کروماتوگرافی ستونی در صنایع غذایی

 

کروماتوگرافی یک روش تحلیلی است که به طور معمول برای جداسازی اجزای تشکیل دهنده یک مخلوط شیمیایی بکار می‌رود. در پست‌های قبلی علم فود، درمورد کروماتوگرافی، کروماتوگرافی لایه نازک و کروماتوکرفی مایع با کارایی بالا صحبت کردیم. در این مقاله سعی داریم شما را با کروماتوگرافی ستونی در صنایع غذایی آشنا کنیم.

 

 

کروماتوگرافی ستونی چیست؟

 

کروماتوگرافی ستونی از نوع کروماتوگرافی لوله باز است. در یک ستون شیشه‌ای مانند یک بورت، ماده فاز ساکن(مثل پودر سیلیکا) میریزیم. مخلوط نمونه موردنظر را ( که قصد جداسازی گون‌های مختلف آن را داریم)  نیز در یک ظرف مانند یک بشر منتقل می‌کنیم.  سپس کمی از مخلوط نمونه را از فاز ساکن درون ستون شیشه‌ای عبور می‌دهیم. نمونه ابتدا در بالای ستون جذب می‌شود. سپس حلال را در داخل ستون جریان میدهیم. این فاز مایع متحرک یا همان حلال، اجزای مخلوط نمونه را با خود به سمت پایین حرکت می‌دهد.

به‌علت نیروی جاذبه انتخابی فاز جامد، اجزای مربوط می‌توانند با سرعت‌های مختلفی به طرف پایین ستون حرکت کنند. ترکیبی که با نیروی کمتری جذب فاز ساکن شود، سریعتر با حلال حرکت می‌کند. در نتیجه جداسازی سریعتر صورت می‌گیرد، زیرا مقدار بیشتری از آن‌ گونه در فاز متحرک(حلال) نسبت به گونه‌ای که جذب فاز ساکن شده است، وجود دارد.

 

کروماتوگرافی ستونی

 

سیستم‌های شویشی :

به‌طورکلی در روش کروماتوگرافی از دو نوع سیستم شویشی استفاده می‌شود. منظور از سیستم شویشی، استفاده از نسبت حلال‌های مختلف جهت جداسازی می‌باشد.

 

سیستم شویشی ایزوکراتیک :

در این نوع سیستم شویشی، از نسبت ثابت ترکیب حلال‌ها استفاده می‌شود. برای مثال اگر بخواهیم در جداسازی از ترکیب دو حلال آب به میزان 40% و متانول به میزان 60% استفاده کنیم، از ابتدای جداسازی تا انتها این نسبت تغییر نخواهد کرد.

این مقاله رو از دست نده:  آزمون میکروبی آرد | استاندارد میکروبی آرد گندم

 

اما این سیستم دارای عیوب زیر می‌باشد :

  • طولانی بودن زمان آنالیز
  • پیک ‌های مشاهده شده در کروماتوگرام( نمودار سیگنال آشکارساز نسبت به زمان) پهن می‌باشند. در واقع ترکیباتی که در ابتدای کروماتوگرام ظاهر می‌شوند به خوبی از هم جداسازی شده‌اند. اما به دلیل طولانی شدن زمان آنالیز، جداسازی سایر ترکیبات بسیار طولانی خواهد بود.

 

سیستم شویشی گرادیانی :

در این سیستم، نسبت ترکیب حلا‌ل‌ها درطول جداسازی تغییر می‌کند. برای مثال درمورد همان ترکیب آب و متانول، نسبت ترکیب حلا‌ل‌ها به صورت زیر تغییر میکند:

 

[table id=1 /]

 

برای گونه‌هایی که به زمان کمتری برای جداسازی نیاز دارند، از ترکیب حلال با قدرت شویشی کم  استفاده می‌شود. پس از جداسازی این گونه‌ها، درواقع ترکیب حلال به‌تدریج تغییر می‌کند تا ترکیباتی که در زمان‌های طولانی‌تر خارج می‌شوند، با سرعت بیشتری از ستون شسته و جداسازی شوند. در واقع به‌وسیله‌ شویش گرادیانی، جداسازی خوب با زمان آنالیز کوتاه حاصل می‌شود.

