Oleogels: چگونه فراصوت فرمولاسیون اولئوژل را بهبود می بخشد
اولئوژل ها موادی همه کاره با کاربرد در طیف گسترده ای از صنایع هستند که از نظر بافت، پایداری و عملکرد مزایای منحصر به فردی را ارائه می دهند. با استفاده از سونیکاتور نوع پروب به طور قابل توجهی بهبود سنتز و عملکرد اولئوژل ها, آنها را مناسب تر برای کاربردهای مختلف صنعتی.
اولئوژل ها چیست؟
اولئوژل ها سیستم های نیمه جامد هستند که از یک فاز نفتی تشکیل شده اند که در یک شبکه سه بعدی از عوامل ساختاری مانند اولئوژلاتورها یا عوامل ژل کننده تثبیت شده اند. این عوامل ساختاری به ایجاد قوام ژل مانند در روغن ها کمک می کنند و در نتیجه محصولی پایدار، قابل پخش و اغلب شفاف یا شفاف ایجاد می کنند. اولئوژل ها در صنایع مختلف از جمله مواد غذایی، آرایشی، دارویی و روان کننده های صنعتی کاربردهایی پیدا می کنند و مزایایی مانند بهبود بافت در محصولات غذایی، مرطوب سازی در اقلام مراقبت از پوست، تحویل کنترل شده دارو در داروها و افزایش خواص روانکاری در فرمولاسیون های صنعتی و آرایشی را ارائه می دهند.
هنگامی که اولئوژل ها با استفاده از امواج اولتراسوند قدرتمند تولید می شوند، فرآیندی که به عنوان فراصوت شناخته می شود، سنتز این ژل های مبتنی بر روغن بهبود می یابد. در زیر بخوانید که چگونه اثرات فراصوت تسهیل تشکیل oleogels!
Sonicator UP400ST برای تهیه اولئوژل ها.
همگن سازی اولتراسونیک تسهیل و بهبود فرمولاسیون oleogels.
مخلوط کردن التراسونیک از Oleogels
امواج فراصوت می تواند سنتز اولئوژل ها را با افزایش پراکندگی و توزیع عوامل ساختار در فاز روغن بهبود بخشد. هنگامی که امواج اولتراسوند با شدت بالا به مخلوط روغن حاوی اولئوژلاتورها اعمال می شود، باعث اختلاط یکنواخت و پراکندگی عوامل ساختاری می شود و منجر به یک شبکه ژل همگن تر می شود. علاوه بر این، فراصوت می تواند تشکیل ذرات کوچکتر و یکنواخت تر را تسهیل کند، و در نتیجه بافت ظریف تر و بهبود ثبات oleogel. اثرات کاویتاسیون تولید شده توسط سونوگرافی می تواند سنگدانه های بزرگتر را مختل کرده و باعث تشکیل کوچکتر و ساختارهای پراکنده تر به طور مساوی در ماتریس ژل شود.
پراکندگی مستقیم التراسونیک برای سنتز Oleogel
پراکندگی-الگودار اولئوگل: برای روش پراکندگی مستقیم، فراصوت استفاده می شود برای پراکنده oleogelator به طور مستقیم به روغن مایع در دمای بیش از نقطه ذوب آن، موفق توسط یک فاز خنک کننده که در آن شبکه gelator جامد می شود، محصور کردن نفت در یک چارچوب جامد، در نتیجه تولید oleogel. با استفاده از این رویکرد پراکندگی اولتراسونیک مستقیم، فرآیند ژل شدن می تواند دو معماری شبکه متمایز را تولید کند، مشروط به ماهیت ساختار مورد استفاده: ترکیبات کریستالی یا شبکه های خود مونتاژ.
امولسیون التراسونیک برای سنتز Oleogel
اولئوژل الگودار امولسیون: امولسیون اولتراسونیک با استفاده از فراصوت پروب نوع ارائه می دهد مزایای متعددی برای سنتز oleogel، در درجه اول با ارائه مخلوط کارآمد و سازگار در میکرون- و نانو سطح. امواج اولتراسونیک با شدت بالا نیروهای برشی سونومکانیکی شدید و کاویتاسیون صوتی ایجاد می کنند که روغن و ژلاتور را در فاز آبی به قطرات با اندازه یکنواخت تجزیه می کند. این منجر به امولسیون پایدارتر و همگن تر می شود که برای تشکیل اولئوژل هایی با بافت و خواص ساختاری مطلوب مهم است. علاوه بر این، اثر گرمایش موضعی فراصوت می تواند انحلال و تعامل ژلاتورها را در فاز روغن افزایش دهد و روند ژل شدن را بهبود بخشد. در نتیجه، امولسیون اولتراسونیک تولید اولئوژل ها را با پایداری، قوام و عملکرد برتر در کاربردهای مختلف از جمله مواد غذایی، دارویی و آرایشی تسهیل می کند.
