خانه » نشریه » شماره: یک

آنالیز عطر و طعم

+100%-

  • مقدمه

اسانس­ها به دلیل معطر بودن و داشتن طعم­های مشخص و مختلف در صنایع دارای محصولات معطر و یا طعم خاصهمچون صنایع غذایی، عطرسازی، آرایشی و بهداشتی و داروسازی مورد مصرف قرار می­گیرند. صنعت عطر و طعم در نیمه دوم قرن نوزدهم با تقطیر اسانس­های طبیعی و استخراج عصاره­های گیاهی و اغلب با وابستگی شدید به صنعت دارویی آغاز شد. برای عطر و طعم­سازانی که در آن دوران اغلب داروساز و یا شیمیدانانی بودند که به این حرفه روی آورده بودند، وظیفه خلق طعم­ و عطر کاملاً خلاقانه بود، چرا که آنها جز چند ترکیب اصلی اسانس­های طبیعی و تعداد بسیار کمی از مواد شیمیایی که از منابع غذایی جداسازی شده بودند، چیز دیگری را نمی­شناختند.

 

  • اهداف آنالیز و سنتز عطر و طعم

اکثر نمونه های عطر و طعم دارای منشا بیولوژیکی می باشند، قرار گرفتن عطر و طعم های طبیعی در بافت­های پیچیده که دارای گستره وسیعی از ترکیبات با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوت می باشند، نیاز به جداسازی را نشان میدهد . علاوه بر این ترکیبات اصلی عطر و طعم غلظت های پایینی دارند که جهت آنالیز نیازمند پیش تغلیظ میباشند. بنابراین، هدف از آنالیز، تفکیک یک عطر یا طعم به اجزائ شیمیایی تشکیل دهنده آن میباشد به نحوی که امکان شناسایی و اندازه گیری (آنالیز کیفی و کمی) نمونه مورد نظر فراهم گردد.

با ظهور شیمی آلی مدرن در قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، برخی از عوامل شیمیایی برای طعم­دهنده­ها و محصولات طبیعی شناسایی شدند. به عنوان مثال،برای اولین بار جداسازی وانیلین Vanillin،اصلی­ترین جزء از طعم­دهنده وانیل Vanilla، در سال ۱۸۵۸ از غلاف وانیل به وسیله Gobley انجام گرفت. و در سال ۱۸۹۶ ستیرال Citral ، ترکیب کلیدی طعملیمو، به وسیله Semulerو Tiemann جداسازی شد.

بتدریج شیمیدان­ها درصدد یافتن روش­هایی برای تولید طعم­دهنده­های مهم شیمیایی برآمدند،که سنتز شیمیایی ترکیبات آروماتیک انقلابی در این زمینه بشمار می­رود. از مزایای عمده سنتز ترکیبات معطر، میتوان به مواردی همچون کاهش نیاز به محصولات طبیعی که اغلب گرانقیمت بوده و در مقادیر محدودی در دسترس میباشند اشاره نمود. مثالی در این مورد سنتز وانیلین توسط Tiemann در سال ۱۸۷۴ می­باشد.[۱]

تا این دوره خلق ترکیبات آروماتیک، طعم­دهنده­ها و عطرها، به علت عدم شناخت دقیق اجزائآنها میسر نبود و خالقان عطر و طعم در این دنیای مبهم، با روش­های آنالیز کلاسیک، راه را از بیراهه می­جستند.

ظهور روش­های مدرن تجزیه­ای همچون کروماتوگرافی، نقطه عطفی برای صنعت عطر و طعم به­شمار می­رود، چرا که برای اولین بار مشاهده اجزاء ترکیبات عطر و طعم امکان­پذیر شد.

به عنوان مثال بررسی­های کروماتوگرافی انجام گرفته برای گیاه بابونه نشان دادند که ترکیبات اصلی اسانس بابونه شامل آلفابیسابولول و کامازولن می­باشند، که خواصی همچون خصوصیات ضدمیکروبی، ضدالتهابی و درمانی را به گیاه بابونه می­بخشند.[۲]

2333

 

رشدی که در صنعت عطر و طعم با شناسایی اجزائ اصلی شکل گرفت، بی­شک نتیجه تحولات شگرفی است که طی سال­های اخیر در روش­ها و تکنیک­های نوین آنالیز، بالاخص آنالیز دستگاهی حاصل شده است. پیشرفت­های بدست آمده در آنالیز عطر و طعم در هر دو عرصه تولید و مصرف اسانس­ها، از اهمیت بسزایی برخوردار است.