 

همچنین همه پیک‌های کروماتوگرام خیلی بهتر حاصل می‌گردد. درواقع سیستم شویشی گرادیانی دیگر عیوب سیستم ایزوکراتیک را ندارد.
باید توجه کنید که پمپ‌های که استفاده می کنیم باید این قابلیت را داشته باشند که باتوجه به زمان داده شده به آن‌ها، بتوانند ترکیب درصد حلا‌ها را در طول جداسازی تغییر دهند.

 

 

دستگاه‌های مد شویش گرادیانی دارای دو سیستم فشاری می‌باشند :

   1.سیستم فشار بالا :
    • در این سیستم به ازای هر حلال، یک پمپ داریم. درواقع پمپ‌های بالا و پایین هرکدام یک حلال را به درون خود وارد می‌کنند. سپس حلا‌ل‌ها وارد یک مخلوط‌کن(mixture) شده و در آنجا با هم مخلوط می شوند تا ترکیبی از آنها وارد ستون کروماتوگرافی ستونی شود.
    • مزیت : صحت گرادیان آن بالاتر از سیستم‌های فشار پایین می‌باشد
    • عیب : آرایش سیستم پیچیده است و نیاز به چند پمپ دارد درنتیجه هزینه بالاتری هم خواهد داشت.

 

این مقاله رو از دست نده:  کاربرد کروماتوگرافی لایه نازک در صنایع غذایی
    2.سیستم فشار پایین :
    • در سیستم‌های فشار پایین، شیرهای برقی داریم که قادرند مقدار حجم حلال را کم و زیاد کنند. در واقع در این سیستم، قسمت‌های مختلف با حلال‌های متفاوت وجود دارد که هر کدام از این قسمت‌ها دارای یک شیر برقی هستند. با کم و زیاد کردن این شیرهای برقی می توانیم حجم حلال‌ها را تننظیم کنیم. برای مثال می توانیم به‌گونه‌ای تنظیم کنیم تا از یک شیر به‌میزان 20% از یک حلال و از شیر دیگر به‌میزان 80% از حلال دیگر خارج گردد. بعد از خروج، حلا‌ل‌ها وارد یک پمپ شده و با یکدیگر مخلوط می‌شوند.
    •  مزیت :  از تفاوت‌های این سیستم با سیستم فشار بالا این است‌که با یک پمپ هم می توان، حلال‌ها را مخلوط نمود درنتیجه هزینه پایین‌تری خواهد داشت.
    • عیب : به دلیل تشکیل حباب در فشار پایین، در این سیستم به گاز زدا ( حباب‌ها را از بین میبرد) نیاز داریم.

 

 

کروماتوگرافی ستونی
کاربرد کروماتوگرافی ستونی در صنایع غذایی

 

فاکتورهای موثر در جداسازی گونه ها در کروماتوگرافی ستونی

 

[table id=2 /]

 

 

 

جاذب‌های مورد استفاده در کروماتوگرافی ستونی

متداولترین جاذب‌های مورد استفاده در داخل ستون کروماتوگرافی ستونی، آلومینا وسیلیکاژل می‌باشد. در جدول زیر به انواع جاذب‌های مورداستفاده برای جداسازی گونه‌های طبیعی اشاره می‌کنیم.

 

[table id=3 /]

 

 

 

لینک این مطلب در سایت علم فود .

 

کروماتوگرافی ستونی را در ویکی پدیا ببینید.

 

علم فود در شبکه های اجتماعی

فهرست مطالب

سایر مقالات علم فود

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *