Oleogels. Ինչպես Sonication-ը բարելավում է Oleogel ձևակերպումները
Oleogels-ը բազմակողմանի նյութեր են, որոնք կիրառվում են արդյունաբերության լայն շրջանակում, որոնք առաջարկում են յուրահատուկ առավելություններ հյուսվածքի, կայունության և ֆունկցիոնալության առումով: Զոնդի տիպի sonicators-ի օգտագործումը զգալիորեն բարելավում է օլեոգելների սինթեզը և կատարումը՝ դրանք ավելի հարմար դարձնելով տարբեր արդյունաբերական կիրառությունների համար:
Ի՞նչ են օլեոգելները:
Օլեոգելները կիսապինդ համակարգեր են, որոնք կազմված են յուղային փուլից, որն անշարժացված է կառուցվածքային նյութերի եռաչափ ցանցի մեջ, ինչպիսիք են օլեոգելատորները կամ գելացնող նյութերը: Այս կառուցվածքային նյութերը օգնում են յուղերի մեջ ստեղծել գելման հետևողականություն, ինչը հանգեցնում է կայուն, տարածվող և հաճախ թափանցիկ կամ կիսաթափանցիկ արտադրանքի: Oleogels-ը կիրառություն է գտնում տարբեր ոլորտներում, ներառյալ սննդամթերքը, կոսմետիկան, դեղագործությունը և արդյունաբերական քսանյութերը, որոնք առաջարկում են առավելություններ, ինչպիսիք են սննդամթերքի հյուսվածքի բարելավումը, մաշկի խնամքի պարագաների խոնավացումը, դեղագործության մեջ դեղերի վերահսկվող առաքումը և արդյունաբերական և կոսմետիկ ձևակերպումներում քսելու հատկությունները:
Երբ օլեոգելները արտադրվում են հզոր ուլտրաձայնային ալիքների միջոցով, գործընթաց, որը հայտնի է որպես հնչյունավորում, նավթի վրա հիմնված այս գելերի սինթեզը բարելավվում է: Կարդացեք ստորև, թե ինչպես են արտանետման ազդեցությունը նպաստում օլեոգելների ձևավորմանը:
Sonicator UP400St օլեոգելների պատրաստման համար։
Ուլտրաձայնային հոմոգնիզացումը հեշտացնում և բարելավում է օլեոգելների ձևավորումը:
Օլեոգելների ուլտրաձայնային խառնուրդ
Ultrasonication-ը կարող է բարելավել օլեոգելների սինթեզը՝ ուժեղացնելով կառուցվածքային նյութերի ցրումը և բաշխումը նավթային փուլում: Երբ բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ալիքները կիրառվում են օլեոգելատորներ պարունակող նավթային խառնուրդի վրա, դրանք նպաստում են կառուցվածքային նյութերի միատեսակ խառնմանը և ցրմանը, ինչը հանգեցնում է ավելի համասեռ գելային ցանցի: Բացի այդ, sonication-ը կարող է հեշտացնել ավելի փոքր և միատեսակ մասնիկների ձևավորումը, ինչը հանգեցնում է ավելի նուրբ հյուսվածքի և օլեոգելի կայունության բարելավմանը: Ուլտրաձայնի արդյունքում առաջացած կավիտացիոն էֆեկտները կարող են խաթարել ավելի մեծ ագրեգատները և նպաստել գել մատրիցի ներսում ավելի փոքր, ավելի հավասարաչափ ցրված կառույցների ձևավորմանը:
Ուլտրաձայնային ուղիղ ցրում օլեոգելի սինթեզի համար
Dispersion-Templated Oleogel: Ուղիղ ցրման մեթոդի համար օգտագործվում է sonication՝ օլեոգելատորը ուղղակիորեն հեղուկ յուղի մեջ ցրելու համար՝ դրա հալման կետը գերազանցող ջերմաստիճանում, որին հաջորդում է սառեցման փուլը, որտեղ ժելատորի ցանցը ամրանում է՝ ներփակելով յուղը պինդ շրջանակում, այդպիսով ստացվում է օլեոգելը: Օգտագործելով այս ուղղակի ուլտրաձայնային ցրման մոտեցումը, գելացման գործընթացը կարող է առաջացնել երկու հստակ ցանցային ճարտարապետություն՝ կախված օգտագործվող կառուցվածքային նյութի բնույթից՝ բյուրեղային կոնֆորմացիաներ կամ ինքնուրույն հավաքված ցանցեր:
