Oleogels: Hogyan javítja az ultrahangos kezelés az oleogel készítményeket
Az oleogelek sokoldalú anyagok, amelyek számos iparágban alkalmazhatók, és egyedülálló előnyöket kínálnak a textúra, a stabilitás és a funkcionalitás szempontjából. A szonda típusú szondák használata jelentősen javítja az oleogelek szintézisét és teljesítményét, így alkalmasabbá teszi őket különböző ipari alkalmazásokra.
Mik azok az Oleogelek?
Az oleogelek félig szilárd rendszerek, amelyek strukturáló anyagok, például oleogelátorok vagy zselésítő anyagok háromdimenziós hálózatában immobilizált olajfázisból állnak. Ezek a strukturálószerek segítenek gélszerű konzisztenciát létrehozni az olajokban, ami stabil, kenhető és gyakran átlátszó vagy áttetsző terméket eredményez. Az Oleogels különböző iparágakban alkalmazható, beleértve az élelmiszeripart, a kozmetikumokat, a gyógyszereket és az ipari kenőanyagokat, és olyan előnyöket kínál, mint az élelmiszerek textúrájának javítása, a bőrápolási termékek hidratálása, a gyógyszerek ellenőrzött gyógyszeradagolása és az ipari és kozmetikai készítmények fokozott kenési tulajdonságai.
Amikor az oleogeleket erős ultrahanghullámokkal állítják elő, az ultrahangos kezelés néven ismert folyamatot, ezeknek az olaj alapú géleknek a szintézise javul. Olvassa el alább, hogy az ultrahangos hatások hogyan könnyítik meg az oleogelek kialakulását!
Sonicator UP400ST oleogelek előállításához.
Az ultrahangos homogneizáció megkönnyíti és javítja az oleogelek képződését.
Az oleogelek ultrahangos keverése
Az ultrahangos kezelés javíthatja az oleogelek szintézisét azáltal, hogy fokozza a strukturálószerek diszperzióját és eloszlását az olajfázisban. Amikor nagy intenzitású ultrahanghullámokat alkalmaznak az oleogelátorokat tartalmazó olajkeverékre, elősegítik a strukturálószerek egyenletes keverését és diszperzióját, ami homogénebb gélhálózathoz vezet. Továbbá, szonikálás megkönnyítheti a kisebb és egységesebb részecskék kialakulását, ami finomabb textúrát és jobb stabilitást eredményez az oleogelben. Az ultrahang által generált kavitációs hatások megzavarhatják a nagyobb aggregátumokat, és elősegíthetik a kisebb, egyenletesebben elosztott struktúrák kialakulását a gélmátrixban.
Ultrahangos közvetlen diszperzió oleogel szintézishez
Diszperziós sablonos oleogel: A közvetlen diszperziós módszerhez szonikálást alkalmaznak az oleogelátor diszpergálására közvetlenül a folyékony olajba az olvadáspontját meghaladó hőmérsékleten, amelyet egy hűtési fázis követ, ahol a zselátor hálózat megszilárdul, az olajat szilárd keretbe zárja, így az oleogel. Ezt a közvetlen ultrahangos diszpergáló megközelítést alkalmazva a gélezési folyamat két különálló hálózati architektúrát hozhat létre, az alkalmazott strukturáló jellegétől függően: kristályos konformációk vagy önszerelt hálózatok.
Ultrahangos emulzió oleogel szintézishez
Emulziós sablonos oleogel: A szondás ultrahangos kezeléssel előállított ultrahangos emulzió számos előnyt kínál az oleogél-szintézishez, elsősorban azáltal, hogy mikron- és nanoszintű hatékony és egyenletes keverést biztosít. A nagy intenzitású ultrahanghullámok erős szonomechanikai nyíróerőket és akusztikus kavitációt hoznak létre, amelyek a vizes fázisban lévő olajat és gélképző anyagot egyenletes méretű cseppekre bontják. Ez stabilabb és homogénebb emulziót eredményez, ami fontos a kívánt textúrájú és szerkezeti tulajdonságokkal rendelkező oleogélek kialakulásához. Ezen felül az ultrahangkezelés helyi melegítő hatása fokozhatja a gélképző anyagok oldódását és kölcsönhatását az olajfázisban, javítva ezzel a gélképződési folyamatot. Következésképpen az ultrahangos emulgeálás elősegíti olyan oleogélek előállítását, amelyek kiváló stabilitással, konzisztenciával és teljesítménnyel rendelkeznek különböző alkalmazási területeken, beleértve az élelmiszeripart, a gyógyszeripart és a kozmetikai ipart.
Ultrahangos homogenizátor oleogel formulációhoz nagy áteresztőképességű termelésben.
Ultrahangos homogenizálása víz-oleogel-vízben emulziók
A Water-In-Oleogel-In-Water (W/O/W) emulziók kivételes funkciókat kínálnak, amelyek ideálissá teszik őket élelmiszeripari alkalmazásokhoz. Például a Water-In-Oleogel-In-Water emulziók nagyszerű hordozónak bizonyultak a probiotikumok szállítására és az élelmiszer-aromák megőrzésére. Az ultrahangos emulgeálás hatékonyan keveri a vizes és olajos fázisokat kettős emulziókba, azaz W / O / W emulziókba. A vizes cseppek beépítése a zsíros termékek olajgömböcskéibe csökkenti azok zsírtartalmát. Az olajfázis gélezése W / O / W emulziókban szerkezeti integritást biztosít, és enyhíti a destabilizációs eseményeket, például a vízcseppek összeolvadását az olajfázisban.
Az ultrahangos kezelés segíthet a víz-az-oleogel-vízben (W / O / W) emulziók megfogalmazásában azáltal, hogy megkönnyíti az emulziós komponensek diszperzióját és homogenizálását. Nagy intenzitású, alacsony frekvenciájú szonikáció (kb. 20-26kHz) a nagyobb cseppeket kisebb, egyenletesebb cseppekké bonthatja, elősegítve a stabil emulziók kialakulását. Ezenkívül az ultrahangos kezelés fokozhatja a vizes cseppek beépítését az olajfázisba, és javíthatja az oleogelátor diszperzióját az olajfázisban, ami hatékonyabb gélezéshez és az emulzió fokozott stabilitásához vezet. Továbbá, szonikálás segíthet az emulziós cseppek méreteloszlásának szabályozásában, ami olyan emulziókat eredményez, amelyek kívánatos tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például a jobb textúra, szájérzet és érzékszervi tulajdonságok.
Különböző típusú oleogel alapú emulziós rendszerek ábrázolási rendszere.
Tanulmány és kép: ©Pinto et al., 2021
Tudományosan bizonyított: az oleogelek ultrahangos diszperziójának hatékonysága
Noonim et al. (2022) megvizsgálta az ultrahangos kezelés hatását a Hielscher ultrahangos készülékkel UP200St a karnaubaviasz különböző koncentrációival (5% vagy 10%) előállított pálmaolaj alapú oleogelek fizikai, termikus és szerkezeti tulajdonságaira és tárolási stabilitására, megvizsgáltuk és összehasonlítottuk homogenizátorral készített oleogelekkel (2000 fordulat / perc 10 percig). Az ultrahangos kezelés lehetővé tette a magasabb karnaubaviasz-koncentrációjú oleogelek előállítását (10%), és hatékonyan javította a pálmaolaj alapú oleogel tulajdonságait és stabilitását (p < 0.05).
Oleogel élelmiszeripari alkalmazásokhoz
Protokoll vegán majonézhez készített oleogelhez
Vegán kulináris krém Oleogel alapú
(vö. Szymanska et al., 2024)
Hozzávalók:
- repceolaj
- pálmaolaj
- lenolaj
- kandelilla viasz
- szója ital
Az oleogeleket (100 g) az alábbiak szerint állítottuk elő: Először 3–7% kandelillaviaszt (tömeg / tömeg) diszpergáltunk finomított repce- és lenmagolajok keverékében (1: 1 w / w) 10 percig 80 ± 1 ° C-on vízfürdőben, majd ultrahangos kezelésben 10 másodpercig (26 kHz, 72 W, 100% impulzus, 100% amplitúdó) az ultrahangos homogenizátor segítségével UP200St (Hielscher Ultrasonics), felszerelt titán sonotrode S26d7. A tiszta, homogén keveréket termosztatikus szekrényben statikusan lehűtöttük 24 órán át 20 ± 1 °C-on, amíg kialakult a megfelelő szerkezet. Az oleogeleket három ismétlésben kaptuk meg.
Ha érdekli a majonéz ultrahangos emulgeálása, receptet, videót és részletes információkat talál itt!
Krém típusú emulziók készítése ultrahangos oleogel segítségével
Krém típusú O/W (30/70 w/w) emulziókat (100 g) állítottunk elő az előzetes kutatásunkban [38] leírt eljárásnak megfelelően, kisebb módosításokkal. Mind a vizes fázist (szójabab ital, amely 2,6 tömeg% fehérjét tartalmaz), mind a lipid fázist (pálmaolaj vagy oleogel) előmelegítettük 55 ° C-ra, és azonnal homogenizáltuk az ultrahangos homogenizátor segítségével UP200St (Hielscher Ultrasonics) 26 kHz frekvenciával. A következő paramétereket használtuk: 100% impulzus, 80% amplitúdó, a sonotrode 15 mm-es merítése a főzőpohár középső részén (200 ml kapacitás). A 2,5 perces (τ) homogenizációs időt a technológiai tesztek és az előzetes tesztek eredményei alapján határoztuk meg, figyelembe véve a minták növekvő hőmérsékletét (τ = 2,5 perc esetén: energiasűrűség: 69,1 ± 0,4 J∙g–1, max. hőmérséklet: 61,0 ± 0,3 °C). 0,15% (tömeg / tömeg) nátrium-benzoátot adtunk a vizes fázishoz antibakteriális szerként.
