Oleogels: كيف يحسن Sonication تركيبات Oleogel
Oleogels هي مواد متعددة الاستخدامات لها تطبيقات في مجموعة واسعة من الصناعات ، وتقدم مزايا فريدة من حيث الملمس والاستقرار والوظائف. يؤدي استخدام الصوتيات من نوع المسبار إلى تحسين تخليق وأداء oleogels، مما يجعلها أكثر ملاءمة لمختلف التطبيقات الصناعية.
ما هي أوليوجلز؟
Oleogels هي أنظمة شبه صلبة تتكون من مرحلة زيتية مثبتة داخل شبكة ثلاثية الأبعاد من عوامل الهيكلة ، مثل oleogelators أو عوامل التبلور. تساعد عوامل الهيكلة هذه على خلق تناسق يشبه الهلام في الزيوت ، مما ينتج عنه منتج مستقر وقابل للانتشار وغالبا ما يكون شفافا أو شفافا. تجد Oleogels تطبيقات في مختلف الصناعات ، بما في ذلك الأغذية ومستحضرات التجميل والمستحضرات الصيدلانية ومواد التشحيم الصناعية ، وتقدم فوائد مثل تحسين الملمس في المنتجات الغذائية ، والترطيب في عناصر العناية بالبشرة ، والتحكم في توصيل الأدوية في المستحضرات الصيدلانية ، وخصائص التشحيم المحسنة في التركيبات الصناعية ومستحضرات التجميل.
عندما يتم إنتاج oleogels باستخدام موجات الموجات فوق الصوتية القوية ، وهي عملية تعرف باسم صوتنة ، يتم تحسين تخليق هذه المواد الهلامية القائمة على النفط. اقرأ أدناه كيف تسهل تأثيرات صوتنة تكوين oleogels!
سونيكاتور UP400ST لإعداد oleogels.
التجانس بالموجات فوق الصوتية يسهل ويحسن صياغة oleogels.
خلط بالموجات فوق الصوتية من Oleogels
الموجات فوق الصوتية يمكن تحسين تخليق oleogels من خلال تعزيز تشتت وتوزيع عوامل الهيكلة داخل مرحلة النفط. عندما يتم تطبيق الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة على خليط الزيت الذي يحتوي على oleogelators ، فإنها تعزز الخلط والتشتت المنتظم لعوامل الهيكلة ، مما يؤدي إلى شبكة هلام أكثر تجانسا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تسهل صوتنة تشكيل جزيئات أصغر وأكثر اتساقا ، مما يؤدي إلى نسيج أدق وتحسين استقرار oleogel. يمكن أن تؤدي تأثيرات التجويف الناتجة عن الموجات فوق الصوتية إلى تعطيل المجاميع الأكبر وتعزيز تكوين هياكل أصغر وأكثر تشتتا داخل مصفوفة الهلام.
التشتت المباشر بالموجات فوق الصوتية لتوليف Oleogel
أوليوجيل قالب التشتت: بالنسبة لطريقة التشتت المباشر ، يتم استخدام صوتنة لتفريق oleogelator مباشرة في الزيت السائل عند درجات حرارة تتجاوز نقطة انصهاره ، تليها مرحلة تبريد حيث تصلب شبكة الجلاتور ، وتغلف الزيت داخل إطار صلب ، وبالتالي تنتج الأوليوجيل. باستخدام نهج التشتت المباشر بالموجات فوق الصوتية ، يمكن لعملية الهلام أن تولد معماريتين مختلفتين للشبكة ، اعتمادا على طبيعة الهيكل المستخدم: المطابقات البلورية أو الشبكات المجمعة ذاتيا.
