Oleogelet: Si i përmirëson sonikimi formulimet e oleogeleve
Oleogelet janë materiale të gjithanshme që gjejnë zbatim në një gamë të gjerë industrish, duke ofruar përfitime unike për sa i përket teksturës, qëndrueshmërisë dhe funksionalitetit. Përdorimi i sonikatorëve me sondë përmirëson ndjeshëm sintezën dhe performancën e oleogeleve, duke i bërë ato më të përshtatshme për zbatime të ndryshme industriale.
Çfarë janë oleogelet?
Oleogelet janë sisteme gjysmë të ngurta të përbëra nga një fazë vajore e imobilizuar brenda një rrjeti tredimensional agjentësh strukturues, si oleogelifikuesit ose agjentët xhelifikues. Këta agjentë strukturues ndihmojnë në krijimin e një konsistence të ngjashme me xhelin në vajra, duke dhënë një produkt të qëndrueshëm, që përhapet lehtë dhe shpesh është transparent ose i tejdukshëm. Oleogelet gjejnë zbatim në industri të ndryshme, përfshirë ushqimin, kozmetikën, farmaceutikën dhe lubrifikantët industrialë, duke ofruar përfitime si përmirësimi i teksturës së produkteve ushqimore, hidratimi në produktet për kujdesin e lëkurës, shpërndarja e kontrolluar e barnave në farmaceutikë dhe vetitë e përmirësuara lubrifikuese në formulimet industriale dhe kozmetike.
Kur oleogelet prodhohen duke përdorur valë të fuqishme ultratingujsh, nëpërmjet një procesi të njohur si sonikim, sinteza e këtyre xheleve me bazë vaji përmirësohet. Lexoni më poshtë se si efektet e sonikimit lehtësojnë formimin e oleogeleve!
Sonikatori UP400St për përgatitjen e oleogeleve.
Homogjenizimi me ultratinguj lehtëson dhe përmirëson formulimin e oleogeleve.
Përzierja e oleogeleve me ultratinguj
Trajtimi me ultratinguj mund të përmirësojë sintezën e oleogeleve duke përmirësuar dispergimin dhe shpërndarjen e agjentëve strukturues brenda fazës vajore. Kur valët e ultratingujve me intensitet të lartë aplikohen në përzierjen vajore që përmban oleogelifikuesit, ato nxisin përzierjen dhe dispergimin e njëtrajtshëm të agjentëve strukturues, duke krijuar një rrjet xheli më homogjen. Për më tepër, sonikimi mund të lehtësojë formimin e grimcave më të vogla dhe më të njëtrajtshme, duke dhënë një teksturë më të imët dhe qëndrueshmëri të përmirësuar të oleogelit. Efektet e kavitacionit të gjeneruara nga ultratingujt mund të shpërbëjnë agregatet më të mëdha dhe të nxisin formimin e strukturave më të vogla, të disperguara në mënyrë më të njëtrajtshme brenda matricës së xhelit.
Dispergimi i drejtpërdrejtë me ultratinguj për sintezën e oleogeleve
Oleogel i formuar me dispersion si shabllon: Në metodën e dispergimit të drejtpërdrejtë, sonikimi përdoret për të disperguar oleogelifikuesin drejtpërdrejt në vajin e lëngshëm në temperatura mbi pikën e tij të shkrirjes, pasuar nga një fazë ftohjeje gjatë së cilës rrjeti i agjentit xhelifikues ngurtësohet, duke e kapsuluar vajin brenda një strukture të ngurtë dhe duke dhënë kështu oleogelin. Duke përdorur këtë qasje të dispergimit të drejtpërdrejtë me ultratinguj, procesi i xhelifikimit mund të gjenerojë dy arkitektura të dallueshme rrjeti, në varësi të natyrës së agjentit strukturues të përdorur: konformacione kristalitesh ose rrjete të vetëorganizuara.
