Oleogels: Si Sonication Përmirëson Formulimet Oleogel
Oleogels janë materiale të gjithanshme me aplikime në një gamë të gjerë industrish, duke ofruar përfitime unike për sa i përket strukturës, stabilitetit dhe funksionalitetit. Përdorimi i sonikatorëve të tipit sonda përmirëson ndjeshëm sintezën dhe performancën e oleogels, duke i bërë ato më të përshtatshme për aplikime të ndryshme industriale.
Çfarë janë Oleogels?
Oleogelët janë sisteme gjysmë të ngurta të përbëra nga një fazë vaji e palëvizur brenda një rrjeti tredimensional të agjentëve strukturues, të tillë si oleogelatorët ose agjentët xhelues. Këta agjentë strukturues ndihmojnë në krijimin e një konsistence të ngjashme me xhel në vajra, duke rezultuar në një produkt të qëndrueshëm, të përhapur dhe shpesh transparent ose të tejdukshëm. Oleogelët gjejnë aplikime në industri të ndryshme, duke përfshirë ushqimin, kozmetikën, farmaceutikën dhe lubrifikantët industrialë, duke ofruar përfitime të tilla si përmirësimi i strukturës në produktet ushqimore, hidratimi në artikujt e kujdesit të lëkurës, shpërndarjen e kontrolluar të barnave në farmaceutikë dhe vetitë e përmirësuara të lubrifikimit në formulimet industriale dhe kozmetike.
Kur oleogels prodhohen duke përdorur valë të fuqishme ultratinguj, një proces i njohur si sonication, sinteza e këtyre xheleve me bazë vaji përmirësohet. Lexoni më poshtë se si efektet e sonication lehtësojnë formimin e oleogels!
Sonicator UP400 St për përgatitjen e oleogeleve.
Homogneizimi tejzanor lehtëson dhe përmirëson formulimin e oleogels.
Përzierja tejzanor e Oleogels
Ultratingulli mund të përmirësojë sintezën e oleogels duke rritur shpërndarjen dhe shpërndarjen e agjentëve strukturues brenda fazës së vajit. Kur valët ultratinguj me intensitet të lartë aplikohen në përzierjen e vajit që përmban oleogelators, ato nxisin përzierjen dhe shpërndarjen uniforme të agjentëve strukturues, duke çuar në një rrjet xheli më homogjen. Për më tepër, sonikimi mund të lehtësojë formimin e grimcave më të vogla dhe më uniforme, duke rezultuar në cilësi më të imët dhe stabilitet të përmirësuar të oleogelit. Efektet e kavitacionit të krijuara nga ultrazërit mund të prishin agregatët më të mëdhenj dhe të nxisin formimin e strukturave më të vogla dhe të shpërndara në mënyrë të barabartë brenda matricës së xhelit.
Dispersion i drejtpërdrejtë tejzanor për sintezën Oleogel
Oleogel me model dispersioni: Për metodën e shpërndarjes së drejtpërdrejtë, sonikimi përdoret për të shpërndarë oleogelatorin drejtpërdrejt në vajin e lëngshëm në temperatura që tejkalojnë pikën e tij të shkrirjes, e pasuar nga një fazë ftohjeje ku rrjeti i xhelatorit ngurtësohet, duke e mbyllur vajin brenda një kornize të fortë, duke prodhuar kështu oleogel. Duke përdorur këtë qasje të drejtpërdrejtë të shpërndarjes tejzanor, procesi i xhelit mund të gjenerojë dy arkitektura rrjeti të dallueshme, në varësi të natyrës së strukturuesit të përdorur: konformacione kristalite ose rrjete të vetë-montuara.
Emulsion tejzanor për Sintezën Oleogel
Oleogel me shabllon emulsioni: Emulsioni tejzanor duke përdorur sonikacion të tipit sondë ofron disa avantazhe për sintezën e oleogelit, kryesisht duke ofruar përzierje efikase dhe të qëndrueshme në nivel mikron dhe nano. Valët ultrasonike me intensitet të lartë krijojnë forca të forta prerëse sonomekanike dhe kavitacion akustik, të cilat zbërthejnë vajin dhe xhelatin në fazën ujore në pika me madhësi uniforme. Kjo çon në një emulsion më të qëndrueshëm dhe homogjen, i cili është i rëndësishëm për formimin e oleogeleve me cilësi të dëshirueshme dhe veti strukturore. Për më tepër, efekti i lokalizuar i ngrohjes i sonikacionit mund të përmirësojë shpërbërjen dhe ndërveprimin e xhelatorëve brenda fazës së vajit, duke përmirësuar procesin e xhelatimit. Rrjedhimisht, emulsioni tejzanor lehtëson prodhimin e oleogels me stabilitet, qëndrueshmëri dhe performancë superiore në aplikime të ndryshme, duke përfshirë ushqimin, farmaceutikën dhe kozmetikën.
Homogjenizues tejzanor për formulimin e oleogelit në prodhim me fuqi të lartë.
Homogjenizimi tejzanor i Emulsioneve Ujë-Në-Oleogel-Në-Ujë
Emulsionet Water-In-Oleogel-In-Water (W/O/W) ofrojnë funksione të jashtëzakonshme që i bëjnë ato ideale për aplikime ushqimore. Për shembull, emulsionet Water-In-Oleogel-In-Water janë gjetur të jenë një bartës i shkëlqyeshëm për shpërndarjen e probiotikëve dhe ruajtjen e aromave të ushqimit. Emulsifikimi tejzanor përzien në mënyrë efikase fazat ujore dhe vajore në emulsione të dyfishta, p.sh. emulsione W/O/W. Përfshirja e pikave ujore brenda globulave të vajit të produkteve yndyrore zvogëlon përmbajtjen e tyre të yndyrës. Xhelimi i fazës së vajit në emulsionet W/O/W jep integritet strukturor dhe zbut ngjarjet e destabilizimit si bashkimi i pikave të ujit brenda fazës së vajit.
Sonicizimi mund të ndihmojë në formulimin e emulsioneve Ujë-Në-Oleogel-Në-Ujë (W/O/W) duke lehtësuar shpërndarjen dhe homogjenizimin e përbërësve të emulsionit. Zërimi me intensitet të lartë dhe me frekuencë të ulët (në frekuenca përafërsisht 20-26 kHz) mund të zbërthejë pikat më të mëdha në pika më të vogla, më uniforme, duke nxitur formimin e emulsioneve të qëndrueshme. Për më tepër, sonikimi mund të përmirësojë përfshirjen e pikave ujore në fazën e vajit dhe të përmirësojë shpërndarjen e oleogelatorit brenda fazës së vajit, duke çuar në xhelatim më efikas dhe qëndrueshmëri të shtuar të emulsionit. Për më tepër, sonikimi mund të ndihmojë për të kontrolluar shpërndarjen e madhësisë së pikave të emulsionit, duke rezultuar në emulsione me veti të dëshirueshme si cilësi e përmirësuar, ndjesia e gojës dhe atributet shqisore.
Skema që përfaqëson lloje të ndryshme të sistemeve të emulsionit me bazë oleogel.
Studimi dhe imazhi: ©Pinto et al., 2021
E vërtetuar shkencërisht: Efektiviteti i shpërndarjes tejzanor të Oleogels
Noonim et al. (2022) hetuan efektin e sonikimit duke përdorur sonikatorin Hielscher UP200St në vetitë fizike, termike dhe strukturore dhe stabilitetin e ruajtjes së oleogelëve me bazë vaji të palmës të përgatitur duke përdorur përqendrime të ndryshme të dyllit carnauba (5% ose 10%) u hetuan dhe u krahasuan me oleogelët përgatitet me homogjenizues (2000 rpm për 10 min). Sonicizimi lejoi përgatitjen e oleogels me përqendrim më të lartë të dyllit karnauba (10%) dhe përmirësoi në mënyrë efektive vetitë dhe qëndrueshmërinë e oleogelit me bazë vaji të palmës (p < 0.05).
Oleogel për aplikime ushqimore
Protokolli për një Oleogel të prodhuar për një majonezë vegane
Krem Vegan Kulinar i bazuar në Oleogel
(krh. Szymanska et al., 2024)
Përbërësit:
- vaj rapese
- vaj palme
- vaj liri
- dyll candelilla
- pije soje
Oleogelët (100 g) u përgatitën si më poshtë: Së pari, 3–7% dylli candelilla (w/w) u shpërnda në një përzierje vajrash të rafinuar të rapit dhe lirit (1:1 w/w) duke u ngrohur për 10 minuta në 80°C. ± 1 °C në një banjë uji dhe më pas sonikimi për 10 s (26 kHz, 72 W, puls 100%, amplitudë 100%) duke përdorur homogjenizuesin me ultratinguj UP200St (Hielscher Ultrasonics), i pajisur me sonotrode titan S26d7. Përzierja e pastër, homogjene u fto në mënyrë statike në një kabinet termostatik për 24 orë në 20 ± 1 °C, derisa të formohej struktura e duhur. Oleogelët u morën në tre përsëritje.
Nëse jeni të interesuar për emulsifikimin me ultratinguj të majonezës, do të gjeni recetë, video dhe informacion të detajuar këtu!
Përgatitja e emulsioneve të tipit krem duke përdorur Oleogel tejzanor
Emulsionet O/W (30/70 w/w) të tipit krem (100 g) u përgatitën sipas procedurës në kërkimin tonë paraprak [38] me modifikime të vogla. Si një fazë ujore (pije soje që përmban 2,6% w/w proteina) dhe një fazë lipide (vaj palme ose oleogel) u ngrohën paraprakisht deri në 55 °C dhe u homogjenizuan menjëherë duke përdorur homogjenizuesin me ultratinguj UP200St (Hielscher Ultrasonics) me një frekuencë prej 26 kHz. Janë përdorur parametrat e mëposhtëm: puls 100%, amplitudë 80%, zhytje 15 mm e sonotrode në pjesën qendrore të gotës (kapaciteti 200 mL). Koha e homogjenizimit prej 2,5 min (τ) u përcaktua në bazë të rezultateve të provave teknologjike dhe testeve paraprake, duke marrë parasysh temperaturën në rritje të mostrave (për τ = 2,5 min: dendësia e energjisë: 69,1 ± 0,4 J∙g– 1, temperatura maksimale: 61,0 ± 0,3 °C). Benzoat natriumi prej 0.15% (w/w) u shtua në fazën ujore si një agjent antibakterial.
Oleogelatorët më të përdorur për oleogelët e kategorisë ushqimore.
Skema: ©Perta-Crisan et al., 2023.
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Sonicator UIP2000hdT për prodhimin industrial të oleogels.
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 të dihen
Çfarë janë Oleogels? – Një përkufizim i Oleogels
Xhelet përfaqësojnë një lloj koloidi që përbëhet nga një rrjet tre-dimensional në formë të ngurtë, në të cilin është bllokuar një fazë e lëngshme.
Formulimet e xhelit mund të ndahen në dy klasa kryesore sipas tretësit të përdorur për prodhimin e tyre; hidrogelet i referohen rastit kur faza e lëngshme është uji, dhe organogelet (ose oleogelët) kur lëngu i shpërndarë është një tretës organik dhe është i strukturuar nga një organogelator.
Organogelet janë formulime gjysmë të ngurtë, të konsideruara si sisteme të dyfishta, që përbëhen nga dy faza: xhelatori dhe tretësi organik. Xhelatori, kur përdoret në formulimin e organogeleve në përqendrime prej <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.
Industritë, ku oleogelët përdoren zakonisht, përfshijnë:
- Industria ushqimore: Oleogelët përdoren në produktet ushqimore për të zëvendësuar ose zvogëluar përmbajtjen e yndyrave të ngurta si gjalpi ose margarina. Ato mund të përfshihen në përhapje, margarina, produkte buke, ëmbëlsira dhe ushqime të përpunuara për të përmirësuar strukturën, ndjesinë e gojës dhe stabilitetin e raftit. Oleogelët mund të shërbejnë gjithashtu si bartës të shijeve, lëndëve ushqyese dhe përbërësve funksionalë në formulimet ushqimore.
- Kozmetikë dhe kujdes personal: Në industrinë e kozmetikës dhe të kujdesit personal, oleogelët përdoren në produkte të ndryshme për kujdesin e lëkurës dhe flokëve. Ato mund të gjenden në kremra, kremra, balsam dhe produkte për stilimin e flokëve për të siguruar vetitë hidratuese, zbutëse dhe kondicioner. Oleogels ofrojnë avantazhe të tilla si pa yndyrë, aplikim i butë dhe shpërndarje e shtuar e përbërësve aktivë në lëkurë ose flokë.
- Farmaceutikë: Oleogelët kanë aplikime farmaceutike si formulime aktuale për shpërndarjen e barnave. Ato mund të shërbejnë si bazë për pomada, xhel dhe njolla transdermale, duke siguruar çlirim të kontrolluar dhe depërtim të përmirësuar të agjentëve terapeutikë përmes lëkurës. Oleogels ofrojnë avantazhe të tilla si kinetika e lëshimit të zgjatur, biodisponueshmëria e përmirësuar dhe përputhshmëria e përmirësuar e pacientit në formulimet farmaceutike.
- Lubrifikantë industrialë dhe kozmetikë: Oleogelët përdoren si lubrifikantë në aplikime industriale si përpunimi i metaleve, përpunimi dhe yndyrat lubrifikuese. Ato ofrojnë avantazhe të tilla si stabiliteti i lartë termik, rezistenca ndaj oksidimit dhe lubrifikim superior në krahasim me lubrifikantët konvencionalë. Në formulimet kozmetike, oleogelët mund të përfshihen në lubrifikantë personalë dhe vajra masazhi për strukturën e tyre të lëmuar, jo ngjitëse dhe vetitë lubrifikuese të qëndrueshme.
Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë nga laboratori te madhësia industriale.