Oleogellər: ultrasəslə emal oleogel formulalarını necə yaxşılaşdırır
Oleogellər çoxsaylı sənaye sahələrində tətbiq olunan, tekstura, sabitlik və funksionallıq baxımından özünəməxsus üstünlüklər verən çoxməqsədli materiallardır. Zond tipli sonikatorların istifadəsi oleogellərin sintezini və funksional göstəricilərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıraraq onları müxtəlif sənaye tətbiqləri üçün daha uyğun edir.
Oleogellər nədir?
Oleogellər oleogel əmələgətiricilər və ya gelləşdirici maddələr kimi strukturlaşdırıcı maddələrin üçölçülü şəbəkəsində hərəkətsizləşdirilmiş yağ fazasından ibarət yarımbərk sistemlərdir. Bu strukturlaşdırıcı maddələr yağlarda geləbənzər konsistensiyanın yaranmasına kömək edir və nəticədə sabit, yayıla bilən və çox vaxt şəffaf və ya yarımşəffaf məhsul alınır. Oleogellər qida, kosmetika, əczaçılıq və sənaye sürtkü materialları daxil olmaqla müxtəlif sənaye sahələrində tətbiq olunur; qida məhsullarında teksturanın yaxşılaşdırılması, dəriyə qulluq məhsullarında nəmləndirmə, əczaçılıqda dərman maddələrinin idarə olunan çatdırılması, sənaye və kosmetik formulalarda isə yağlama xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılması kimi üstünlüklər verir.
Oleogellər güclü ultrasəs dalğaları ilə istehsal edildikdə – ultrasəslə emal adlanan proses vasitəsilə – bu yağ əsaslı gellərin sintezi yaxşılaşır. Ultrasəslə emalın təsirlərinin oleogellərin əmələ gəlməsini necə asanlaşdırdığını aşağıda oxuyun!
UP400St sonikatoru oleogellərin hazırlanması üçün.
Ultrasəslə homogenləşdirmə oleogel formulalarının hazırlanmasını asanlaşdırır və yaxşılaşdırır.
Oleogellərin ultrasəslə qarışdırılması
Ultrasəslə emal strukturlaşdırıcı maddələrin yağ fazasında dispersləşdirilməsini və paylanmasını yaxşılaşdırmaqla oleogellərin sintezini yaxşılaşdıra bilər. Oleogel əmələgətiricilər olan yağ qarışığına yüksək intensivlikli ultrasəs dalğaları tətbiq edildikdə, onlar strukturlaşdırıcı maddələrin bərabər qarışmasını və dispersləşməsini təşviq edir və nəticədə daha homogen gel şəbəkəsi yaranır. Bundan əlavə, ultrasəslə emal daha kiçik və daha vahid ölçülü hissəciklərin əmələ gəlməsini asanlaşdıra bilər; bu isə oleogelin daha incə teksturaya və daha yaxşı sabitliyə malik olmasına gətirib çıxarır. Ultrasəsin yaratdığı kavitasiya təsirləri daha böyük aqreqatları parçalaya və gel matrisində daha kiçik, daha bərabər dispersləşmiş strukturların yaranmasını təşviq edə bilər.
Oleogel sintezi üçün ultrasəslə birbaşa dispersləşdirmə
Dispersləşdirmə əsasında formalaşdırılan oleogel: Birbaşa dispersləşdirmə üsulunda oleogel əmələgətiricini onun ərimə temperaturundan yüksək temperaturlarda birbaşa maye yağda dispersləşdirmək üçün ultrasəslə emaldan istifadə olunur. Bunun ardınca soyutma mərhələsi gəlir; bu mərhələdə gelləşdirici maddənin şəbəkəsi bərkiyərək yağı bərk karkas daxilində saxlayır və beləliklə oleogel alınır. Bu birbaşa ultrasəslə dispersləşdirmə yanaşması tətbiq edildikdə, gelləşmə prosesi istifadə olunan strukturlaşdırıcının təbiətindən asılı olaraq iki fərqli şəbəkə arxitekturası yarada bilər: kristallit quruluşları və ya öz-özünə yığılan şəbəkələr.