هموژنایزر اولتراسونیک برای فرمولاسیون اولئوژل در تولید با توان بالا.
همگن سازی التراسونیک از امولسیون های آب در Oleogel-In-Water
امولسیون های آب در اولئوژل در آب (W/O/W) عملکردهای استثنایی را ارائه می دهند که آنها را برای کاربردهای غذایی ایده آل می کند. به عنوان مثال، امولسیون های Water-In-Oleogel-In-Water یک حامل عالی برای ارائه پروبیوتیک ها و محافظت از رایحه های غذایی هستند. امولسیون اولتراسونیک به طور موثر فازهای آبی و روغنی را به امولسیون های دوگانه، یعنی امولسیون های W / O / W مخلوط می کند. ترکیب قطرات آبی در گلبول های نفتی محصولات چرب باعث کاهش محتوای چربی آنها می شود. ژل شدن فاز روغن در امولسیون های W/O/W یکپارچگی ساختاری را ایجاد می کند و رویدادهای بی ثباتی مانند ادغام قطرات آب در فاز روغن را کاهش می دهد.
فراصوت می تواند در فرمولاسیون امولسیون های آب در اولئوژل در آب (W / O / W) با تسهیل پراکندگی و همگن سازی اجزای امولسیون کمک کند. شدت بالا، فراصوت فرکانس پایین (در فرکانس های تقریبا 20-26kHz) می تواند قطرات بزرگتر را به قطرات کوچکتر و یکنواخت تر شکسته و ترویج تشکیل امولسیون های پایدار. علاوه بر این، فراصوت می تواند افزایش ترکیب قطرات آبی به فاز نفت و بهبود پراکندگی oleogelator در فاز نفت، منجر به ژل شدن کارآمد تر و افزایش ثبات امولسیون. علاوه بر این، فراصوت می تواند کمک به کنترل توزیع اندازه قطرات امولسیون و در نتیجه امولسیون هایی با خواص مطلوب مانند بهبود بافت، احساس دهان و ویژگی های حسی.
طرح نمایش انواع مختلف سیستم های امولسیون مبتنی بر اولئوژل
مطالعه و تصویر: ©پینتو و همکاران، 2021
علمی اثبات شده: اثربخشی پراکندگی اولتراسونیک از Oleogels
Noonim و همکاران (2022) اثر فراصوت با استفاده از سونیکاتور Hielscher UP200St بر خواص فیزیکی، حرارتی، ساختاری و پایداری ذخیره سازی اولئوژل های مبتنی بر روغن پالم تهیه شده با غلظت های مختلف موم کارنوبا (5٪ یا 10٪) مورد بررسی قرار گرفتند و با اولئوژل های تهیه شده با هموژنایزر (2000 دور در دقیقه به مدت 10 دقیقه) مقایسه شدند. فراصوت امکان تهیه اولئوژل هایی با غلظت بالاتر موم کارنوبا (10 درصد) را فراهم کرد و به طور موثری خواص و پایداری اولئوژل بر پایه روغن پالم را بهبود بخشید (05/0>p). < 0.05).
Oleogel برای کاربردهای غذایی
پروتکل اولئوژل تولید شده برای سس مایونز وگان
کرم آشپزی وگان بر پایه اولئوژل
(cf. Szymanska و همکاران، 2024)
مواد:
- روغن کلزا
- روغن نخل
- روغن بزرک
- موم کندلیلا
- نوشیدنی سویا
اولئوژل ها (100 گرم) به شرح زیر تهیه شدند: در مرحله اول، 3-7٪ موم کندلیلا (w/w) در مخلوطی از روغن کلزا و بذر کتان تصفیه شده (1: 1 w/w) با حرارت دادن به مدت 10 دقیقه در دمای 80 ± 1 درجه سانتیگراد در حمام آب و سپس فراصوت برای 10 ثانیه (26 کیلوهرتز، 72 وات، 100٪ پالس، 100٪ دامنه) با استفاده از هموژنایزر اولتراسوند UP200St (Hielscher Ultrasonics) پراکنده شد. مجهز به سونوترود تیتانیوم S26d7. مخلوط شفاف و همگن به مدت 24 ساعت در دمای 20 ± 1 درجه سانتی گراد در یک کابینت ترموستاتیک خنک شد تا ساختار مناسب شکل بگیرد. اولئوژل ها در سه تکرار به دست آمدند.
اگر به امولسیون اولتراسونیک سس مایونز علاقه مند هستید ، دستور العمل ، فیلم و اطلاعات دقیق را در اینجا پیدا خواهید کرد!