Emulsionimi me ultratinguj për sintezën e oleogeleve
Oleogel i formuar me emulsion si shabllon: Emulsionimi me ultratinguj duke përdorur sonikimin me sondë ofron disa përparësi për sintezën e oleogeleve, kryesisht duke siguruar përzierje efikase dhe të njëtrajtshme në nivel mikrometrik dhe nanometrik. Valët e ultratingujve me intensitet të lartë krijojnë forca të forta prerëse sonomekanike dhe kavitacion akustik, të cilat e ndajnë vajin dhe agjentin xhelifikues në fazën ujore në pikëza me madhësi të njëtrajtshme. Kjo krijon një emulsion më të qëndrueshëm dhe më homogjen, gjë që është e rëndësishme për formimin e oleogeleve me teksturën dhe vetitë strukturore të dëshiruara. Për më tepër, efekti i ngrohjes së lokalizuar nga sonikimi mund të përmirësojë tretjen dhe ndërveprimin e agjentëve xhelifikues brenda fazës vajore, duke përmirësuar procesin e xhelifikimit. Rrjedhimisht, emulsionimi me ultratinguj lehtëson prodhimin e oleogeleve me qëndrueshmëri, konsistencë dhe performancë superiore në zbatime të ndryshme, përfshirë ushqimin, farmaceutikën dhe kozmetikën.
Homogjenizues me ultratinguj për formulimin e oleogeleve në prodhim me kapacitet të lartë.
Homogjenizimi me ultratinguj i emulsioneve ujë në oleogel në ujë
Emulsionet ujë-në-oleogel-në-ujë (W/O/W) ofrojnë funksionalitete të jashtëzakonshme që i bëjnë ideale për përdorime ushqimore. Për shembull, është konstatuar se emulsionet ujë-në-oleogel-në-ujë janë një bartës shumë i mirë për shpërndarjen e probiotikëve dhe ruajtjen e aromave ushqimore. Emulsifikimi me ultratinguj përzien me efikasitet fazat ujore dhe vajore në emulsione të dyfishta, pra emulsione W/O/W. Përfshirja e pikëzave ujore brenda globulave të vajit të produkteve yndyrore ul përmbajtjen e tyre të yndyrës. Xhelifikimi i fazës vajore në emulsionet W/O/W siguron integritet strukturor dhe zbut dukuritë destabilizuese, si bashkimi i pikëzave të ujit brenda fazës vajore.
Sonikimi mund të ndihmojë në formulimin e emulsioneve ujë-në-oleogel-në-ujë (W/O/W) duke lehtësuar shpërndarjen dhe homogjenizimin e përbërësve të emulsionit. Sonikimi me intensitet të lartë dhe frekuencë të ulët (në frekuenca prej afërsisht 20–26kHz) mund t’i zbërthejë pikëzat më të mëdha në pikëza më të vogla e më të njëtrajtshme, duke nxitur formimin e emulsioneve të qëndrueshme. Gjithashtu, sonikimi mund të përmirësojë përfshirjen e pikëzave ujore në fazën vajore dhe shpërndarjen e oleogelifikuesit brenda fazës vajore, duke çuar në xhelifikim më efikas dhe qëndrueshmëri më të lartë të emulsionit. Për më tepër, sonikimi mund të ndihmojë në kontrollin e shpërndarjes së madhësive të pikëzave të emulsionit, duke dhënë emulsione me veti të dëshirueshme, si teksturë, ndjesi në gojë dhe karakteristika shqisore të përmirësuara.
Skemë që paraqet lloje të ndryshme të sistemeve të emulsioneve me bazë oleogeli.
Studimi dhe figura: ©Pinto et al., 2021
E vërtetuar shkencërisht: Efektiviteti i shpërndarjes së oleogeleve me ultratinguj
Noonim et al. (2022) hulumtuan efektin e sonikimit me sonikatorin Hielscher UP200St mbi vetitë fizike, termike dhe strukturore, si dhe mbi qëndrueshmërinë gjatë ruajtjes të oleogeleve me bazë vaji palme, të përgatitura me përqendrime të ndryshme të dyllit të karnaubës (5% ose 10%), dhe i krahasuan me oleogelet e përgatitura me një homogjenizues (2000 rpm për 10 min). Sonikimi mundësoi përgatitjen e oleogeleve me përqendrim më të lartë të dyllit të karnaubës (10%) dhe përmirësoi në mënyrë efektive vetitë dhe qëndrueshmërinë e oleogelit me bazë vaji palme (p < 0,05).
Oleogel për përdorime ushqimore
Protokoll për një oleogel të prodhuar për një majonezë vegane
Krem vegan për gatim me bazë oleogeli
(krahaso Szymanska et al., 2024)
Përbërësit:
- vaj kolze
- vaj palme
- vaj liri
- dyll kandelile
- pije soje
Oleogelet (100 g) u përgatitën si më poshtë: Fillimisht, 3–7% dyll kandelile (w/w) u shpërnda në një përzierje vajrash të rafinuar kolze dhe liri (1:1 w/w), duke e ngrohur për 10 min në 80 ± 1 °C në një banjë uji dhe më pas duke e sonikuar për 10 s (26 kHz, 72 W, 100% puls, 100% amplitudë) me homogjenizuesin me ultratinguj UP200St (Hielscher Ultrasonics), të pajisur me sonotrodën prej titani S26d7. Përzierja e kthjellët dhe homogjene u ftoh në kushte statike në një kabinet termostatik për 24 h në 20 ± 1 °C, derisa u formua struktura e duhur. Oleogelet u përftuan në tri përsëritje.
Nëse ju intereson emulsifikimi i majonezës me ultratinguj, këtu do të gjeni recetën, videon dhe informacion të hollësishëm!
Përgatitja e emulsioneve të tipit krem duke përdorur oleogelin e përftuar me ultratinguj
Emulsionet O/W të tipit krem (30/70 w/w) (100 g) u përgatitën sipas procedurës së përdorur në hulumtimin tonë paraprak [38], me modifikime të vogla. Si faza ujore (pije soje që përmbante 2,6% w/w proteina), ashtu edhe faza lipidike (vaj palme ose oleoxhel) u parangrohën deri në 55 °C dhe u homogjenizuan menjëherë duke përdorur homogjenizuesin me ultratinguj UP200St (Hielscher Ultrasonics) me frekuencë 26 kHz. U përdorën parametrat e mëposhtëm: impuls 100%, amplitudë 80%, zhytje e sonotrodës me 15 mm në pjesën qendrore të gotës laboratorike (me kapacitet 200 mL). Koha e homogjenizimit prej 2,5 min (τ) u përcaktua në bazë të rezultateve të testeve teknologjike dhe testeve paraprake, duke marrë parasysh rritjen e temperaturës së mostrave (për τ = 2,5 min: dendësia e energjisë: 69,1 ± 0,4 J∙g–1, temperatura maksimale: 61,0 ± 0,3 °C). Fazës ujore iu shtua benzoat natriumi në masën 0,15% (w/w) si agjent antibakterial.
Oleoxhelifikuesit më të përdorur për oleoxhelet e përshtatshme për përdorim ushqimor.
Skema: ©Perta-Crisan et al., 2023.
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Sonikatori UIP2000hdT për prodhimin industrial të oleoxheleve.
Literatura / Referencat
- 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.
Fakte që ia vlen t’i dini
Çfarë janë oleoxhelet? – Një përkufizim i oleoxheleve
Xhelet përfaqësojnë një lloj koloidi që përbëhet nga një rrjet tredimensional i ngjashëm me një trup të ngurtë, brenda të cilit mbahet e bllokuar një fazë e lëngshme.
Formulimet e xheleve mund të ndahen në dy klasa kryesore sipas tretësit të përdorur për prodhimin e tyre; termi hidroxhele i referohet rastit kur faza e lëngshme është uji, ndërsa termi organoxhele (ose oleoxhele) përdoret kur lëngu i shpërndarë është një tretës organik dhe strukturohet nga një organoxhelifikues.
Organoxhelet janë formulime gjysmë të ngurta që konsiderohen sisteme me dy faza të vazhdueshme: xhelifikuesin dhe tretësin organik. Xhelifikuesi, kur përdoret në formulimin e organoxheleve në përqendrime më të ulëta se 15%, mund të pësojë shndërrime fizike dhe kimike që krijojnë struktura të vetorganizuara; këto struktura ndërthuren me njëra-tjetrën, duke formuar një rrjet tredimensional. Tretësi organik mbahet dhe imobilizohet brenda hapësirave të rrjetit të xhelifikuesit. Nëse tretësi i përdorur është një vaj i lëngshëm, atëherë edhe termi oleoxhel është i përshtatshëm për këto formulime. Prandaj, oleoxhelet mundësojnë eksplorimin e vetive me të cilat hidroxhelet nuk janë të pajtueshme, siç është hidrofobiciteti i përbërjeve. Një nga përparësitë kryesore të oleoxheleve është mundësia për të bartur përbërje bioaktive lipofile, gjë që është shumë e dobishme si në aplikimet farmaceutike, ashtu edhe në ato ushqimore. Veprimi i kombinuar i strukturës dhe përfitimeve shëndetësore mbështet rolin e rëndësishëm që oleoxhelet mund të kenë në produktet e reja ushqimore, pasi ato mund të përshtaten për të përmbushur vetitë ideale të një produkti ushqimor, duke vepruar si zëvendësues i shëndetshëm i yndyrave të ngurta.
Substancat që xhelifikojnë vajrat ushqimorë mund të ndahen në vija të përgjithshme në dy kategori sipas peshës së tyre molekulare: xhelifikues organikë me masë molekulare të ulët (LMOGs) dhe xhelifikues polimerikë. LMOGs përfshijnë kryesisht dyllëra, xhelifikues me bazë sterolesh, derivate të acideve yndyrore dhe monoacilglicerole.
Industritë ku oleoxhelet përdoren zakonisht përfshijnë:
- Industria ushqimore: Oleoxhelet përdoren në produktet ushqimore për të zëvendësuar ose zvogëluar përmbajtjen e yndyrave të ngurta, si gjalpi ose margarina. Ato mund të përfshihen në produkte për lyerje, margarina, produkte furre, produkte ëmbëlsirash dhe ushqime të përpunuara për të përmirësuar teksturën, ndjesinë në gojë dhe qëndrueshmërinë gjatë ruajtjes. Oleoxhelet mund të shërbejnë gjithashtu si bartës të aromave, lëndëve ushqyese dhe përbërësve funksionalë në formulimet ushqimore.
- Kozmetika dhe kujdesi personal: Në industrinë e kozmetikës dhe të kujdesit personal, oleoxhelet përdoren në produkte të ndryshme për kujdesin e lëkurës dhe të flokëve. Ato mund të gjenden në kremra, losione, balsame dhe produkte për stilimin e flokëve, për të siguruar hidratim, zbutje dhe veti përmirësuese të gjendjes së lëkurës dhe flokëve. Oleoxhelet ofrojnë përparësi si mungesa e ndjesisë së yndyrshme, aplikimi i njëtrajtshëm dhe shpërndarja e përmirësuar e përbërësve aktivë në lëkurë ose flokë.
- Farmaceutika: Oleogelet kanë zbatime farmaceutike si formulime për përdorim lokal për administrimin e barnave. Ato mund të shërbejnë si baza për pomada, xhele dhe arna transdermale, duke siguruar çlirim të kontrolluar dhe depërtim të përmirësuar të agjentëve terapeutikë përmes lëkurës. Oleogelet ofrojnë përparësi si kinetikë e zgjatur e çlirimit, biodisponueshmëri e rritur dhe respektim më i mirë i trajtimit nga pacientët në formulimet farmaceutike.
- Lubrifikantët industrialë dhe kozmetikë: Oleogelet përdoren si lubrifikantë në zbatime industriale si përpunimi i metaleve, përpunimi mekanik dhe graso lubrifikuese. Ato ofrojnë përparësi si qëndrueshmëri e lartë termike, rezistencë ndaj oksidimit dhe aftësi lubrifikuese më e lartë krahasuar me lubrifikantët konvencionalë. Në formulimet kozmetike, oleogelet mund të përfshihen në lubrifikantë intimë dhe vajra masazhi për teksturën e tyre të lëmuar, që nuk ngjit, dhe vetitë lubrifikuese afatgjata.
Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues me ultratinguj me performancë të lartë nga shkalla laboratorike deri në shkallën industriale.