Oleogel sintezi üçün ultrasəslə emulsiya hazırlanması
Emulsiya əsasında formalaşdırılan oleogel: Zond tipli ultrasəslə emaldan istifadə etməklə emulsiya hazırlanması oleogel sintezi üçün bir sıra üstünlüklər verir; bunlar ilk növbədə mikron və nano səviyyələrdə səmərəli və ardıcıl qarışdırmanın təmin edilməsi ilə bağlıdır. Yüksək intensivlikli ultrasəs dalğaları güclü sonomexaniki kəsilmə qüvvələri və akustik kavitasiya yaradır; bunlar sulu fazadakı yağı və gelləşdirici maddəni bərabər ölçülü damcılara parçalayır. Bu, daha sabit və homogen emulsiyanın yaranmasına gətirib çıxarır ki, bu da arzuolunan tekstura və struktur xüsusiyyətlərinə malik oleogellərin əmələ gəlməsi üçün vacibdir. Bundan əlavə, ultrasəslə emalın lokal qızdırma təsiri gelləşdirici maddələrin yağ fazasında həll olmasını və qarşılıqlı təsirini gücləndirərək gelləşmə prosesini yaxşılaşdıra bilər. Nəticədə ultrasəslə emulsiya hazırlanması qida, əczaçılıq və kosmetika daxil olmaqla müxtəlif tətbiqlərdə üstün sabitliyə, konsistensiyaya və funksional göstəricilərə malik oleogellərin istehsalını asanlaşdırır.
Yüksək istehsal məhsuldarlığı şəraitində oleogel formulalarının hazırlanması üçün ultrasəs homogenizatoru.
Su–oleogel–su emulsiyalarının ultrasəslə homogenləşdirilməsi
Su–oleogel–su (W/O/W) emulsiyaları onları qida tətbiqləri üçün ideal edən müstəsna funksional xüsusiyyətlərə malikdir. Məsələn, su–oleogel–su emulsiyalarının probiotiklərin çatdırılması və qida aromalarının qorunması üçün əla daşıyıcı olduğu müəyyən edilmişdir. Ultrasəslə emulsiyalaşdırma sulu və yağlı fazaları səmərəli şəkildə qarışdıraraq ikiqat emulsiyalar, yəni W/O/W emulsiyaları yaradır. Yağlı məhsulların yağ qlobullarına sulu damcıların daxil edilməsi onların yağ miqdarını azaldır. W/O/W emulsiyalarında yağ fazasının gelləşməsi struktur bütövlüyünü təmin edir və yağ fazasında su damcılarının birləşməsi kimi sabitliyin pozulması hallarını azaldır.
Ultrasəslə emal emulsiya komponentlərinin dispersləşdirilməsini və homogenləşdirilməsini asanlaşdırmaqla su–oleogel–su (W/O/W) emulsiyalarının hazırlanmasına kömək edə bilər. Yüksək intensivlikli, aşağı tezlikli ultrasəslə emal (təqribən 20–26kHz tezliklərdə) daha böyük damcıları daha kiçik və daha vahid ölçülü damcılara parçalayaraq sabit emulsiyaların yaranmasını təşviq edə bilər. Bundan əlavə, ultrasəslə emal sulu damcıların yağ fazasına daxil edilməsini yaxşılaşdıra və oleogel əmələgətiricinin yağ fazasında dispersləşməsini gücləndirə bilər; bu isə daha səmərəli gelləşməyə və emulsiyanın sabitliyinin artmasına gətirib çıxarır. Həmçinin ultrasəslə emal emulsiya damcılarının ölçü paylanmasını idarə etməyə kömək edə bilər və nəticədə yaxşılaşdırılmış tekstura, ağızda hissiyyat və sensor xüsusiyyətlər kimi arzuolunan xassələrə malik emulsiyalar alınır.
Oleogel əsaslı emulsiya sistemlərinin müxtəlif növlərini göstərən sxem.
Tədqiqat və şəkil: ©Pinto et al., 2021
Elmi cəhətdən sübut edilmişdir: oleogellərin ultrasəslə dispersləşdirilməsinin effektivliyi
Noonim et al. (2022) Hielscher UP200St sonikatoru ilə ultrasəslə emalın müxtəlif karnauba mumu konsentrasiyalarından (5% və ya 10%) istifadə edilməklə hazırlanmış palma yağı əsaslı oleogellərin fiziki, termik və struktur xüsusiyyətlərinə və saxlanma sabitliyinə təsirini araşdırmış və onları homogenizatorla (2000 rpm sürətlə 10 min ərzində) hazırlanmış oleogellərlə müqayisə etmişlər. Ultrasəslə emal daha yüksək karnauba mumu konsentrasiyası (10%) olan oleogellərin hazırlanmasına imkan vermiş və palma yağı əsaslı oleogelin xüsusiyyətlərini və sabitliyini effektiv şəkildə yaxşılaşdırmışdır (p < 0,05).