مستحلب بالموجات فوق الصوتية لتوليف Oleogel
أوليوجيل مستحلب القالب: مستحلب بالموجات فوق الصوتية باستخدام صوتنة من نوع المسبار يوفر العديد من المزايا لتوليف oleogel ، في المقام الأول من خلال توفير خلط فعال ومتسق على مستوى ميكرون والنانو. تخلق الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة قوى قص ميكانيكية مكثفة وتجويف صوتي ، مما يؤدي إلى تكسير الزيت والهلام في المرحلة المائية إلى قطرات ذات حجم موحد. هذا يؤدي إلى مستحلب أكثر استقرارا ومتجانسة ، وهو أمر مهم لتشكيل oleogels مع نسيج مرغوب فيه وخصائص هيكلية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يعزز تأثير التسخين الموضعي للصوتنة انحلال وتفاعل الجلاوات داخل مرحلة الزيت ، مما يحسن عملية الهلام. وبالتالي ، يسهل المستحلب بالموجات فوق الصوتية إنتاج الأوليات مع الاستقرار والاتساق والأداء الفائق في التطبيقات المختلفة ، بما في ذلك الأغذية والمستحضرات الصيدلانية ومستحضرات التجميل.
الخالط بالموجات فوق الصوتية لصياغة oleogel في الإنتاج عالي الإنتاجية.
التجانس بالموجات فوق الصوتية لمستحلبات الماء في الماء
توفر مستحلبات الماء في الماء (W / O / W) وظائف استثنائية تجعلها مثالية لتطبيقات الطعام. على سبيل المثال ، تم العثور على مستحلبات Water-In-Oleogel-In-Water لتكون حاملا رائعا لتقديم البروبيوتيك وحماية روائح الطعام. الاستحلاب بالموجات فوق الصوتية يمزج بكفاءة المراحل المائية والزيتية في مستحلبات مزدوجة ، أي مستحلبات W / O / W. يؤدي دمج القطرات المائية داخل كريات الزيت للمنتجات الدهنية إلى تقليل محتواها من الدهون. يضفي جل طور الزيت في مستحلبات W / O / W السلامة الهيكلية ويخفف من أحداث زعزعة الاستقرار مثل اندماج قطرات الماء داخل مرحلة الزيت.
يمكن أن يساعد Sonication في صياغة مستحلبات الماء في الماء (W / O / W) من خلال تسهيل تشتت وتجانس مكونات المستحلب. يمكن للصوتنة عالية الكثافة والتردد المنخفض (بترددات تبلغ حوالي 20-26 كيلو هرتز) أن تكسر قطرات أكبر إلى قطرات أصغر وأكثر اتساقا ، مما يعزز تكوين مستحلبات مستقرة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يعزز صوتنة دمج قطرات مائية في مرحلة النفط وتحسين تشتت oleogelator داخل مرحلة النفط ، مما يؤدي إلى هلام أكثر كفاءة وتعزيز استقرار المستحلب. علاوة على ذلك ، يمكن أن تساعد الصوتنة في التحكم في توزيع حجم قطرات المستحلب ، مما يؤدي إلى مستحلبات ذات خصائص مرغوبة مثل تحسين الملمس والفم والسمات الحسية.
مخطط يمثل أنواعا مختلفة من أنظمة المستحلب القائمة على الأوليوجيل.
الدراسة والصورة: ©بينتو وآخرون ، 2021
ثبت علميا: فعالية التشتت بالموجات فوق الصوتية من Oleogels
Noonim et al. (2022) التحقيق في تأثير صوتنة باستخدام صوتنة Hielscher UP200St على الخصائص الفيزيائية والحرارية والهيكلية واستقرار التخزين من oleogels القائمة على زيت النخيل أعدت باستخدام تركيزات مختلفة من شمع كرنوبا (5٪ أو 10٪) تم التحقيق ومقارنتها مع oleogels أعدت مع الخالط (2000 دورة في الدقيقة لمدة 10 دقائق). سمح Sonication بإعداد oleogels مع تركيز أعلى من شمع الكرنوبا (10 ٪) وتحسين خصائص واستقرار oleogel القائم على زيت النخيل (p < 0.05).
