Oleogels: Sonication કેવી રીતે Oleogel ફોર્મ્યુલેશનમાં સુધારો કરે છે

Oleogels એ ઉદ્યોગોની વિશાળ શ્રેણીમાં એપ્લિકેશન સાથે બહુમુખી સામગ્રી છે, જે રચના, સ્થિરતા અને કાર્યક્ષમતાના સંદર્ભમાં અનન્ય લાભો પ્રદાન કરે છે. પ્રોબ-ટાઈપ સોનિકેટર્સનો ઉપયોગ ઓલિઓજેલ્સના સંશ્લેષણ અને પ્રભાવમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે, જે તેમને વિવિધ ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો માટે વધુ યોગ્ય બનાવે છે.

Oleogels શું છે?

ઓલિયોજેલ્સ એ અર્ધ-નક્કર પ્રણાલીઓ છે જે ઓઇલ ફેઝથી બનેલી છે જે ઓલિયોજેલેટર અથવા જેલિંગ એજન્ટ જેવા સ્ટ્રક્ચરિંગ એજન્ટોના ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્કમાં સ્થિર થાય છે. આ સ્ટ્રક્ચરિંગ એજન્ટો તેલમાં જેલ જેવી સુસંગતતા બનાવવામાં મદદ કરે છે, જેના પરિણામે સ્થિર, ફેલાવી શકાય તેવું અને ઘણીવાર પારદર્શક અથવા અર્ધપારદર્શક ઉત્પાદન બને છે. Oleogels ખોરાક, સૌંદર્ય પ્રસાધનો, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ અને ઔદ્યોગિક લુબ્રિકન્ટ્સ સહિત વિવિધ ઉદ્યોગોમાં એપ્લિકેશન શોધે છે, જે ખાદ્ય ઉત્પાદનોમાં ટેક્સચર સુધારણા, સ્કીનકેર વસ્તુઓમાં મોઇશ્ચરાઇઝેશન, ફાર્માસ્યુટિકલ્સમાં નિયંત્રિત ડ્રગ ડિલિવરી અને ઔદ્યોગિક અને કોસ્મેટિક ફોર્મ્યુલેશનમાં ઉન્નત લ્યુબ્રિકેશન ગુણધર્મો જેવા લાભ પ્રદાન કરે છે.
જ્યારે oleogels શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પન્ન થાય છે, જે સોનિકેશન તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયા છે, ત્યારે આ તેલ-આધારિત જેલ્સનું સંશ્લેષણ સુધારેલ છે. નીચે વાંચો કે કેવી રીતે સોનિકેશનની અસરો ઓલિઓજેલ્સની રચનાને સરળ બનાવે છે!

અલ્ટ્રાસોનિક હોમોગ્નાઇઝેશન ઓલિઓજેલ્સની રચનાને સરળ બનાવે છે અને સુધારે છે.

Oleogels ના અલ્ટ્રાસોનિક મિશ્રણ

અલ્ટ્રાસોનિકેશન ઓઇલ તબક્કામાં માળખાકીય એજન્ટોના વિક્ષેપ અને વિતરણને વધારીને ઓલિઓજેલ્સના સંશ્લેષણમાં સુધારો કરી શકે છે. જ્યારે ઉચ્ચ-તીવ્રતાના અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોને ઓલિઓજેલેટર ધરાવતા તેલના મિશ્રણ પર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેઓ એકસમાન મિશ્રણ અને સ્ટ્રક્ચરિંગ એજન્ટોના વિક્ષેપને પ્રોત્સાહન આપે છે, જે વધુ એકરૂપ જેલ નેટવર્ક તરફ દોરી જાય છે. વધુમાં, સોનિકેશન નાના અને વધુ એકસમાન કણોની રચનાને સરળ બનાવી શકે છે, જેના પરિણામે ઝીણી રચના અને ઓલિઓજેલની સ્થિરતામાં સુધારો થાય છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા પેદા થતી પોલાણની અસરો મોટા એકંદરને વિક્ષેપિત કરી શકે છે અને જેલ મેટ્રિક્સની અંદર નાના, વધુ સમાનરૂપે વિખરાયેલા માળખાના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે.

Oleogel સંશ્લેષણ માટે અલ્ટ્રાસોનિક ડાયરેક્ટ ડિસ્પરશન

વિક્ષેપ-ટેમ્પલેટેડ ઓલિઓગેલ: પ્રત્યક્ષ વિક્ષેપ પદ્ધતિ માટે, સોનિકેશનનો ઉપયોગ ઓલિઓજેલેટરને તેના ગલનબિંદુને વટાવી જતા તાપમાને પ્રવાહી તેલમાં સીધા જ વિખેરવા માટે કરવામાં આવે છે, જે ઠંડકના તબક્કા દ્વારા સફળ થાય છે જ્યાં જિલેટર નેટવર્ક મજબૂત બને છે, તેલને ઘન ફ્રેમવર્કમાં સમાવે છે, આમ ઓલિઓજેલ ઉત્પન્ન થાય છે. આ ડાયરેક્ટ અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સિંગ એપ્રોચનો ઉપયોગ કરીને, જિલેશન પ્રક્રિયા બે અલગ-અલગ નેટવર્ક આર્કિટેક્ચર જનરેટ કરી શકે છે, જે ઉપયોગમાં લેવાતા સ્ટ્રક્ચરન્ટની પ્રકૃતિ પર આધારિત છે: સ્ફટિક કન્ફોર્મેશન્સ અથવા સેલ્ફ-એસેમ્બલ નેટવર્ક્સ.

Oleogel સંશ્લેષણ માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રવાહી મિશ્રણ

ઇમલ્સન-ટેમ્પલેટેડ ઓલિઓગેલ: પ્રોબ-ટાઈપ સોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સન ઓલિઓજેલ સિન્થેસિસ માટે ઘણા ફાયદાઓ પ્રદાન કરે છે, મુખ્યત્વે માઇક્રોન- અને નેનો-લેવલ પર કાર્યક્ષમ અને સુસંગત મિશ્રણ પ્રદાન કરીને. ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો તીવ્ર સોનોમેકેનિકલ શીયર ફોર્સ અને એકોસ્ટિક પોલાણ બનાવે છે, જે જલીય તબક્કામાં તેલ અને જિલેટરને એકસરખા કદના ટીપાંમાં તોડી નાખે છે. આ વધુ સ્થિર અને સજાતીય પ્રવાહી મિશ્રણ તરફ દોરી જાય છે, જે ઇચ્છનીય રચના અને માળખાકીય ગુણધર્મો સાથે ઓલિઓજેલ્સની રચના માટે મહત્વપૂર્ણ છે. વધુમાં, sonication ની સ્થાનિક ગરમી અસર તેલ તબક્કામાં જિલેટર્સના વિસર્જન અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને વધારી શકે છે, જેલેશન પ્રક્રિયામાં સુધારો કરી શકે છે. પરિણામે, અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સન ખોરાક, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ અને સૌંદર્ય પ્રસાધનો સહિત વિવિધ એપ્લિકેશનોમાં શ્રેષ્ઠ સ્થિરતા, સુસંગતતા અને પ્રદર્શન સાથે ઓલિઓજેલ્સના ઉત્પાદનની સુવિધા આપે છે.

વોટર-ઇન-ઓલેઓજેલ-ઇન-વોટર ઇમ્યુશનનું અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝેશન

વોટર-ઈન-ઓલીઓજેલ-ઈન-વોટર (ડબલ્યુ/ઓ/ડબલ્યુ) ઇમ્યુશન અસાધારણ કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે જે તેમને ફૂડ એપ્લીકેશન માટે આદર્શ બનાવે છે. દાખલા તરીકે, વોટર-ઇન-ઓલીઓજેલ-ઇન-વોટર ઇમલ્સન પ્રોબાયોટીક્સ પહોંચાડવા અને ખોરાકની સુગંધને સુરક્ષિત કરવા માટે એક મહાન વાહક હોવાનું જણાયું છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશન જલીય અને તૈલી તબક્કાઓને ડબલ ઇમ્યુલેશનમાં અસરકારક રીતે ભેળવે છે, એટલે કે W/O/W ઇમલ્સન. ચરબીયુક્ત ઉત્પાદનોના તેલના ગ્લોબ્યુલ્સમાં જલીય ટીપાંનો સમાવેશ કરવાથી તેમની ચરબીનું પ્રમાણ ઘટે છે. ડબલ્યુ/ઓ/ડબલ્યુ ઇમ્યુલેશનમાં તેલના તબક્કાનું મિશ્રણ માળખાકીય અખંડિતતા પ્રદાન કરે છે અને તેલના તબક્કામાં પાણીના ટીપાંના એકીકરણ જેવી અસ્થિરતાની ઘટનાઓને ઘટાડે છે.
સોનિકેશન પાણી-ઇન-ઓલિઓજેલ-ઇન-વોટર (W/O/W) ઇમ્યુલેશનની રચનામાં ઇમ્યુલેશન ઘટકોના વિક્ષેપ અને એકરૂપીકરણને સરળ બનાવીને મદદ કરી શકે છે. ઉચ્ચ-તીવ્રતા, ઓછી-આવર્તન સોનિકેશન (અંદાજે 20-26kHz ની આવર્તન પર) મોટા ટીપાંને નાના, વધુ સમાન ટીપાંમાં તોડી શકે છે, જે સ્થિર પ્રવાહીની રચનાને પ્રોત્સાહન આપે છે. વધુમાં, સોનીકેશન તેલના તબક્કામાં જલીય ટીપાંના સમાવેશને વધારી શકે છે અને તેલના તબક્કામાં ઓલિઓજેલેટરના વિક્ષેપને સુધારી શકે છે, જે વધુ કાર્યક્ષમ જીલેશન અને પ્રવાહી મિશ્રણની ઉન્નત સ્થિરતા તરફ દોરી જાય છે. વધુમાં, સોનિકેશન ઇમ્યુલશન ટીપાંના કદના વિતરણને નિયંત્રિત કરવામાં મદદ કરી શકે છે, જેના પરિણામે ઇચ્છનીય ગુણધર્મો જેમ કે સુધારેલ ટેક્સચર, માઉથફીલ અને સંવેદનાત્મક લક્ષણો સાથે ઇમ્યુલેશન થાય છે.

વિવિધ પ્રકારની ઓલિઓજેલ-આધારિત ઇમલ્શન સિસ્ટમ્સનું પ્રતિનિધિત્વ કરતી યોજના.
અભ્યાસ અને છબી: ©પિન્ટો એટ અલ., 2021

વૈજ્ઞાનિક રીતે સાબિત: Oleogels ના અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપની અસરકારકતા

નૂનીમ એટ અલ. (2022) ભૌતિક, થર્મલ અને માળખાકીય ગુણધર્મો પર Hielscher sonicator UP200St નો ઉપયોગ કરીને સોનિકેશનની અસરની તપાસ કરી અને કાર્નોબા મીણ (5% અથવા 10%) ની વિવિધ સાંદ્રતાનો ઉપયોગ કરીને તૈયાર કરાયેલ પામ તેલ આધારિત ઓલિઓજેલ્સની સંગ્રહ સ્થિરતાની તપાસ કરવામાં આવી હતી અને તેની તુલના ઓલિઓજેલ્સ સાથે કરવામાં આવી હતી. હોમોજેનાઇઝર (10 મિનિટ માટે 2000 આરપીએમ) સાથે તૈયાર. સોનિકેશનને ઉચ્ચ કાર્નોબા મીણ સાંદ્રતા (10%) સાથે ઓલિઓજેલ્સ તૈયાર કરવાની મંજૂરી આપવામાં આવી છે અને પામ તેલ આધારિત ઓલિઓજેલના ગુણધર્મો અને સ્થિરતામાં અસરકારક રીતે સુધારો થયો છે. < 0.05).

