میکروکریستالین سلولز (آویسل)

میکروکریستالین سلولز (آویسل)

1-مقدمه

سلولز میکرو کریستالی (MCC) یا میکروکریستالین سلولز یا اویسل اصطلاحی برای پالپ چوب تصفیه شده است و به عنوان بافت‌دهنده، یک عامل ضد چسبندگی (anti-caking)، یک جایگزین چربی، امولسیفایر، افزایش دهنده و یک عامل حجیم‌کننده در تولید مواد غذایی استفاده می ‌شود. رایج‌ ترین و متداول ترین طریق مصرف آن به صورت مکمل ها یا قرص های ویتامین و همچنین در بررسی تعداد پلاک برای شمارش ویروس ها و به عنوان ماده ای جایگزین برای کربوکسی متیل سلولز استفاده می شود.
این محصول یک پلیمر طبیعی است که از واحد های گلوکز تشکیل شده است که توسط یک پیوند گلیکوزیدی 1-4 بتا به هم متصل شده اند. این زنجیره ‌های سلولزی خطی به صورت میکروفیبریل ‌هایی که در دیواره ‌های سلولی گیاه به ‌صورت مارپیچی به هم متصل می‌شوند، به یکدیگر متصل شده اند.

گلوکز یک قند با فرمول مولکولی C₆H₁₂O₆ است. گلوکز فراوان ترین مونوساکارید است که زیرشاخه ای از کربوهیدرات ها است. گلوکز عمدتاً توسط گیاهان و بیشتر جلبک ها در طول فتوسنتز از آب و دی اکسید کربن، با استفاده از انرژی نور خورشید ساخته می شود، جایی که از آن برای ساخت سلولز در دیواره سلولی، فراوان ترین کربوهیدرات در جهان استفاده می شود.
در متابولیسم انرژی، گلوکز مهمترین منبع انرژی در همه موجودات است. گلوکز در فرایند متابولیسم به عنوان یک پلیمر، در گیاهان در اغلب موارد به صورت نشاسته و آمیلوپکتین و در حیوانات به عنوان گلیکوژن ذخیره  و نگهداری می شود. شکل طبیعی گلوکز D-گلوکز است، در حالی که L-گلوکز به صورت مصنوعی در مقادیر نسبتاً کم تولید می شود و اهمیت کمتری دارد. گلوکز به طور طبیعی وجود دارد و به صورت آزاد در میوه ها و سایر قسمت های گیاهان یافت می شود. در حیوانات، گلوکز از تجزیه گلیکوژن در فرآیندی به نام گلیکوژنولیز آزاد می شود.
گلوکز، به عنوان محلول قند داخل وریدی، در فهرست داروهای ضروری سازمان جهانی بهداشت، ایمن ترین و مؤثرترین داروهای مورد نیاز در یک سیستم بهداشتی قرار دارد. همچنین در ترکیب با کلرید سدیم در لیست قرار دارد.
هر میکروفیبریل دارای تعداد زیادی پیوند سه بعدی می باشد که در نتیجه ساختار کریستالی دارد. با این حال، بخش‌ های نسبتاً ضعیفی از میکروفیبریل با پیوند داخلی ضعیف ‌تر وجود دارد. به این مناطق آمورف می گویند. برخی استدلال می‌کنند که به دلیل ساختار تک فازی میکروفیبریل‌ ها، دقیق ‌تر آنها را دیس لوکیشن (=dislocation) می ‌نامند. ناحیه کریستالی برای تولید سلولز میکروکریستالی جدا می شود.
عامل ضد چسبندگی (anti-caking) که ترجه های متفاوتی از آن شده است, به صورت مواد پودری یا گرانولی شده مانند نمک خوراکی یا شیرینی ‌پزی‌ ها برای جلوگیری از تشکیل توده‌ ها (کلوئیدها) و برای سهولت در بسته‌بندی، حمل‌ و نقل، روان ‌پذیری مورد مصرف قرار می‌گیرد. مکانیسم caking به ماهیت مواد بستگی دارد. جامدات کریستالی اغلب با تشکیل پل مایع و متعاقب آن همجوشی ریز کریستال ها کیک می شوند. مواد آمورف می توانند با انتقال و تغییر در ویسکوزیته کیک شوند. انتقال فاز چندشکلی نیز می تواند باعث ایجاد کیک شود.
برخی از عوامل ضد انعقاد با جذب رطوبت اضافی یا با پوشاندن ذرات و ایجاد آب گریز عمل می کنند. 
عوامل ضد کیک همچنین در اقلام غیر غذایی مانند نمک جاده، کودها، لوازم آرایشی، شوینده های مصنوعی و در کاربردهای تولیدی نیز استفاده می شوند.
برخی از مطالعات نشان می دهد که عوامل ضد کیک (anti caking) ممکن است اثر منفی بر محتوای غذایی مواد غذایی داشته باشند. یکی از این مطالعات نشان داد که اکثر عوامل ضد کیک منجر به تخریب بیشتر ویتامین C اضافه شده به غذا می شوند.

2-تاریخچه

گلوکز برای اولین بار در سال 1747 توسط شیمیدان آلمانی آندریاس مارگگراف از کشمش جدا شد و تمام موادی که از گلوکز ساخته شده اند بعد از این سال شناسایی شدند. گلوکز در انگور توسط یوهان توبیاس لوویتز در سال 1792 کشف شد و متمایز از قند نیشکر (ساکارز) بود. گلوکز اصطلاحی است که ژان باپتیست دوما در سال 1838 ابداع کرد و در ادبیات شیمی رایج شده است. سلولز در سال 1838 توسط شیمیدان فرانسوی Anselme Payen کشف شد که آن را از مواد گیاهی جدا کرد و فرمول شیمیایی آن را تعیین کرد. به نظر می رسد محصول میکروکریستالین سلولز بعد از این سالها سنتز شده است.

3-کاربردهای آویسل

میکروکریستالین سلولز (MCC) یک پلیمر طبیعی است که از سلولز مشتق شده و به طور گسترده در صنایع مختلف به کار می‌رود. در ادادمه به برخی از کاربردهای مهم میکروکریستالین سلولز اشاره شده است

1-3-صنایع داروسازی

MCC به طور گسترده به عنوان یک ماده پرکننده، اتصال‌دهنده و جداکننده در تولید قرص‌ها و کپسول‌ها استفاده می‌شود. این ماده به بهبود ویژگی‌های جریان، فشرده‌سازی و پایداری قرص‌ها کمک می‌کند و در فرمولاسیون‌های مایع مانند شربت‌ها به عنوان یک عامل افزایش‌دهنده ویسکوزیته به کار می‌رود.

2-3- صنایع غذایی

MCC به عنوان یک افزودنی غذایی در تولید محصولات مختلف غذایی به کار می‌رود. این ماده به عنوان عامل ضد کلوخه، امولسیفایر، پرکننده و استابلایزر استفاده و در تولید محصولات غذایی کم‌چرب به عنوان جایگزین چربی استفاده می‌شود تا بافت و احساس دهانی مناسب را فراهم کند. همچنین به عنوان یک منبع فیبر در محصولات غذایی مانند نان، بیسکویت و سایر محصولات پختنی استفاده می‌شود.

3-3- صنایع آرایشی و بهداشتی

MCC در تولید کرم‌ها، لوسیون‌ها و محصولات آرایشی به عنوان عامل افزایش‌دهنده ویسکوزیته و پایدارکننده به کار می‌رود و در فرمولاسیون شامپوها و نرم‌کننده‌ها به عنوان عامل تعلیق‌دهنده و غلیظ‌کننده استفاده می‌شود.

4-3- صنایع کاغذسازی

این ترکیب در تولید کاغذهای با کیفیت بالا به عنوان ماده افزودنی برای بهبود خواص مکانیکی و چاپی کاغذ استفاده می‌شود.

5-3- صنایع شیمیایی

این پلیمر به عنوان تثبیت‌کننده در فرمولاسیون‌های شیمیایی مختلف استفاده می‌شود و در فرمولاسیون‌های مختلف به عنوان عامل غلیظ‌کننده به کار می‌رود.

6-3- صنایع پلاستیک و کامپوزیت

این محصول در تولید پلاستیک‌ها و مواد کامپوزیتی به عنوان ماده تقویت‌کننده استفاده می‌شود تا خواص مکانیکی محصول نهایی بهبود یابد.

7-3- کاربردهای دیگر

در تولید فیلترهای مختلف مانند فیلترهای هوا و آب به عنوان ماده فیلترکننده به کار می‌رود. به عنوان ماده جاذب در تولید محصولات بهداشتی مانند پوشک و نوار بهداشتی استفاده می‌شود. میکروکریستالین سلولز به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خاص خود، از جمله قابلیت جذب بالا، غیرقابل هضم بودن، و توانایی ایجاد بافت مناسب، در بسیاری از صنایع کاربرد دارد و به بهبود کیفیت و کارایی محصولات کمک می‌کند.

عرضه مستقیم کربوکسی متیل سلولز (CMC) در فروشگاه مواد شیمیایی اشیم 

4-واکنش های شیمیایی

تبدیل سلولز میکروکریستالی به کمک مایکروویو به 5-هیدروکسی متیل فورفورال که توسط مایعات یونی کاتالیز می شود. این فرایند به شکل زیر می باشد.

5-روش تولید

MCC سلولز خالص تا حدی سنتز شده از پیش ساز α سلولز است. MCC را می توان با روش ها و مسیرهای مختلفی مانند اکستروژن واکنشی، با واسطه آنزیم، آسیاب مکانیکی، فراصوت و هیدرولیز اسیدی بدست آورد. فرآیند های دیگری را می توان با استفاده از اسید های معدنی مانند H₂SO₄، HCl و HBr و همچنین مایعات یونی انجام داد. نقش این معرف ها تخریب نواحی آمورف خارج از حوزه کریستالی است.
درجه پلیمریزاسیون معمولاً کمتر از 400 است. ذرات MCC با اندازه کمتر از 5 میکرومتر نباید بیش از 10 درصد باشند.
آنالیز ترموگراویمتری  (TGA) و آنالیز حرارتی تفاضلی (DTA) یا کالریمتری اسکن تفاضلی (DSC)  نیز برای پیش‌ بینی رفتار حرارتی MCC بر تنش ‌های گرمایی مهم هستند.

6-تحقیقات جدید

همانطور که در بالاتر اشاره شد, این ماده دارای کاربردهایی در صنایع غذایی است, لذا تحقیقاتی در این زمینه اما در محصولات جزئی تر صورت گرفته است. یکی از این مطالعات با عنوان " بهینه سازی فرمولاسیون کره کدو حلوایی حاوی میکروکریستالین سلولز و نشاسته اصلاح شده بر اساس ویژگی های بافتی و رنگی به روش سطح پاسخ" در نشریه علوم و صنایع غذایی ایران به چاپ رسیده است.

خرید استات کلسیم، نگهدارنده مواد غذایی، در فروشگاه مواد شیمیایی با بالاترین کیفیت

7-روش نگهداری

این ماده بایستی در جای خشک و خنک و به دور از رطوبت و مواد شیمایی مانند اسید ها و باز ها نگهداری شود.

8-ایمنی

مواردی از واکنش آلرژیک به سلولز میکروکریستالی ثبت شده است. همچنین با اینکه این ماده دارای مصرف خوراکی است, اما در دوزهای بالا سبب نفخ و اسهال می شود.

خرید عمده و خرده گلوکز خشک در فروشگاه مواد شیمیایی اشیم

9- خرید میکروکریستالین سلولز (آویسل) در فروشگاه اشیم

جهت خرید میکروکریستالین سلولز (آویسل) می توانید تنها با چند کلیک، سفارش خود را در سایت فروشگاه ثبت نمایید. همچنین سایر راه های تماس و شبکه های مجازی اشیم نیز آماده ثبت سفارش میکروکریستالین سلولز (آویسل) و سایر مواد شیمیایی می باشند.