قسمت لیپوفلیک (چربی‌دوست) یا هیدرو فوبیک یک مولکول تمایل دارد در محیط لیپید حضورداشته باشد که غیر قطبی است و معمولاً یک اسید چرب با زنجیر بلند است که از روغن و یا چربی با درجه خوراکی به‌دست‌آمده و به روغن‌ها و چربی در امولسیون متصل می‌شود.

قسمت هیدرو فلیک (آب‌دوست) ترجیح می‌دهد در محیط آبی باقی بماند که قطبی است و تمایل برای پیوستن به آب دارد مانند گلیسرول. این قسمت می‌تواند غیر یونی و یا یونی باشد. یونی نیز به‌صورت آنیونی (دارای بار منفی) یا کاتیونی (دارای بار مثبت) باشد. در سیستم‌های غذایی امولسیون کننده‌ای کاتیونی به کار نمی‌روند، زیرا از منابع باکتریایی به دست می‌آیند و ممکن است سمی باشند.

زمانی که قسمت لیپوفلیک امولسیون کننده در چربی و بخش هیدور فیلیک در آب قرار می‌گیرد باعث می‌شود انرژی آزاد ترمودینامیکی (کشش سطحی) سیستم به حداقل برسد. به‌عبارت‌دیگر امولسیون کننده‌ها با کاهش دادن کشش سطحی در تعلیق (امولسیون) سبب پایداری آن می‌شوند.

خاصیت تعادل هیدرو فلیک – لیپوفلیک (HLB):

میزان اتصال یا جذب به آب یا روغن بسته به نوع امولسیون کننده خاص تغییر می‌نماید. و این موضوع تحت خاصیت تعادل هیدروفلیک- لیپوفلیک (HLB) امولسیون کننده‌ها شناخته می‌شود.

تقسیم‌بندی کاربرد امولسیون کننده‌ها بر اساس HLB به شرح ذیل می‌باشد:

1. امولسیون کننده‌هایی که دارای HLB 1 تا 5 هستند: عموماً در سیستم‌های آب در روغن به کار می‌روند و با داشتن ویژگی میل قوی به روغن مشخص می‌شوند.
2. امولسیون کننده‌های HLB 6 تا 8: امولسیون کننده‌هایی هستند که می‌توانند در هر کاربردی به کار روند زیرا آمفی فیلیک هستند.
3. امولسیون کننده‌های با HLB 9 تا 12: به علت میل زیادشان به قسمت آّبی امولسیون عموماً در جهت استفاده در امولسیون روغن در آب به کار می‌روند.