Örhúðun í matvælaiðnaði

Fjölmörgum efnum er af ýmsum ástæðum bætt í matvæli. Undanfarið hafa framleiðendur reynt að draga úr magni þessara efna eða skipta þeim út fyrir svokölluð náttúruleg efni sem oft á tíðum (en ekki alltaf) eru ekki eins virk eða hafa takmarkaðri not en samskonar "tilbúin" efni. Nýleg aðferð til þess að auka virkni og notkunarmöguleika viðkvæmra aukefna er að pakka þeim inn í efni sem ekki er eins viðkvæmt og gefur þeim nýja eiginleika. Þessi aðferð nefnist örhúðun (e. microencapsulation).

Í víðasta skilningi felst örhúðun í því að viðkvæmt efni, eða virkt efni sem þarf að stýra losun á er lokað inni í hylki sem aðskilur það frá umhverfi sínu. Efnið sem er húðað á þennan hátt kallast yfirleitt "kjarni" og efnið sem fer utan um kjarnan "húð" eða "skel". Við tilteknar aðstæður, sem eiginleikar hylkisins segja til um, rofnar það og losar innihaldið út í umhverfið. Örhúðun gefur þannig framleiðandanum kost á að vernda viðkvæma hluta matvælis, draga úr tapi á næringarefnum, nota efni sem annars væri ekki hægt að nota, fela eða varðveita bragð og lykt, og breyta fljótandi efni í fast, sem auðveldar meðhöndlun mikið.

Eiginleikar örhylkja

Örhúðun (microencapsulation) er skilgreind sem sú tækni að pakka föstu efni, gasi eða vökva í lítil lokuð hylki sem geta losað innihald sitt á stýrðan hátt, bæði hvað varðar hraða losunar og aðstæður, t.d. hita- eða rakastig . Hylkin, sem kallast örhylki (microcapsules) geta verið af ýmsum stærðum, allt frá því að vera undir míkrómetra í þvermál upp í allnokkra millimetra. Stærðardreifing innan lotu getur einnig verið nokkur. Lögunin getur og verið breytileg eftir efnum og þeim aðferðum sem notaðar eru.

Á myndinni hér að ofan má sjá nokkrar mismunandi gerðir hylkja: (a) er hylki með einum kjarna, (b) hefur marga kjarna sem allir innihalda sama efnið, (c) hefur marga mismunandi kjarna, og (d) er marglaga hylki með einn kjarna. Kosturinn við hylki af gerð (a) er að þar er hlutfall húðar og kjarna hagkvæmast, þannig að hægt er að búa til hylki sem innihalda allt að 90% kjarna eða jafnvel meira. Það þýðir þó ekki að tæknin sem notuð er við framleiðslu á slíkum hylkjum sé hagkvæm.

Hægt er að hanna hylki með mismunandi losunareiginleika. Ef húðin er úr vatnsleysanlegu efni, leysist hylkið upp í vatni. Ef húðin er úr fitu eða vaxi þarf að bræða hana til að komast að kjarnanum. Sum húðunarefni leysast ekki alveg upp þegar þegar þau komast í snertingu við raka, heldur bólgna og verða að hlaupi. Sem dæmi um slíkt má nefna gelatín sem þarf að bræða með hitun ef ekki er um að ræða lágmólþunga gelatín, en þau mynda ekki hlaup. Við slíkar aðstæður, þar sem húðin brotnar ekki, eða bráðnar í burtu, losnar kjarninn hægt og er oft hægt að lýsa losunarhraðanum með aðferðum hraðafræðinnar. Slík "stýrð losun" getur komið að gagni þar sem mikilvægt er að jafn styrkur haldist af efnum sem taka þátt í einhverri verkun, eða þegar efni má ekki losna fyrr en ákveðnum aðstæðum er náð, t.d. sýrustigi eða raka.

Aðferðir

Margar mismunandi aðferðir hafa verið þróaðar við örhúðun. Að minnsta kosti þrettán aðferðir eru í grundvallaratriðum frábrugðnar hver annarri, þó ávallt megi deila um flokkunina. Einnig er sífellt verið að gera breytingar á tækjabúnaði eða aðferðafræði og þannig verða til margar útgáfur af sömu aðferðinni. Tvær húðunaraðferðir hafa verið notaðar hjá Matra, flóka-fasaaðskilnaður (complex cocacervation) og úðaþurrkun. Á myndinni hér að neðan má sjá olíu sem húðuð var með fasaaðskilnaðaraðferð. Húðin er úr fiskgelatíni og acacia-gúmmíi, og myndin var tekin í gegnum ljóssmásjá hjá Matra.

Húðunarefni

Húðin getur verið úr ýmsum efnum sem leyfð eru til notkunar í matvælaiðnað. Á meðal óvatnsleysanlegra efna eru ýmsar fitur og vax, sem þá eru notuð til þess að húða vatnsleysanleg efni eins og sölt, t.d. matarsalt, eða sýrur, t.d. sítrónusýru. Fleiri vatnsleysanleg efni eru þekkt húðunarefni, þar á meðal gelatín, mjólkurprótín, sykrur, sterkja og ýmis gúmmíefni, t.d. arabískt gúmmí. Hjá Matra hefur gelatín úr fiskroði verið notað við örhúðun með góðum árangri.

Frekari upplýsingar um örhúðun veitir Guðmundur Örn Arnarson, matvælafræðingur.