Ուլտրաձայնային էմուլսիա օլեոգելի սինթեզի համար
Էմուլսիայի կաղապարով Oleogel: Ուլտրաձայնային էմուլսիան, օգտագործելով զոնդի տիպի sonication, մի քանի առավելություններ է տալիս օլեոգելի սինթեզի համար, հիմնականում՝ ապահովելով արդյունավետ և հետևողական խառնում միկրո և նանո մակարդակներում: Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ալիքները ստեղծում են ինտենսիվ սոնոմեխանիկական կտրող ուժեր և ակուստիկ կավիտացիա, որոնք ջրային փուլում քայքայում են նավթը և գելատորը միատեսակ չափի կաթիլների: Սա հանգեցնում է ավելի կայուն և համասեռ էմուլսիայի, որը կարևոր է ցանկալի հյուսվածքով և կառուցվածքային հատկություններով օլեոգելների ձևավորման համար: Բացի այդ, sonication-ի տեղայնացված տաքացման էֆեկտը կարող է ուժեղացնել գելատորների տարրալուծումը և փոխազդեցությունը նավթային փուլում՝ բարելավելով ժելացման գործընթացը: Հետևաբար, ուլտրաձայնային էմուլսիան հեշտացնում է օլեոգելների արտադրությունը բարձր կայունությամբ, հետևողականությամբ և արդյունավետությամբ տարբեր կիրառություններում, ներառյալ սննդամթերքը, դեղագործությունը և կոսմետիկան:
Ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր օլեոգելի ձևավորման համար բարձր արտադրողականության արտադրության մեջ:
Ջուր-Օլեոգել-Ջրի մեջ էմուլսիաների ուլտրաձայնային հոմոգենացում
Water-In-Oleogel-In-Water (W/O/W) էմուլսիաներն առաջարկում են բացառիկ գործառույթներ, որոնք դրանք դարձնում են իդեալական սննդի օգտագործման համար: Օրինակ, Water-In-Oleogel-In-Water էմուլսիան պարզվել է, որ հիանալի կրող է պրոբիոտիկներ մատակարարելու և սննդի բույրերը պաշտպանելու համար: Ուլտրաձայնային էմուլսացումը արդյունավետորեն միախառնում է ջրային և յուղոտ փուլերը կրկնակի էմուլսիաների, այսինքն՝ W/O/W էմուլսիաների: Ջրային կաթիլները ճարպային մթերքների յուղագնդերի մեջ նվազեցնում են դրանց յուղայնությունը: W/O/W էմուլսիաներում նավթային փուլի ժելավորումը հաղորդում է կառուցվածքային ամբողջականություն և մեղմացնում ապակայունացման իրադարձությունները, ինչպիսիք են ջրի կաթիլների միաձուլումը նավթային փուլում:
Sonication-ը կարող է օգնել Water-In-Oleogel-In-Water (W/O/W) էմուլսիաների ձևավորմանը` հեշտացնելով էմուլսիայի բաղադրիչների ցրումը և համասեռացումը: Բարձր ինտենսիվության, ցածր հաճախականության ձայնային արտանետումը (մոտ 20-26 կՀց հաճախականությամբ) կարող է ավելի մեծ կաթիլները բաժանել փոքր, ավելի միատեսակ կաթիլների՝ նպաստելով կայուն էմուլսիաների առաջացմանը: Բացի այդ, sonication-ը կարող է ուժեղացնել ջրային կաթիլների ընդգրկումը յուղային փուլում և բարելավել օլեոգելատորի ցրումը նավթի փուլում՝ հանգեցնելով ավելի արդյունավետ ժելացման և էմուլսիայի ուժեղացված կայունության: Ավելին, sonication-ը կարող է օգնել վերահսկել էմուլսիայի կաթիլների չափերի բաշխումը, ինչը հանգեցնում է էմուլսիաների ցանկալի հատկություններով, ինչպիսիք են բարելավված հյուսվածքը, բերանի զգացումը և զգայական հատկանիշները:
Օլեոգելի վրա հիմնված էմուլսիոն համակարգերի տարբեր տեսակների սխեմա:
Ուսումնասիրություն և պատկեր՝ ©Pinto et al., 2021
Գիտականորեն ապացուցված. Օլեոգելների ուլտրաձայնային ցրման արդյունավետությունը