Qida tətbiqləri üçün oleogel
Veqan mayonez üçün istehsal olunan oleogelin hazırlanma protokolu
Oleogel əsaslı veqan kulinariya qaymağı
(bax: Szymanska et al., 2024)
İnqrediyentlər:
- raps yağı
- palma yağı
- kətan toxumu yağı
- kandelilla mumu
- soya içkisi
Oleogellər (100 g) aşağıdakı qaydada hazırlanmışdır: əvvəlcə 3–7% kandelilla mumu (w/w) rafinə edilmiş raps və kətan toxumu yağlarının qarışığında (1:1 w/w) su hamamında 80 ± 1 °C temperaturda 10 min ərzində qızdırılmaqla və sonra titan S26d7 sonotrodu ilə təchiz edilmiş UP200St ultrasəs homogenizatorundan (Hielscher Ultrasonics) istifadə edilərək 10 s ərzində ultrasəslə emal olunmaqla (26 kHz, 72 W, 100% impuls, 100% amplituda) dispersləşdirilmişdir. Şəffaf, homogen qarışıq müvafiq struktur yaranana qədər termostatik şkafda 20 ± 1 °C temperaturda 24 h ərzində hərəkətsiz vəziyyətdə soyudulmuşdur. Oleogellər üç təkrarda əldə edilmişdir.
Mayonezin ultrasəslə emulsiyalaşdırılması ilə maraqlanırsınızsa, resept, video və ətraflı məlumatı burada tapa bilərsiniz!
Ultrasəslə hazırlanmış oleogeldən istifadə etməklə qaymaq tipli emulsiyaların hazırlanması
Qaymaq tipli O/W (30/70 w/w) emulsiyaları (100 g) ilkin tədqiqatımızdakı [38] prosedura uyğun olaraq kiçik dəyişikliklərlə hazırlanmışdır. Həm sulu faza (2,6% w/w zülal tərkibli soya içkisi), həm də lipid fazası (palma yağı və ya oleogel) əvvəlcədən 55 °C-yə qədər qızdırılmış və dərhal 26 kHz tezlikli UP200St ultrasəs homogenizatorundan (Hielscher Ultrasonics) istifadə edilməklə homogenləşdirilmişdir. Aşağıdakı parametrlərdən istifadə edilmişdir: 100% impuls, 80% amplituda, sonotrodun stəkanın (200 mL tutumlu) mərkəzi hissəsində 15 mm dərinliyə batırılması. 2,5 min homogenləşdirmə müddəti (τ) nümunələrin artan temperaturu nəzərə alınmaqla texnoloji sınaqların və ilkin sınaqların nəticələri əsasında müəyyən edilmişdir (τ = 2,5 min üçün: enerji sıxlığı: 69,1 ± 0,4 J∙g–1, maks. temperatur: 61,0 ± 0,3 °C). Sulu fazaya antibakterial maddə kimi 0,15% (w/w) natrium benzoat əlavə edilmişdir.
Qida üçün yararlı oleogellər üçün ən çox istifadə olunan oleogel əmələgətiricilər.
Sxem: ©Perta-Crisan et al., 2023.
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizə sual verin!
UIP2000hdT sonikatoru oleogellərin sənaye istehsalı üçün.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- 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.
Bilməyə dəyər faktlar
Oleogellər nədir? – Oleogellərin tərifi
Gellər maye fazanın daxilində tutulduğu bərk maddəyə bənzər üçölçülü şəbəkədən ibarət kolloid növüdür.
Gel formulaları istehsalında istifadə olunan həllediciyə görə iki əsas sinfə bölünə bilər; maye faza su olduqda hidrogellər, dispersləşmiş maye üzvi həlledici olduqda və orqanogel əmələgətirici ilə strukturlaşdırıldıqda isə orqanogellər (və ya oleogellər) adlanır.
Orqanogellər iki fazadan – gelləşdirici maddədən və üzvi həlledicidən – ibarət, hər iki fazası fasiləsiz olan sistemlər hesab edilən yarımsərt formulalardır. Gelləşdirici maddə orqanogel formulalarında 15%-dən aşağı konsentrasiyalarda istifadə edildikdə öz-özünə yığılan strukturlar yaradan fiziki və kimyəvi çevrilmələrə məruz qala bilər; bu strukturlar bir-birinə dolaşaraq üçölçülü şəbəkə əmələ gətirir. Üzvi həlledici gelləşdirici maddənin şəbəkəsindəki boşluqlarda saxlanılır və hərəkətsizləşdirilir. İstifadə olunan həlledici maye yağdırsa, bu formulalar üçün oleogel termini də uyğundur. Buna görə oleogellər birləşmələrin hidrofobluğu kimi hidrogellərlə uyğun gəlməyən xüsusiyyətlərin araşdırılmasına imkan verir. Oleogellərin əsas üstünlüklərindən biri lipofil bioaktiv birləşmələri daşımaq imkanıdır ki, bu da həm əczaçılıq, həm də qida tətbiqlərində çox faydalıdır. Strukturun və sağlamlıq faydalarının birgə təsiri oleogellərin yeni qida məhsullarında oynaya biləcəyi mühüm rolu dəstəkləyir, çünki onlar bərk yağların sağlam əvəzedicisi kimi çıxış edərək qida məhsulu üçün ideal xüsusiyyətlərə uyğunlaşdırıla bilər.
Yeməli yağları gelləşdirən maddələr molekulyar kütlələrinə əsasən təxmini olaraq iki kateqoriyaya bölünə bilər: aşağı molekulyar kütləli üzvi gelləşdiricilər (LMOGs) və polimer gelləşdiricilər. LMOGs əsasən mumları, sterol əsaslı gelləşdiriciləri, yağ turşusu törəmələrini və monoasilqliserolları əhatə edir.
Oleogellərin geniş istifadə olunduğu sahələrə aşağıdakılar daxildir:
- Qida sənayesi: Oleogellər qida məhsullarında kərə yağı və ya marqarin kimi bərk yağları əvəz etmək və ya onların miqdarını azaltmaq üçün istifadə olunur. Teksturanı, ağızda hissiyyatı və saxlanma sabitliyini yaxşılaşdırmaq üçün onlar çörəyə çəkilən məhsullara, marqarinlərə, çörək-bulka məmulatlarına, qənnadı məmulatlarına və emal olunmuş qidalara daxil edilə bilər. Oleogellər qida formulalarında aromaların, qida maddələrinin və funksional inqrediyentlərin daşıyıcısı kimi də xidmət edə bilər.
- Kosmetika və fərdi qulluq: Kosmetika və fərdi qulluq sənayesində oleogellər dəriyə və saça qulluq üçün müxtəlif məhsullarda istifadə olunur. Nəmləndirmə, yumşaltma və qulluq xüsusiyyətlərini təmin etmək üçün onlar kremlərin, losyonların, balzamların və saç formalaşdırıcı məhsulların tərkibində ola bilər. Oleogellər yağlı hiss yaratmamaq, rahat çəkilmək və aktiv inqrediyentlərin dəriyə və ya saça çatdırılmasını yaxşılaşdırmaq kimi üstünlüklər verir.
- Əczaçılıq: Oleogellər dərman maddələrinin çatdırılması üçün yerli tətbiq formulaları kimi əczaçılıqda istifadə olunur. Onlar məlhəmlər, gellər və transdermal plastırlar üçün əsas kimi xidmət edərək terapevtik maddələrin idarə olunan azad olunmasını və dəridən keçməsinin yaxşılaşdırılmasını təmin edə bilər. Oleogellər əczaçılıq formulalarında uzadılmış azad olunma kinetikası, artırılmış biomənimsənilmə və xəstələrin müalicə rejiminə daha yaxşı riayət etməsi kimi üstünlüklər verir.
- Sənaye və kosmetik sürtkü materialları: Oleogellər metal emalı, mexaniki emal və sürtkü yağlarının hazırlanması kimi sənaye tətbiqlərində sürtkü materialları kimi istifadə olunur. Onlar adi sürtkü materialları ilə müqayisədə yüksək termik sabitlik, oksidləşməyə davamlılıq və üstün yağlama qabiliyyəti kimi üstünlüklər verir. Kosmetik formulalarda oleogellər hamar, yapışmayan teksturalarına və uzunmüddətli yağlama xüsusiyyətlərinə görə intim lubrikantlara və masaj yağlarına daxil edilə bilər.
Hielscher Ultrasonics yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs homogenizatorlarını laboratoriya ölçüsündən başlayaraq sənaye ölçüsünə qədər istehsal edir.