در پروسه تولید، آگاهی از اجزائ مهم اسانس­ها میتواند نقطه شروع و آغاز خلق یک عطر و یا طعم مطلوب باشد. در واقع یکی از اهداف اصلی شرکتهای تولید کنده عطرو طعم، تولید محصولاتی با کیفیت بالا همراه با خواص حسی پایدار میباشد. این هدف با افزایش اجزائی که موثر و حسی بوده و از لحاظ شیمیایی شناسایی و اندازه­گیری آنها مشکل می­باشد، میسر میگردد، چرا که سازندگان عطر و طعم تلاش در حفظ و سری نگه­داشتن فرمولاسیون تولیدات خود دارند.

این درحالی است که در فرایند مصرف اسانسها، تکنیک­های مدرن کروماتوگرافی، مصرف­کنندگان این صنعت را قادر می­سازد تا اکثر اجزاء این ترکیبات را با دقت قابل توجهی گزارش نمایند. این امر، روش مهندسی معکوس، آنالیز را برای این مخلوط­های پیچیده آسان می­نماید.

  • اهمیت آنالیز عطروطعم

در صنعت عطروطعم، اطلاعات بدست آمده بوسیله آنالیز در برآوردن نیازهای بخش های مختلف این صنعت نقش بسزایی را داراست. به عنوان نمونه تصمیم گیری­ها جهت خرید، مبتنی بر توانایی ماده برای برآورده نمودن خصوصیات تجزیه­ای مدنظر همچون خلوص میباشد، بخش تولید به اطلاعات تجزیه­ای در بررسی کنترل فرایند طی پروسه ساخت استناد می نماید و گروه کنترل کیفیت برای تعیین اجزائ اصلی عطروطعم ها جهت حفظ عطروطعم پایدار به آنالیز نمونه­ها می پردازد. شکل ۱ ارتباط شیمی تجزیه­ای را با جنبه­های مختلف صنایعی که با عطروطعم درگیر هستند، نشان میدهد[۳].

 

 

  • طبقه بندی روشهای تجزیه­ای

روش­های تجزیه­ای را میتوان به انواع روش­های کلاسیک همچون استخراج، تقطیر، ضریب شکست، چرخش نوری و روش­های مدرن دستگاهی مانند کروماتوگرافی تقسیم­بندی نمود. اگر چه آنالیز حسی،بویایی سنجی، همچنان جهت ارزیابی عطر و طعم بکار می رود. تجهیزات تجزیه­ای داده­های قابل اعتماد، دقیق و تکرارپذیری از اجزاء و خواص عطر و طعم را در اختیار پژوهشگران قرار میدهد. دراین بین، پیدایش روش­های نوین تجزیه­ای راه را برای محققان صنعت عطر و طعم هموار نمود.

انواع روشهای مدرن دستگاهی وآماده­سازی نمونه پیش از آنالیز، جهت ایزوله نمودن و تغلیظ ترکیب هدفوجود دارد، از جمله روشهای مدرن در آنالیز عطر و طعم میتوان به روشهای استخراج با سیال فوق بحرانی SFE[i]، کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا HPLC[ii]، کروماتوگرافی با سیال فوق بحرانی SCF[iii]، کروماتوگرافی لایه نازکTLC[iv]، کروماتوگرافی گازیGC[v] و روش جدیدتر Electronic nose اشاره نمود. علاوه بر این در ابتدای هر گونه جداسازی، آماده سازی نمونه در جهت دستیابی به نتایج صحیح یک ضرورت به شمار می­رود. روش­هایی همچون نمونه­برداری از فاز گازی [vi]HS، روش میکرواستخراج فاز جامد SPME[vii]، از جمله تکنیک­های آماده سازی نمونه در صنعت عطر و طعم به شمار می رود که در ادامه مبانی و اصول، مزایا و معایب هر کدام مورد مطالعه قرار خواهد گرفت[۴].

 

 

منابع:

۱٫ Robert A. Kryger (2011)Regulatory Issuesand Flavors Analysis.In Practical Analysis of Flavor
and Fragrance Materials (eds K. Goodner and R. Rouseff), Published by Blackwell Publishing

2. Grgesina D, Mandic ML, Karuza L, Klapec(1995),Chemical composition of different parts of
Matricaria chamomilla, Prehrambeno-tehnol.Biotehnol. Rev.33. 111 – ۳٫

۳٫ Russell Rouseff (2011), Traditional Flavorand Fragrance Analysisof Raw Materialsand Finished
Products. In Practical Analysis of Flavor and Fragrance Materials (eds K. Goodner and R. Rouseff),      Published by Blackwell Publishing Ltd.

4. Patrizia Rubiolo, Barbara sgorbini, Erica Liberto, Chiara Cordero, Carlo Bicchi(2010),Analysis of
the plant volatile fraction.In The chemistry and biology of Volatiles (ed. A. Herrmann),

[i] Supercritical fluid extraction
[ii] High performance liquid chromatography
[iii] Supercritical fluid chromatography
[iv]Thin layer chromatography
[v]Gas chromatography
[vi]Headspace
[vii]Solid phase microextraction