Նունիմ և այլք: (2022 թ.) ուսումնասիրվել է Hielscher sonicator UP200St-ի օգտագործմամբ արտահոսքի ազդեցությունը արմավենու յուղի վրա հիմնված օլեոգելների ֆիզիկական, ջերմային և կառուցվածքային հատկությունների և պահպանման կայունության վրա, որոնք պատրաստված են տարբեր կոնցենտրացիաների կարնաուբայի մոմով (5% կամ 10%), ուսումնասիրվել և համեմատվել են օլեոգելի հետ: պատրաստված հոմոգենիզատորով (2000 պտ/րոպե 10 րոպե): Sonication-ը թույլ տվեց պատրաստել օլեոգելներ կարնաուբայի մոմի ավելի բարձր կոնցենտրացիայով (10%) և արդյունավետորեն բարելավեց արմավենու յուղի վրա հիմնված օլեոգելի հատկությունները և կայունությունը (p. < 0.05):
Oleogel սննդի կիրառման համար
Վեգան մայոնեզի համար ստեղծված Oleogel-ի արձանագրություն
Vegan խոհարարական կրեմ՝ հիմնված Oleogel-ի վրա
(տես Szymanska et al., 2024)
Բաղադրությունը:
- ռապսի յուղ
- արմավենու յուղ
- կտավատի յուղ
- candelilla մոմ
- սոյայի ըմպելիք
Օլեոգելները (100 գ) պատրաստվել են հետևյալ կերպ. Սկզբում 3–7% կանդելիլային մոմ (ք/վ) ցրվել է ռաֆինացված ռապևի և կտավատի յուղերի խառնուրդի մեջ (1:1 w/w)՝ 10 րոպե տաքացնելով 80 ջերմաստիճանում: ± 1 °C ջրային բաղնիքում և այնուհետև 10 վրկ (26 կՀց, 72 Վտ, 100% զարկերակային, 100% ամպլիտուդ) ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորի միջոցով 10 վրկ (26 կՀց, 72 Վտ), օգտագործելով ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր UP200St (Hielscher Ultrasonics), որը հագեցած է տիտանի sonotrode S26d7-ով: Թափանցիկ, համասեռ խառնուրդը ստատիկորեն սառեցվել է թերմոստատիկ պահարանում 24 ժամ 20 ± 1 °C ջերմաստիճանում, մինչև ձևավորվի համապատասխան կառուցվածքը: Օլեոգելները ստացվել են երեք կրկնություններից:
Եթե ձեզ հետաքրքրում է մայոնեզի ուլտրաձայնային էմուլսացումը, բաղադրատոմսը, տեսանյութը և մանրամասն տեղեկատվություն կգտնեք այստեղ:
Կրեմի տիպի էմուլսիաների պատրաստում Ultrasonic Oleogel-ի միջոցով
Կրեմի տիպի O/W (30/70 w/w) էմուլսիաները (100 գ) պատրաստվել են մեր նախնական հետազոտության [38] ընթացակարգի համաձայն՝ չնչին փոփոխություններով: Ե՛վ ջրային փուլը (սոյայի ըմպելիք, որը պարունակում է 2,6% w/w սպիտակուց), և՛ լիպիդային փուլը (արմավենու յուղ կամ օլեոգել) նախապես տաքացվել են մինչև 55 °C և անմիջապես համասեռացվել՝ օգտագործելով ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորը UP200St (Hielscher Ultrasonics) 26 հաճախականությամբ: կՀց. Օգտագործվել են հետևյալ պարամետրերը՝ 100% զարկերակ, 80% ամպլիտուդ, 15 մմ սոնոտրոդի ընկղմում բաժակի կենտրոնական մասում (200 մլ տարողություն): Համասեռացման ժամանակը 2,5 րոպե (τ) որոշվել է տեխնոլոգիական թեստերի և նախնական փորձարկումների արդյունքների հիման վրա՝ հաշվի առնելով նմուշների ջերմաստիճանի բարձրացումը (τ = 2,5 րոպեի համար՝ էներգիայի խտությունը՝ 69,1 ± 0,4 J∙g– 1, առավելագույն ջերմաստիճանը՝ 61,0 ± 0,3 °C): Նատրիումի բենզոատ 0,15% (ք/վ) ավելացվել է ջրային փուլին որպես հակաբակտերիալ միջոց:
Առավել հաճախ օգտագործվող օլեոգելատորներ սննդային տեսակի օլեոգելների համար:
Սխեման՝ ©Perta-Crisan et al., 2023:
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Sonicator UIP2000hdT օլեոգելների արդյունաբերական արտադրության համար։