A leggyakrabban használt oleogelátorok élelmiszer-minőségű oleogelekhez.
Rendszer: ©Perta-Crisan et al., 2023.
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
Sonicator UIP2000hdT oleogelek ipari előállítására.
Irodalom / Hivatkozások
- 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.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Mik azok az Oleogelek? – Az oleogelek meghatározása
A gélek egyfajta kolloidot képviselnek, amely egy szilárdszerű háromdimenziós hálózatból áll, amelyben egy folyadékfázis csapdába esik.
A gélkészítmények az előállításukhoz használt oldószer szerint két fő osztályba sorolhatók; A hidrogélek arra az esetre utalnak, amikor a folyékony fázis víz, és organogelek (vagy oleogelek), amikor a diszpergált folyadék szerves oldószer, és organogelátor strukturálja.
Az organogélek félmerev készítmények, amelyeket kétfázisú rendszereknek tekintenek, és két fázisból állnak: a gélképzőből és a szerves oldószerből. A gélképző anyag, ha az organogélek készítményében 15%-nál alacsonyabb koncentrációban használják, fizikai és kémiai átalakulásokon mehet keresztül, amelyek önszerveződő struktúrákat hoznak létre; ezek a struktúrák egymásba fonódnak, háromdimenziós hálót alkotva. A szerves oldószer a gélképző hálózat réseiben marad meg és rögzül. Ha a felhasznált oldószer folyékony olaj, akkor ezekre a készítményekre az oleogél kifejezés is megfelelő. Ezért az oleogélek lehetővé teszik olyan tulajdonságok feltárását, amelyekkel a hidrogélek nem kompatibilisek, például a vegyületek hidrofób jellegét. Az oleogélek egyik fő előnye, hogy képesek lipofil bioaktív vegyületeket hordozni, ami mind a gyógyszeripari, mind az élelmiszeripari alkalmazásokban nagy hasznosságú. A szerkezet és az egészségügyi előnyök együttes hatása alátámasztja az oleogélek új élelmiszeripari termékekben betöltött fontos szerepét, mivel azok úgy alakíthatók ki, hogy megfeleljenek az élelmiszeripari termékek ideális tulajdonságainak, és így a szilárd zsírok egészséges helyettesítőjeként szolgálhatnak.
Az étkezési olajokat gélesítő anyagok molekulatömegük alapján nagyjából két kategóriába sorolhatók: alacsony molekulatömegű szerves gélesítők (LMOG-ok) és polimer gélesítők. Az LMOG-ok közé főként viaszok, szterol-alapú gélesítők, zsírsav-származékok és monoacilglicerinek tartoznak.
Az iparágak, ahol az oleogeleket általában használják, a következők:
- Élelmiszeripar: Az oleogeleket élelmiszerekben használják a szilárd zsírok, például vaj vagy margarin tartalmának helyettesítésére vagy csökkentésére. Beépíthetők kenhető termékekbe, margarinokba, pékárukba, édességekbe és feldolgozott élelmiszerekbe, hogy javítsák a textúrát, a szájérzetet és a polc stabilitását. Az oleogelek az ízek, tápanyagok és funkcionális összetevők hordozói is lehetnek az élelmiszer-készítményekben.
- Kozmetika és testápolás: A kozmetikai és testápolási iparban az oleogeleket különböző bőr- és hajápolási termékekben használják. Megtalálhatók krémekben, testápolókban, balzsamokban és hajformázó termékekben, hogy hidratáló, lágyító és kondicionáló tulajdonságokat biztosítsanak. Az Oleogels olyan előnyöket kínál, mint a zsírmentesség, a sima alkalmazás és a hatóanyagok fokozott szállítása a bőrre vagy a hajra.
- Gyógyszerek: Az oleogelek gyógyszerészeti alkalmazásokkal rendelkeznek, mint helyi készítmények a gyógyszeradagoláshoz. Ezek kenőcsök, gélek és transzdermális tapaszok alapjául szolgálhatnak, szabályozott felszabadulást és a terápiás szerek bőrön keresztüli jobb behatolását biztosítva. Az oleogelek olyan előnyöket kínálnak, mint a retard kinetika, a fokozott biológiai hozzáférhetőség és a betegek jobb megfelelősége a gyógyszerkészítményekben.
- Ipari és kozmetikai kenőanyagok: Az oleogeleket kenőanyagként használják ipari alkalmazásokban, például fémmegmunkálásban, megmunkálásban és kenőzsírokban. Olyan előnyöket kínálnak, mint a magas hőstabilitás, az oxidációval szembeni ellenállás és a kiváló kenőképesség a hagyományos kenőanyagokhoz képest. A kozmetikai készítményekben az oleogelek beépíthetők a személyi kenőanyagokba és masszázsolajokba sima, nem ragadós textúrájuk és hosszan tartó kenési tulajdonságaik miatt.
Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.