ફૂડ એપ્લિકેશન્સ માટે ઓલેઓગેલ

વેગન મેયોનેઝ માટે ઉત્પાદિત ઓલેઓગેલ માટેનો પ્રોટોકોલ
 
ઓલેઓગેલ પર આધારિત વેગન રસોઈ ક્રીમ
(cf. Szymanska et al., 2024)
 
ઘટકો:

• રેપસીડ તેલ
• પામ તેલ
• અળસીનું તેલ
• કેન્ડીલા મીણ
• સોયા પીણું

ઓલિઓજેલ્સ (100 ગ્રામ) નીચે પ્રમાણે તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા: સૌપ્રથમ, 3-7% કેન્ડીલા મીણ (w/w) ને શુદ્ધ રેપસીડ અને અળસીના તેલના મિશ્રણમાં (1:1 w/w) 80 પર 10 મિનિટ ગરમ કરીને વિખેરવામાં આવ્યું હતું. પાણીના સ્નાનમાં ± 1 °C અને પછી ટાઇટેનિયમ સોનોટ્રોડ S26d7 થી સજ્જ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ હોમોજેનાઇઝર UP200St (Hielscher Ultrasonics) નો ઉપયોગ કરીને 10 s (26 kHz, 72 W, 100% પલ્સ, 100% કંપનવિસ્તાર) માટે સોનિકેશન. સ્પષ્ટ, એકરૂપ મિશ્રણને થર્મોસ્ટેટિક કેબિનેટમાં 24 કલાક માટે 20 ± 1 °C તાપમાને સ્થિર રીતે ઠંડુ કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યાં સુધી યોગ્ય માળખું ન બને ત્યાં સુધી. ઓલિઓજેલ્સ ત્રણ પુનરાવર્તનોમાં મેળવવામાં આવ્યા હતા.
જો તમને મેયોનેઝના અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશનમાં રસ હોય, તો તમને અહીં રેસીપી, વિડિયો અને વિગતવાર માહિતી મળશે!

અલ્ટ્રાસોનિક ઓલિઓગેલનો ઉપયોગ કરીને ક્રીમ-પ્રકારના પ્રવાહી મિશ્રણની તૈયારી

ક્રીમ-પ્રકાર O/W (30/70 w/w) પ્રવાહી મિશ્રણ (100 ગ્રામ) અમારા પ્રારંભિક સંશોધન [38] માં થોડા ફેરફારો સાથે પ્રક્રિયા અનુસાર તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા. જલીય તબક્કો (2.6% ડબલ્યુ/ડબલ્યુ પ્રોટીન ધરાવતું સોયાબીન પીણું) અને લિપિડ તબક્કો (પામ તેલ અથવા ઓલિઓજેલ) બંનેને 55 °C સુધી પહેલાથી ગરમ કરવામાં આવ્યા હતા અને 26 ની આવર્તન સાથે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ હોમોજેનાઇઝર UP200St (Hielscher Ultrasonics) નો ઉપયોગ કરીને તરત જ એકરૂપ થઈ ગયા હતા. kHz નીચેના પરિમાણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો: 100% પલ્સ, 80% કંપનવિસ્તાર, બીકરના મધ્ય ભાગમાં સોનોટ્રોડનું 15 મીમી નિમજ્જન (200 એમએલ ક્ષમતા). 2.5 મિનિટ (τ) નો એકરૂપીકરણ સમય ટેક્નોલોજીકલ પરીક્ષણો અને પ્રારંભિક પરીક્ષણોના પરિણામોના આધારે નક્કી કરવામાં આવ્યો હતો, નમૂનાઓના વધતા તાપમાનને ધ્યાનમાં રાખીને (τ = 2.5 મિનિટ માટે: ઊર્જા ઘનતા: 69.1 ± 0.4 J∙g– 1, મહત્તમ તાપમાન: 61.0 ± 0.3 °C). 0.15% (w/w) નું સોડિયમ બેન્ઝોએટ એન્ટીબેક્ટેરિયલ એજન્ટ તરીકે જલીય તબક્કામાં ઉમેરવામાં આવ્યું હતું.

ફૂડ-ગ્રેડ ઓલિઓજેલ્સ માટે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા ઓલિઓજેલેટર.
સ્કીમ: ©Perta-Crisan et al., 2023.