Գրականություն / Հղումներ
- 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.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ի՞նչ են օլեոգելները: – Օլեոգելների սահմանում
Գելերը ներկայացնում են կոլոիդի մի տեսակ, որը բաղկացած է պինդ նման եռաչափ ցանցից, որի մեջ թակարդված է հեղուկ փուլ:
Գելային ձևակերպումները կարելի է բաժանել երկու հիմնական դասի՝ ըստ դրանց արտադրության համար օգտագործվող լուծիչի. հիդրոգելները վերաբերում են այն դեպքերին, երբ հեղուկ փուլը ջուրն է, և օրգանոգելները (կամ օլեոգելները), երբ ցրված հեղուկը օրգանական լուծիչ է և կառուցված է օրգանոգելատորով:
Օրգանոգելները կիսակոշտ ձևակերպումներ են, որոնք համարվում են երկշարունակական համակարգեր, որոնք բաղկացած են երկու փուլից՝ գելատոր և օրգանական լուծիչ: Գելատորը, երբ օգտագործվում է օրգանոգելների ձևավորման մեջ կոնցենտրացիաներում <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.
Արդյունաբերությունները, որտեղ օլեոգելները սովորաբար օգտագործվում են, ներառում են.
- Սննդի Արդյունաբերություն: Օլեոգելները օգտագործվում են սննդամթերքի մեջ՝ փոխարինելու կամ նվազեցնելու պինդ ճարպերի պարունակությունը, ինչպիսիք են կարագը կամ մարգարինը: Դրանք կարող են ներառվել սփրեդների, մարգարինների, հացաբուլկեղենի, հրուշակեղենի և վերամշակված մթերքների մեջ՝ բարելավելու հյուսվածքը, բերանի զգացողությունը և դարակների կայունությունը: Oleogels-ը կարող է նաև ծառայել որպես բուրավետիչներ, սննդանյութեր և ֆունկցիոնալ բաղադրիչներ սննդի ձևակերպումների համար:
- Կոսմետիկա և անձնական խնամք. Կոսմետիկայի և անձնական խնամքի արդյունաբերության մեջ օլեոգելներն օգտագործվում են մաշկի և մազերի խնամքի տարբեր միջոցներում: Դրանք կարելի է գտնել քսուքներում, լոսյոններում, բալասաններում և մազերի հարդարման միջոցներում, որոնք ապահովում են խոնավեցնող, փափկեցնող և կոնդիցիոներ հատկություն: Oleogels-ն առաջարկում է այնպիսի առավելություններ, ինչպիսիք են ոչ յուղոտությունը, հարթ կիրառումը և ակտիվ բաղադրիչների ուժեղացված փոխանցումը մաշկին կամ մազերին:
- Դեղագործություն: Oleogels-ը դեղագործական կիրառություն ունի որպես դեղորայքի առաքման համար արդիական ձևակերպումներ: Նրանք կարող են հիմք ծառայել քսուքների, գելերի և տրանսդերմալ պատերի համար՝ ապահովելով վերահսկվող ազատում և թերապևտիկ նյութերի բարելավված ներթափանցում մաշկի միջով: Oleogels-ն առաջարկում է առավելություններ, ինչպիսիք են երկարատև թողարկման կինետիկան, ուժեղացված կենսամատչելիությունը և հիվանդի բարելավված համապատասխանությունը դեղագործական ձևակերպումներին:
- Արդյունաբերական և կոսմետիկ քսանյութեր. Oleogels-ը օգտագործվում է որպես քսանյութ արդյունաբերական կիրառություններում, ինչպիսիք են մետաղների մշակումը, հաստոցները և քսող քսուքները: Նրանք առաջարկում են առավելություններ, ինչպիսիք են բարձր ջերմային կայունությունը, օքսիդացման դիմադրությունը և սովորական քսանյութերի համեմատ գերազանց քսուքը: Կոսմետիկ ձևակերպումներում օլեոգելները կարող են ներառվել անհատական քսանյութերի և մերսման յուղերի մեջ՝ իրենց հարթ, չկպչող հյուսվածքի և երկարատև քսելու հատկությունների համար:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափս.