مروری بر نقش و کاربرد سورفاکتانت ها در نانوفناوری صنایع غذایی

در سال های اخیر، نانوفناوری کاربردهای زیادی را در زمینه های مختلف صنایع غذایی پیدا کرده است. نانوفناوری شامل ساخت و تولید یا دستکاری ساختار ها، تجهیزات یا موادی است که اندازه تقریبی بین 1 تا 100 نانومتر را دارا می باشند. زمانی که اندازه ذره کاهش می یابد، ماده حاصل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی قابل ملاحظه ای را در مقایسه با ماده اولیه از خود نشان می دهد. خصوصیاتی مانند: رنگ، حلالیت، ویسکوزیته و پراکندگی. همچنین خصوصیات زیستی ساختار ها و سیستم ها در مقیاس نانو، اساسا با خصوصیات همان ماده در مقیاس میکرو متفاوت می باشد. این امر به دلیل برهمکنش های اتم های منفرد و مولکول ها می باشد.با این وجود ، پایداری این ساختارها به خصوص آنهایی که در زمینه داروسازی و غذا به کار گرفته شده است توسط امولسیفایرها یا سورفاکتانت ها باید تثبیت شود. بسیاری از محصولات غذایی حاوی نانو ذرات از واحد های امولسیفایری در ساختار خود استفاده می کنند. امولسیفایرهای غذایی که بیشتر به عنوان سورفاکتانت ها استفاده می شوند، مولکول هایی هستند که حاوی بخش های قطبی و غیر قطبی می باشند. در اغلب موارد گروه‌های غیر قطبی هیدروکربن های آلیفاتیک، آلیسیکلیک و آروماتیک هستند. در طرف دیگر گروه های عملکردی قطبی شامل اتم های مختلفی از جمله اکسیژن، نیتروژن و سولفور هستند. در صنایع غذایی، اصلی ترین انواع امولسیفایر ها، سورفاکتانت های کوچک مولکول، فسفولیپیدها، پروتئین ها و پلی ساکارید ها هستند. سورفاکتانت ها را میتوان بر اساس گروه های عملکردی قطبی نیز دسته بندی نمود. از جمله: آنیونی، کاتیونی، غیر یونی و دوخاصیتی. نقش اصلی آنها تولید و تثبیت امولسیون ها و سیستم های ساخته شده در ابعاد نانو می باشد. با این حال نقش های مهم دیگری در توسعه تکنولوژی غذایی دارند. مانند: کمک به پراکندگی فاز گازی در کف، استحکام بخشی، ابری کنندگی، جلوگیری از کریستالیزاسیون، جلوگیری از چسبیدن ترکیبات به یکدیگر، تعدیل کنندگی ویسکوزیته، جلوگیری از انباشته شدن چربی ها، پایداری انجمادی- یخ زدایی و بهبود شفافیت. هدف این مقاله بیان و تفسیر طرح ساختاری سورفاکتانت ها، عملگرایی سورفاکتانت ها و امولسیفایرها و مدل تئوری ریاضی برای تعیین غلظت بهینه سورفاکتانت ها می باشد.