Oleogels: Wéi Sonication verbessert Oleogel Formuléierungen
Oleogels si villsäiteg Materialien mat Uwendungen an enger breet Palette vun Industrien, déi eenzegaarteg Virdeeler a punkto Textur, Stabilitéit a Funktionalitéit ubidden. Mat Sonde-Typ Sonicatoren verbessert d'Synthese an d'Performance vun Oleogels wesentlech, wat se méi gëeegent fir verschidden industriell Uwendungen mécht.
Wat sinn Oleogels?
Oleogels sinn semi-fest Systemer besteet aus enger Uelegphase immobiliséiert an engem dreidimensionalen Netzwierk vu Strukturéierungsmëttelen, wéi Oleogelatoren oder Geléierungsmëttel. Dës Strukturéierungsmëttelen hëllefen eng gelähnlech Konsistenz an Ueleger ze kreéieren, wat zu engem stabilen, verbreetbare, an dacks transparenten oder transluzenten Produkt resultéiert. Oleogels fannen Uwendungen iwwer verschidden Industrien, dorënner Liewensmëttel, Kosmetik, Pharmazeutik, an industriell Schmiermëttel, bitt Virdeeler wéi Texturverbesserung a Liewensmëttelprodukter, Feuchtigkeit an Hautpfleegartikelen, kontrolléiert Medikament Liwwerung a Medikamenter, a verstäerkte Schmiereigenschaften an industriellen a kosmetesche Formuléierungen.
Wann oleogels produzéiert gi mat mächtegen Ultraschallwellen, e Prozess bekannt als Sonikatioun, gëtt d'Synthese vun dësen Uelegbaséierte Gelen verbessert. Liest hei ënnen wéi d'Effekter vun der Sonikatioun d'Bildung vun Oleogels erliichteren!
Sonicator UP400St fir d'Virbereedung vun oleogels.
Ultraschall Homogneiséierung erliichtert a verbessert d'Formuléierung vun Oleogels.
Ultraschall Vermëschung vun Oleogels
Ultrasonication kann d'Synthese vun Oleogels verbesseren andeems d'Dispersioun an d'Verdeelung vun de Strukturmëttelen an der Uelegphase verbessert ginn. Wann héich-Intensitéit Ultraschallwellen op d'Uelegmëschung applizéiert ginn, déi d'Oleogelatoren enthält, förderen se eenheetlech Mëschung an Dispersioun vun de Strukturmëttelen, wat zu engem méi homogene Gelnetz féiert. Zousätzlech kann d'Sonicatioun d'Bildung vu méi klengen a méi eenheetleche Partikelen erliichteren, wat zu enger méi feiner Textur a verbesserte Stabilitéit vum Oleogel resultéiert. D'Kavitatiounseffekter, déi duerch Ultraschall generéiert ginn, kënne méi grouss Aggregate stéieren an d'Bildung vu méi klengen, méi gläichméisseg verdeelt Strukturen an der Gel Matrix förderen.
Ultrasonic Direkter Dispersioun fir Oleogel Synthese
Dispersioun-Template Oleogel: Fir déi direkt Dispersiounsmethod gëtt d'Sonicatioun benotzt fir den Oleogelator direkt an de flëssege Ueleg ze verdeelen bei Temperaturen, déi säi Schmelzpunkt iwwerschreiden, gelongen duerch eng Ofkillungsphase, wou d'Gelatornetz verstäerkt, d'Ueleg an engem zolitte Kader encapsuléiert, sou datt den Oleogel erginn. Mat dëser direkter Ultraschall-Dispergéierungs Approche kann de Geléierungsprozess zwou verschidde Netzwierkarchitekturen generéieren, ofhängeg vun der Natur vum benotzte Strukturant: Kristallit Konformatiounen oder selbstversammlungen Netzwierker.
Ultrasonic Emulsioun fir Oleogel Synthese
Emulsioun-Template Oleogel: Ultrasonic Emulsioun mat Sonde-Typ Sonikatioun bitt verschidde Virdeeler fir Oleogel Synthese, virun allem andeems se effizient a konsequent Mëschung um Mikron- an Nano-Niveau ubidden. Héich-Intensitéit Ultraschallwellen kreéieren intensiv sonomechanesch Schéierkraaft an akustesch Kavitatioun, déi d'Ueleg an d'Gelator an der wässerlecher Phase an eenheetlech Gréissten Drëpsen ofbriechen. Dëst féiert zu enger méi stabiler an homogener Emulsioun, déi wichteg ass fir d'Bildung vun Oleogelen mat wënschenswäerten Textur a strukturellen Eegeschaften. Zousätzlech kann de lokaliséierte Heizungseffekt vun der Sonikatioun d'Opléisung an d'Interaktioun vu Gelatoren an der Uelegphase verbesseren, de Geléierungsprozess verbesseren. Dofir erliichtert d'Ultraschall-Emulsioun d'Produktioun vun Oleogelen mat super Stabilitéit, Konsistenz a Leeschtung a verschiddenen Uwendungen, dorënner Liewensmëttel, Medikamenter a Kosmetik.
Ultrasonic Homogenisator fir Oleogel Formuléierung an High-Throughput Produktioun.
Ultraschall Homogeniséierung vu Waasser-In-Oleogel-In-Water Emulsiounen
Waasser-In-Oleogel-In-Water (W/O/W) Emulsiounen bidden aussergewéinlech Funktionalitéiten, déi se ideal fir Liewensmëttelapplikatioune maachen. Zum Beispill, Waasser-In-Oleogel-In-Water Emulsiounen goufen als e super Träger fonnt fir Probiotika ze liwweren an d'Liewensmëttelaromaen ze schützen. Ultraschall-Emulgatioun vermëscht effizient wässerlech an ueleg Phasen an Duebelemulsiounen, dh W/O/W Emulsiounen. D'Integratioun vu wässerleche Drëpsen an den Uelegkugelen vu Fettprodukter reduzéiert hire Fettgehalt. Gelatioun vun der Uelegphase a W/O/W Emulsiounen vermëttelt strukturell Integritéit a reduzéiert Destabiliséierungsevenementer wéi Waasserdrëpsenkoaleszenz bannent der Uelegphase.
Sonication kann hëllefe bei der Formuléierung vu Water-In-Oleogel-In-Water (W/O/W) Emulsiounen andeems d'Dispersioun an d'Homogeniséierung vun den Emulsiounskomponenten erliichtert ginn. Héich-Intensitéit, niddereg-Frequenz sonication (bei Frequenzen vun ongeféier. 20-26kHz) kann gréisser Drëpsen an méi kleng, méi eenheetlech Drëpsen opbriechen, d'Bildung vun stabil Emulsiounen förderen. Zousätzlech kann d'Sonicatioun d'Inkorporatioun vun wässerlechen Drëpsen an d'Uelegphase verbesseren an d'Dispersioun vum Oleogelator an der Uelegphase verbesseren, wat zu méi effizienter Geléierung a verstäerkter Stabilitéit vun der Emulsioun féiert. Ausserdeem kann d'Sonicatioun hëllefe fir d'Gréisstverdeelung vun den Emulsiounsdrëpsen ze kontrolléieren, wat zu Emulsiounen mat wënschenswäerten Eegeschafte wéi verbessert Textur, Mondgefill a sensoresch Attributer resultéiert.
Schema representéiert vun verschidden Zorte vun oleogel-baséiert Emulsioun Systemer.
Wëssenschaftlech bewisen: D'Effektivitéit vun der Ultraschalldispersioun vun Oleogels
Noonim et al. (2022) ënnersicht den Effekt vun der Sonikatioun mam Hielscher Sonicator UP200St op kierperlech, thermesch a strukturell Eegeschaften a Lagerstabilitéit vu Palmöl-baséiert Oleogelen, déi mat verschiddene Konzentratioune vu Carnauba-Wachs (5% oder 10%) virbereet goufen, ënnersicht a verglach mat Oleogels. bereet mat engem Homogenisator (2000 U/min fir 10 min). Sonication erlaabt Oleogels mat méi héijer Carnauba-Wachskonzentratioun (10%) ze preparéieren an effektiv d'Eegeschafte an d'Stabilitéit vum Palmöl-baséiert Oleogel verbessert (p < 0.05).
Oleogel fir Liewensmëttel Uwendungen
Protokoll fir en Oleogel produzéiert fir eng Vegan Mayonnaise
Vegan kulinaresch Crème baséiert op Oleogel
(cf. Szymanska et al., 2024)
Zutaten:
- Rapsöl
- palm Ueleg
- Leinsamenueleg
- candelillawachs
- Soja drénken
D'Oleogels (100 g) goufen wéi follegt virbereet: Als éischt gouf 3-7% Candelillawachs (w/w) an enger Mëschung aus raffinéierten Raps- a Leinsamenueleg (1:1 w/w) duerch Heizung fir 10 min bei 80 verspreet. ± 1 ° C an engem Waasserbad an dann sonication fir 10 s (26 kHz, 72 W, 100% Puls, 100% Amplitude) mat der Ultraschall Homogenisator UP200St (Hielscher Ultrasonics), ausgestatt mat der Titan Sonotrode S26d7. Déi kloer, homogen Mëschung gouf statesch an engem thermostatesche Schrank fir 24 Stonnen bei 20 ± 1 ° C ofgekillt, bis déi richteg Struktur geformt gouf. D'Oleogels goufen an dräi Wiederholungen kritt.
Wann Dir un der Ultraschall-Emulsifikatioun vu Mayonnaise interesséiert sidd, fannt Dir Rezept, Video an detailléiert Informatioun hei!
Virbereedung vu Crème-Typ Emulsiounen mam Ultraschall Oleogel
Crème-Typ O? W (30/70 w? w) Emulsiounen (100 g) goufen no der Prozedur an eiser virleefeg Fuerschung preparéiert [38] mat liichte Modifikatioune. Souwuel eng wässerlech Phase (Sojabounen Getränk mat 2,6% w/w Protein) an eng Lipidphase (Palmenueleg oder Oleogel) goufe bis op 55 °C virgeheizt an direkt homogeniséiert mat Hëllef vum Ultraschallhomogenisator UP200St (Hielscher Ultrasonics) mat enger Frequenz vu 26 kHz. Déi folgend Parameter goufen benotzt: 100% Puls, 80% Amplitude, 15 mm Tauche vun der Sonotrode am zentrale Deel vum Becher (200 ml Kapazitéit). D'Homogeniséierungszäit vun 2,5 min (τ) gouf op Basis vun de Resultater vun technologeschen Tester a virleefegen Tester festgeluegt, andeems d'Erhéijungstemperatur vun de Proben berécksiichtegt (fir τ = 2,5 min: Energiedicht: 69,1 ± 0,4 J∙g– 1, max. Temperatur: 61,0 ± 0,3 °C). Natriumbenzoat vun 0,15% (w/w) gouf an d'wässerlech Phase als antibakteriell Agent bäigefüügt.
Déi meescht benotzt Oleogelatoren fir Nahrungsgrad Oleogelen.
Kontaktéiert eis!? Frot eis!
Sonicator UIP2000hdT fir d'industriell Produktioun vun oleogels.
Literatur? Referenzen
- 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.
Fakten Worth Wëssen
Wat sinn Oleogels? – Eng Definitioun vun Oleogels
Gels representéieren eng Zort Kolloid, déi aus engem zoliddähnlechen dreidimensionalen Netzwierk besteet, an deem eng flësseg Phase agespaart ass.
Gel Formuléierungen kënnen an zwou grouss Klassen ënnerdeelt ginn no dem Léisungsmëttel fir hir Produktioun benotzt; Hydrogelen bezéien sech op de Fall wou d'Flëssegkeetsphase Waasser ass, an Organogelen (oder Oleogelen) wann déi verspreet Flëssegkeet en organesche Léisungsmëttel ass an duerch en Organogelator strukturéiert ass.
Organogels sinn semi-steiwe Formuléierungen, déi als bikontinuéierlech Systemer ugesi ginn, déi zwou Phasen enthalen: de Gelator an den organesche Léisungsmëttel. D'gelator, wann an der Formuléierung vun organogels an Konzentratioune vun benotzt <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.
Industrien, wou oleogels allgemeng benotzt ginn, enthalen:
- Liewensmëttel Industrie: Oleogels ginn a Liewensmëttelprodukter benotzt fir den Inhalt vu feste Fette wéi Botter oder Margarine ze ersetzen oder ze reduzéieren. Si kënnen a Verbreedungen, Margarinen, Bäckereien, Séisswueren a veraarbechte Liewensmëttel agebaut ginn fir Textur, Mondgefill a Regalstabilitéit ze verbesseren. Oleogels kënnen och als Träger fir Aromen, Nährstoffer a funktionell Zutaten a Liewensmëttelformuléierungen déngen.
- Kosmetik a perséinlech Betreiung: An der Kosmetik a perséinlech Betreiungsindustrie ginn Oleogels a verschiddene Hautpfleeg an Hoerfleegprodukter benotzt. Si kënnen a Cremen, Lotionen, Balsamen, an Hoerstylingprodukter fonnt ginn fir Feuchtigkeit, Emollienz a Konditiounseigenschaften ze bidden. Oleogels bidden Virdeeler wéi Net-Fettegkeet, glat Uwendung, a verstäerkte Liwwerung vun aktiven Zutaten op d'Haut oder d'Hoer.
- Pharmazeutesch: Oleogels hunn pharmazeutesch Uwendungen als topesch Formuléierunge fir Medikament Liwwerung. Si kënnen als Basis fir Salben, Gelen a transdermale Flecken déngen, déi kontrolléiert Verëffentlechung a verbesserte Pénétratioun vun therapeutesche Agenten duerch d'Haut ubidden. Oleogels bidden Virdeeler wéi verlängert Verëffentlechungskinetik, verstäerkte Bioverfügbarkeet, a verbesserte Patientekonformitéit an pharmazeuteschen Formuléierungen.
- Industriell a Kosmetesch Schmiermëttel: Oleogels ginn als Schmiermëttel an industriellen Uwendungen benotzt wéi Metallaarbecht, Maschinn a Schmierfett. Si bidden Virdeeler wéi héich thermesch Stabilitéit, Resistenz géint Oxidatioun, a super Schmieregkeet am Verglach mat konventionelle Schmiermëttel. A kosmetesche Formuléierungen kënnen d'Oleogels a perséinleche Schmiermëttel a Massageöle fir hir glat, net klebrig Textur a laang dauerhafte Schmiereigenschaften agebaut ginn.
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert High-Performance Ultrasonic Homogenisatoren aus Labo zu industriell Gréisst.