Oleogel للتطبيقات الغذائية
بروتوكول أوليوجيل منتج للمايونيز النباتي
كريم الطهي النباتي على أساس Oleogel
(راجع Szymanska et al. ، 2024)
المكونات:
- زيت بذور اللفت
- زيت النخيل
- زيت بذر الكتان
- شمع كانديليلا
- مشروب الصويا
تم تحضير الهلاميات (100 جم) على النحو التالي: أولا ، تم تشتيت 3-7٪ شمع كانديليلا (وزن / وزن) في خليط من زيوت بذور اللفت وبذر الكتان المكررة (1: 1 وزن / وزن) عن طريق التسخين لمدة 10 دقائق عند 80 ± 1 درجة مئوية في حمام مائي ثم صوتنة لمدة 10 ثوان (26 كيلو هرتز ، 72 واط ، نبضة 100٪ ، سعة 100٪) باستخدام الخالط بالموجات فوق الصوتية UP200St (Hielscher Ultrasonics) ، مجهزة التيتانيوم سونوترودي S26d7. تم تبريد الخليط الصافي المتجانس بشكل ثابت في خزانة ثرموستاتية لمدة 24 ساعة عند 20 ± 1 درجة مئوية ، حتى تم تشكيل الهيكل المناسب. تم الحصول على oleogels في ثلاث تكرارات.
إذا كنت مهتما بالاستحلاب بالموجات فوق الصوتية للمايونيز ، فستجد الوصفة والفيديو والمعلومات التفصيلية هنا!
إعداد المستحلبات من نوع كريم باستخدام Oleogel بالموجات فوق الصوتية
تم تحضير مستحلبات O / W من النوع الكريمي (30/70 واط / وزن) (100 جم) وفقا للإجراء في بحثنا الأولي [38] مع تعديلات طفيفة. تم تسخين كل من المرحلة المائية (مشروب فول الصويا الذي يحتوي على 2.6٪ وزن / وزن بروتين) ومرحلة دهنية (زيت النخيل أو أوليوجيل) حتى 55 درجة مئوية وتم تجانسها على الفور باستخدام الخالط بالموجات فوق الصوتية UP200St (Hielscher Ultrasonics) بتردد 26 كيلو هرتز. تم استخدام المعلمات التالية: نبض 100٪ ، سعة 80٪ ، غمر 15 مم للسونوترود في الجزء المركزي من الدورق (سعة 200 مل). تم تحديد وقت التجانس البالغ 2.5 دقيقة (τ) على أساس نتائج الاختبارات التكنولوجية والاختبارات الأولية ، مع مراعاة زيادة درجة حرارة العينات (ل τ = 2.5 دقيقة: كثافة الطاقة: 69.1 ± 0.4 J∙g-1 ، درجة الحرارة القصوى: 61.0 ± 0.3 درجة مئوية). تمت إضافة بنزوات الصوديوم بنسبة 0.15٪ (وزن / وزن) إلى المرحلة المائية كعامل مضاد للبكتيريا.
oleogelators الأكثر استخداما ل oleogels.
المخطط: ©بيرتا كريسان وآخرون ، 2023.
اتصل بنا! / اسألنا!
سونياتور UIP2000hdT للإنتاج الصناعي من oleogels.
الأدب / المراجع
- Szymanska, I.; Zbikowska, A.; Onacik-Gür, S. (2024): New Insight into Food-Grade Emulsions: Candelilla Wax-Based Oleogels as an Internal Phase of Novel Vegan Creams. Foods 2024, 13, 729.
- Noonim, P.; Rajasekaran, B.; Venkatachalam, K. (2022): Structural Characterization and Peroxidation Stability of Palm Oil-Based Oleogel Made with Different Concentrations of Carnauba Wax and Processed with Ultrasonication. Gels 2022, 8, 763.
- H. Pehlivanoglu, A. Akcicek, A.M. Can, S. Karasu, M. Demirci, M.T. Yilmaz (2021): Effect of oil type and concentration on solid fat contents and rheological properties of watery oleogels. La Rivista Italiana Delle Sostanze Grasse No 3, 2021.
- Pinto, Tiago; Martins, Artur; Pastrana, Lorenzo; Pereira, Maria; Cerqueira, Miguel (2021): Oleogel-Based Systems for the Delivery of Bioactive Compounds in Foods. Gels 7(3), 2021.
- Perta-Crisan, S.; Ursachi, C.-S, .; Chereji, B.-D.; Tolan, I.; Munteanu, F.-D. (2023): Food-Grade Oleogels: Trends in Analysis, Characterization, and Applicability. Gels 9, 386; 2023.
حقائق تستحق المعرفة
ما هي أوليوجلز؟ – تعريف الأوليوجيل
تمثل المواد الهلامية نوعا من الغروانية يتكون من شبكة ثلاثية الأبعاد تشبه المادة الصلبة ، حيث يتم حبس الطور السائل.
يمكن تقسيم تركيبات الجل إلى فئتين رئيسيتين وفقا للمذيب المستخدم في إنتاجها. تشير الهلاميات المائية إلى الحالة التي يكون فيها الطور السائل عبارة عن ماء ، والهلاميات العضوية (أو oleogels) عندما يكون السائل المشتت مذيب عضوي ويتم تنظيمه بواسطة جهاز عضوي.
المواد الهلامية العضوية هي تركيبات شبه صلبة تعتبر أنظمة ثنائية الاستمرار ، تتكون من مرحلتين: الجلاتور والمذيب العضوي. الجلاتور ، عند استخدامه في صياغة المواد الهلامية العضوية بتركيزات <15%, may experience physical and chemical transformations that create self-assembled structures; these structures entangle with each other, forming a three-dimensional network. The organic solvent is retained and immobilized within the spaces of the gelator network. If the used solvent is a liquid oil, then the term oleogel is also appropriate for these formulations. Therefore, oleogels allow properties to be explored that hydrogels are not compatible with, such as hydrophobicity of compounds. One of the main advantages of oleogels is the possibility of carrying lipophilic bioactive compounds, which is of great utility in both pharmaceutical and food applications. The combined action between structure and health benefits supports the important role that oleogels can have in novel food products, as they can be tailored to meet the ideal properties for a food product, acting as a healthy substitute for solid fats.
Substances that gel edible oils can be roughly divided into two categories based on their molecular weight: low molecular-mass organic gelators (LMOGs), and polymeric gelators. LMOGs include mainly waxes, sterol-based gelators, fatty acid derivatives, and monoacylglycerols.
تشمل الصناعات ، حيث يشيع استخدام الأوليوجيل ، ما يلي:
- الصناعات الغذائية: تستخدم Oleogels في المنتجات الغذائية لتحل محل أو تقلل من محتوى الدهون الصلبة مثل الزبدة أو السمن. يمكن دمجها في المواد القابلة للدهن والسمن النباتي ومنتجات المخابز والحلويات والأطعمة المصنعة لتحسين الملمس والشعور بالفم واستقرار الرف. يمكن أن تعمل Oleogels أيضا كناقلات للنكهات والعناصر الغذائية والمكونات الوظيفية في تركيبات الطعام.
- مستحضرات التجميل والعناية الشخصية: في صناعة مستحضرات التجميل والعناية الشخصية ، يتم استخدام oleogels في العديد من منتجات العناية بالبشرة والعناية بالشعر. يمكن العثور عليها في الكريمات والمستحضرات والبلسم ومنتجات تصفيف الشعر لتوفير خصائص الترطيب والمطريات والتكييف. توفر Oleogels مزايا مثل عدم الشحوم والتطبيق السلس والتوصيل المعزز للمكونات النشطة للبشرة أو الشعر.
- المستحضرات الصيدلانيه: Oleogels لها تطبيقات صيدلانية كتركيبات موضعية لتوصيل الدواء. يمكن أن تكون بمثابة قواعد للمراهم والمواد الهلامية والبقع عبر الجلد ، مما يوفر إطلاقا مسيطرا عليه واختراقا محسنا للعوامل العلاجية عبر الجلد. تقدم Oleogels مزايا مثل حركية الإطلاق لفترات طويلة ، والتوافر البيولوجي المحسن ، وتحسين امتثال المريض في التركيبات الصيدلانية.
- زيوت التشحيم الصناعية والتجميلية: تستخدم Oleogels كمواد تشحيم في التطبيقات الصناعية مثل تشغيل المعادن والآلات وشحوم التشحيم. إنها توفر مزايا مثل الاستقرار الحراري العالي ومقاومة الأكسدة والتشحيم الفائق مقارنة بمواد التشحيم التقليدية. في تركيبات مستحضرات التجميل ، يمكن دمج oleogels في مواد التشحيم الشخصية وزيوت التدليك لقوامها الناعم وغير اللزج وخصائص التشحيم طويلة الأمد.
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.