オレオゲル:超音波処理がオレオゲル製剤をどのように改善するか
オレオゲルは、幅広い業界で用途を持つ汎用性の高い材料であり、テクスチャー、安定性、機能性の面で独自のメリットを提供します。プローブ型ソニケーターを使用すると、オレオゲルの合成と性能が大幅に向上し、さまざまな産業用途により適したものになります。
オレオゲルとは?
オレオゲルは、オレオゲル化剤やゲル化剤などの構造化剤の三次元ネットワーク内に固定化された油相で構成される半固体系です。これらの構造化剤は、オイル中にゲル状の粘稠度を作り出すのに役立ち、その結果、安定して広がり、多くの場合、透明または半透明の製品が得られます。オレオゲルは、食品、化粧品、医薬品、工業用潤滑剤など、さまざまな業界で用途があり、食品のテクスチャー改善、スキンケアアイテムの保湿、医薬品の薬物送達制御、工業用および化粧品の潤滑特性の向上などの利点を提供します。
オレオゲルが強力な超音波、すなわち超音波処理として知られるプロセスを使用して製造されると、これらの油性ゲルの合成が改善されます。超音波処理の効果がオレオゲルの形成をどのように促進するかを以下で読んでください!
ソニケーター UP400ST オレオゲルの調製用。
超音波ホモグネization oleogelsのformulationを容易にしそして改善する。
オレオゲルの超音波混合
超音波処理は、油相内の構造化剤の分散および分布を強化することにより、オレオゲルの合成を改善することができる。オレオゲレーターを含むオイル混合物に高強度の超音波を印加すると、構造化剤の均一な混合と分散が促進され、より均一なゲルネットワークが得られます。さらに、超音波処理は、より小さく、より均一な粒子の形成を促進することができ、その結果、オレオゲルのより細かい食感および改善された安定性が得られる。超音波によって生成されるキャビテーション効果は、より大きな凝集体を破壊し、ゲルマトリックス内のより小さく、より均一に分散した構造の形成を促進する可能性があります。
オレオゲル合成のための超音波直接分散
分散テンプレートオレオゲル: 直接分散法では、超音波処理を使用して、オレオゲレーターをその融点を超える温度で液体油に直接分散させ、ゲル化剤ネットワークが固化して油を固体骨格内にカプセル化する冷却段階が続き、オレオゲルが得られます。この直接超音波分散アプローチを採用して、ゲル化プロセスは、利用される構造の性質に応じて、2つの異なるネットワークアーキテクチャを生成することができます:結晶子コンフォメーションまたは自己組織化ネットワーク。
オレオゲル合成のための超音波エマルジョン
エマルジョンテンプレートオレオゲル: プローブ型超音波処理を用いた超音波エマルジョンは、主にミクロンレベルおよびナノレベルでの効率的かつ一貫した混合を提供することにより、オレオゲル合成にいくつかの利点を提供する。高強度の超音波は、強力な音響機械的なせん断力と音響キャビテーションを引き起こし、水相の油とゲル化剤を均一なサイズの液滴に分解します。これにより、より安定で均質なエマルジョンが得られ、これは望ましい食感および構造特性を有するオレオゲルの形成に重要である。さらに、超音波処理の局所的な加熱効果は、油相内のゲル化剤の溶解および相互作用を促進し、ゲル化プロセスを改善することができる。その結果、超音波エマルジョンは、食品、医薬品、化粧品などの様々な用途において、優れた安定性、一貫性、および性能を有するオレオゲルの製造を容易にする。
ハイスループット生産におけるオレオゲル製剤用の超音波ホモジナイザー。
水中オレオゲル型水型エマルジョンの超音波均質化
Water-In-Oleogel-In-Water(W / O / W)エマルジョンは、食品用途に最適な優れた機能を提供します。例えば、Water-In-Oleogel-In-Waterエマルジョンは、プロバイオティクスを送達し、食品の香りを保護するための優れた担体であることがわかっています。超音波乳化は、水性相と油性相を二重エマルジョン、すなわちW / O / Wエマルジョンに効率的に混合します。脂肪製品の油球内に水性液滴を組み込むと、脂肪含有量が減少します。W/O/Wエマルション中の油相のゲル化は、構造的完全性を付与し、油相内の水滴合体のような不安定化事象を緩和します。
超音波処理は、エマルジョン成分の分散および均質化を促進することにより、水中オレオゲル中水(W / O / W)エマルジョンの製剤化を助けることができる。高強度、低周波超音波処理(約20〜26kHzの周波数)は、より大きな液滴をより小さく、より均一な液滴に分解し、安定したエマルジョンの形成を促進することができます。さらに、超音波処理は、油相への水性液滴の取り込みを促進し、油相内でのオレオゲレーターの分散を改善し、より効率的なゲル化およびエマルジョンの安定性の向上をもたらすことができる。さらに、超音波処理は、エマルジョン液滴のサイズ分布を制御するのに役立ち、改善されたテクスチャー、口当たり、および感覚属性などの望ましい特性を有するエマルジョンをもたらすことができる。
さまざまなタイプのオレオゲルベースのエマルジョンシステムを表すスキーム。
研究と画像:©Pinto et al., 2021
科学的に証明された:オレオゲルの超音波分散の有効性
Noonimら(2022)は、ヒールシャーソニケーターUP200Stを使用した超音波処理が物理的、熱的、構造的特性に及ぼす影響を調査し、異なる濃度のカルナバワックス(5%または10%)を使用して調製したパーム油ベースのオレオゲルの貯蔵安定性を調査し、ホモジナイザー(2000rpmで10分間)で調製したオレオゲルと比較しました。超音波処理は、より高いカルナバワックス濃度(10%)を有するオレオゲルを調製することを可能にし、パーム油ベースのオレオゲル(p < 0.05).
食品用途のオレオゲル
ビーガンマヨネーズ用に製造されたオレオゲルのプロトコル
オレオゲルをベースにしたビーガン料理用クリーム
(cf. Szymanska et al., 2024)
ざいりょう：
- 菜種油
- パーム油
- 亜麻仁油
- キャンデリラワックス
- 大豆飲料
オレオゲル(100g)は次のように調製した:まず、3〜7%のキャンデリラワックス(w / w)を精製された菜種油と亜麻仁油(1:1 w / w)の混合物に分散させた 80±1°Cで10分間加熱し、次いで超音波ホモジナイザーUP200St(ヒールシャー超音波)を使用して10秒間(26 kHz、72 W、100%パルス、100%振幅)超音波処理し、 チタン製ソノトロードS26d7を搭載。透明で均質な混合物を、適切な構造が形成されるまで、サーモスタットキャビネット内で20°C±1°Cで24時間静的に冷却しました。オレオゲルは3回の繰り返しで得られました。
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超音波オレオゲルを用いたクリーム型エマルジョンの調製
クリームタイプのO / W(30/70 w / w)エマルジョン(100 g)は、予備研究[38]の手順に従って、わずかな変更を加えて調製しました。水相(2.6%w / wタンパク質を含む大豆飲料)と脂質相(パーム油またはオレオゲル)の両方を55°Cまで予熱し、超音波ホモジナイザーUP200St(ヒールシャー超音波)を使用して26kHzの周波数ですぐに均質化しました。次のパラメータを使用しました:100%パルス、80%振幅、ビーカーの中央部分へのソノトロードの15mm浸漬(容量200mL)。2.5分(τ)の均質化時間は、サンプルの温度上昇(τ=2.5分の場合:エネルギー密度:69.1 ± 0.4 J・g-1、最大温度:61.0 ± 0.3°C)を考慮して、技術的試験と予備試験の結果に基づいて決定されました。0.15%(w / w)の安息香酸ナトリウムを抗菌剤として水相に添加しました。
食品グレードのオレオゲルに最も一般的に使用されるオレオゲレーター。
スキーム: ©Perta-Crisan et al., 2023.
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ソニケーターUIP2000hdT オレオゲルの工業生産用。
文献/参考文献
- 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.
知っておく価値のある事実
オレオゲルとは? – オレオゲルの定義
ゲルは、液相が閉じ込められた固体のような三次元ネットワークからなるコロイドの一種です。
ゲル製剤は、その製造に使用される溶媒に応じて2つの主要なクラスに分類できます。ハイドロゲルとは、液相が水の場合を指し、有機ゲル(またはオレオゲル)は、分散した液体が有機溶媒であり、有機ゲル化剤によって構造化されている場合を指します。
オルガノゲルは、バイコン連続系と考えられる半硬質製剤で、ゲル化剤と有機溶媒の2つの相で構成されています。ゲル化剤は、オルガノゲルの製剤に100μ未満の濃度で使用される場合、 <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.
オレオゲルが一般的に使用される業界には、次のものがあります。
- 食品工業： オレオゲルは、バターやマーガリンなどの固形脂肪の含有量を置き換えたり、減らしたりするために食品に使用されています。スプレッド、マーガリン、ベーカリー製品、菓子、加工食品に組み込んで、食感、口当たり、貯蔵安定性を向上させることができます。オレオゲルは、食品配合のフレーバー、栄養素、機能性成分の担体としても機能します。
- 化粧品とパーソナルケア: 化粧品およびパーソナルケア業界では、オレオゲルはさまざまなスキンケアおよびヘアケア製品に利用されています。クリーム、ローション、バーム、ヘアスタイリング製品に含まれており、保湿、皮膚軟化、コンディショニング特性を提供します。オレオゲルには、べたつかない、なめらかな塗布、肌や髪への有効成分の送達強化などの利点があります。
- 薬： オレオゲルは、薬物送達のための局所製剤として医薬品への応用があります。軟膏、ジェル、経皮パッチのベースとして機能し、皮膚への治療薬の放出を制御し、浸透を改善します。オレオゲルには、長期放出速度、バイオアベイラビリティの向上、医薬品製剤における患者コンプライアンスの向上などの利点があります。
- 工業用および化粧品用潤滑剤: オレオゲルは、金属加工、機械加工、潤滑グリースなどの産業用途で潤滑剤として使用されます。従来の潤滑剤と比較して、高い熱安定性、耐酸化性、優れた潤滑性などの利点があります。化粧品の処方では、オレオゲルをパーソナル潤滑剤やマッサージオイルに組み込むことで、滑らかでべたつかないテクスチャーと長持ちする潤滑特性を得ることができます。