تهیه امولسیون های کرمی با استفاده از اولئوژل اولتراسونیک
امولسیون های O / W نوع کرم (30/70 w/w) (100 گرم) طبق روش در تحقیقات اولیه ما تهیه شدند [38] با تغییرات جزئی. هر دو فاز آبی (نوشیدنی سویا حاوی 2.6٪ w/w پروتئین) و یک فاز چربی (روغن پالم یا oleogel) تا 55 درجه سانتیگراد از قبل گرم شدند و بلافاصله با استفاده از هموژنایزر اولتراسوند UP200St (Hielscher Ultrasonics) با فرکانس 26 کیلوهرتز. از پارامترهای زیر استفاده شد: 100 درصد پالس ، دامنه 80 درصد ، غوطه وری 15 میلی متر سونوترود در قسمت مرکزی لیوان (ظرفیت 200 میلی لیتر). زمان همگن سازی 5/2 دقیقه (τ) بر اساس نتایج آزمایش های تکنولوژیکی و آزمایش های مقدماتی با در نظر گرفتن افزایش دمای نمونه ها تعیین شد (برای τ = 2.5 دقیقه: چگالی انرژی: 69.1 ± 0.4 J∙g-1، حداکثر دما: 61.0 ± 0.3 درجه سانتی گراد). بنزوات سدیم 15/0 درصد (وزنی/وزنی) به عنوان عامل ضد باکتری به فاز آبی اضافه شد.
متداول ترین اولئوژلاتورها برای اولئوژل های درجه غذایی استفاده می شوند.
طرح: ©پرتا-کریسان و همکاران، 2023.
تماس با ما! / از ما بپرسید!
Sonicator UIP2000hdT برای تولید صنعتی اولئوژل ها.
ادبیات / منابع
- 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.
حقایقی که ارزش دانستن دارند
اولئوژل ها چیست؟ – تعریفی از اولئوژل ها
ژل ها نوعی کلوئید را نشان می دهند که از یک شبکه سه بعدی جامد مانند تشکیل شده است که در آن یک فاز مایع به دام می افتد.
فرمولاسیون ژل را می توان با توجه به حلال مورد استفاده برای تولید آنها به دو کلاس اصلی تقسیم کرد. هیدروژل ها به موردی گفته می شود که فاز مایع آب است و ارگانوژل ها (یا اولئوژل ها) زمانی که مایع پراکنده یک حلال آلی باشد و توسط یک ارگانوژلاتور ساختار یافته باشد.
ارگانوژل ها فرمولاسیون های نیمه سفت و سخت هستند که سیستم های دو پیوسته در نظر گرفته می شوند و از دو فاز تشکیل شده اند: ژلاتور و حلال آلی. ژلاتور، هنگامی که در فرمولاسیون ارگانوژل ها در غلظت ها استفاده می شود <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.
صنایعی که معمولا از اولئوژل ها استفاده می شود، عبارتند از:
- صنایع غذایی: اولئوژل ها در محصولات غذایی برای جایگزینی یا کاهش محتوای چربی های جامد مانند کره یا مارگارین استفاده می شوند. آنها را می توان در اسپردها، مارگارین، محصولات نانوایی، شیرینی پزی و غذاهای فرآوری شده برای بهبود بافت، احساس دهان و پایداری قفسه گنجاند. اولئوژل ها همچنین می توانند به عنوان حامل طعم دهندگان، مواد مغذی و مواد کاربردی در فرمولاسیون مواد غذایی عمل کنند.
- لوازم آرایشی و مراقبت شخصی: در صنعت آرایشی و بهداشتی و مراقبت شخصی، اولئوژل ها در محصولات مختلف مراقبت از پوست و مراقبت از مو استفاده می شوند. آنها را می توان در کرم ها، لوسیون ها، مومیایی کننده ها و محصولات حالت دهنده مو یافت تا خواص مرطوب کننده، نرم کننده و تهویه دهنده را ارائه دهند. اولئوژل ها مزایایی مانند عدم چربی، استفاده صاف و افزایش رساندن مواد فعال به پوست یا مو را ارائه می دهند.
- دارو: اولئوژل ها کاربردهای دارویی به عنوان فرمولاسیون های موضعی برای دارورسانی دارند. آنها می توانند به عنوان پایه ای برای پمادها، ژل ها و تکه های ترانس درمال عمل کنند و انتشار کنترل شده و نفوذ بهتر عوامل درمانی را از طریق پوست فراهم کنند. اولئوژل ها مزایایی مانند سینتیک رهش طولانی مدت، فراهمی زیستی افزایش یافته و بهبود انطباق بیمار در فرمولاسیون های دارویی را ارائه می دهند.
- روان کننده های صنعتی و آرایشی و بهداشتی: اولئوژل ها به عنوان روان کننده در کاربردهای صنعتی مانند فلزکاری، ماشینکاری و گریس های روان کننده استفاده می شوند. آنها مزایایی مانند پایداری حرارتی بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون و روانکاری برتر را در مقایسه با روان کننده های معمولی ارائه می دهند. در فرمولاسیون های آرایشی، اولئوژل ها را می توان به دلیل بافت صاف، غیر چسبنده و خاصیت روانکاری طولانی مدت در روان کننده های شخصی و روغن های ماساژ گنجاند.
Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.