Олеогели: Како соникација побољшава формулације олеогела
Олеогели су разноврсни материјали са применом у широком спектру индустрија, нудећи јединствене предности у погледу текстуре, стабилности и функционалности. Коришћење соникатора типа сонде значајно побољшава синтезу и перформансе олеогела, чинећи их погоднијим за различите индустријске примене.
Шта су Олеогели?
Олеогели су получврсти системи састављени од уљне фазе имобилисане унутар тродимензионалне мреже структурних агенаса, као што су олеогелатори или агенси за желирање. Ова средства за структурирање помажу у стварању конзистенције налик гелу у уљима, што резултира стабилним, мазивим и често провидним или провидним производом. Олеогели проналазе примену у различитим индустријама, укључујући храну, козметику, фармацеутске производе и индустријска мазива, нудећи предности као што су побољшање текстуре у прехрамбеним производима, влажење у производима за негу коже, контролисана испорука лекова у фармацеутским производима и побољшана својства подмазивања у индустријским и козметичким формулацијама.
Када се олеогели производе помоћу моћних ултразвучних таласа, процеса познатог као соникација, побољшава се синтеза ових гелова на бази уља. У наставку прочитајте како ефекти соникације олакшавају формирање олеогела!
Соницатор УП400Ст за припрему олеогела.
Ултразвучна хомогнеизација олакшава и побољшава формулацију олеогела.
Ултразвучно мешање олеогела
Ултразвучна обрада може побољшати синтезу олеогела побољшавајући дисперзију и дистрибуцију структурних агенаса унутар уљне фазе. Када се ултразвучни таласи високог интензитета примењују на мешавину уља која садржи олеогелаторе, они промовишу униформно мешање и дисперзију структуралних агенаса, што доводи до хомогеније мреже гела. Поред тога, соникација може олакшати формирање мањих и униформнијих честица, што резултира фином текстуром и побољшаном стабилношћу олеогела. Ефекти кавитације генерисани ултразвуком могу пореметити веће агрегате и подстаћи формирање мањих, равномерније диспергованих структура унутар матрикса гела.
Ултразвучна директна дисперзија за синтезу олеогела
Олеогел са шаблоном дисперзије: За методу директне дисперзије, соникација се користи за дисперговање олеогелатора директно у течно уље на температурама које превазилазе његову тачку топљења, након чега следи фаза хлађења где се мрежа гелатора учвршћује, капсулирајући уље у чврсти оквир, чиме се добија олеогел. Користећи овај приступ директног ултразвучног дисперговања, процес гелирања може да генерише две различите мрежне архитектуре, зависне од природе коришћеног структуранта: конформације кристалита или мреже које се саме склапају.
Ултразвучна емулзија за синтезу олеогела
Олеогел са шаблоном емулзије: Ултразвучна емулзија која користи сонификацију типа сонде нуди неколико предности за синтезу олеогела, првенствено обезбеђујући ефикасно и доследно мешање на микроном и нано нивоу. Ултразвучни таласи високог интензитета стварају интензивне сономеханичке силе смицања и акустичну кавитацију, које разлажу уље и гелатор у воденој фази у капљице уједначене величине. Ово доводи до стабилније и хомогеније емулзије, што је важно за формирање олеогела са жељеном текстуром и структурним својствима. Поред тога, локализовани ефекат загревања соникације може побољшати растварање и интеракцију гелатора унутар уљне фазе, побољшавајући процес гелирања. Сходно томе, ултразвучна емулзија олакшава производњу олеогела са супериорном стабилношћу, конзистенцијом и перформансама у различитим применама, укључујући храну, фармацеутске производе и козметику.
Ултразвучни хомогенизатор за формулацију олеогела у производњи високе пропусности.
Ултразвучна хомогенизација емулзија вода-у-олеогел-у-води
Емулзије вода-у-олеогел-у-води (В/О/В) нуде изузетне функционалности што их чини идеалним за примену у храни. На пример, утврђено је да су емулзије вода-у-олеогел-у-води одличан носач за испоруку пробиотика и очување арома хране. Ултразвучна емулзификација ефикасно меша водену и уљну фазу у двоструке емулзије, односно В/О/В емулзије. Укључивање водених капљица у уљне глобуле масних производа смањује њихов садржај масти. Гелирање уљне фазе у В/О/В емулзијама даје структурни интегритет и ублажава догађаје дестабилизације као што је коалесцентност капљица воде унутар уљне фазе.
Соникација може помоћи у формулацији емулзија вода-у-олеогел-у-води (В/О/В) олакшавањем дисперзије и хомогенизације компоненти емулзије. Висок интензитет, нискофреквентна соникација (на фреквенцијама од приближно 20-26 кХз) може да разбије веће капљице на мање, уједначеније капљице, промовишући формирање стабилних емулзија. Поред тога, соникација може побољшати инкорпорацију водених капљица у уљну фазу и побољшати дисперзију олеогелатора унутар уљне фазе, што доводи до ефикаснијег гелирања и побољшане стабилности емулзије. Штавише, соникација може помоћи у контроли дистрибуције величине капљица емулзије, што резултира емулзијама са пожељним својствима као што су побољшана текстура, осећај у устима и сензорни атрибути.
Шема представљања различитих типова емулзионих система на бази олеогела.
Студија и слика: ©Пинто ет ал., 2021
Научно доказано: Ефикасност ултразвучне дисперзије олеогела
Нооним ет ал. (2022) истраживали су утицај ултразвука помоћу соникатора Хиелсцхер УП200Ст на физичка, термичка и структурна својства и стабилност складиштења олеогела на бази палминог уља припремљеног коришћењем различитих концентрација карнауба воска (5% или 10%). припремљен са хомогенизатором (2000 обртаја у минути 10 мин). Соникација је омогућила припрему олеогела са вишом концентрацијом карнауба воска (10%) и ефикасно побољшала својства и стабилност олеогела на бази палминог уља (п < 0.05).
Олеогел за примену у храни
Протокол за Олеогел произведен за вегански мајонез
Веганска кулинарска крема на бази Олеогела
(уп. Сзиманска ет ал., 2024)
Састојци:
- уљане репице уље
- палмино уље
- ланено уље
- канделила восак
- пиће од соје
Олеогели (100 г) су припремљени на следећи начин: Прво, 3–7% канделила воска (в/в) је дисперговано у мешавини рафинисаног уља репице и ланеног уља (1:1 в/в) загревањем током 10 минута на 80°Ц. ± 1 °Ц у воденом купатилу и затим соникација током 10 с (26 кХз, 72 В, 100% пулс, 100% амплитуда) коришћењем ултразвучног хомогенизатора УП200Ст (Хиелсцхер Ултрасоницс), опремљеног титанијумском сонотродом С26д7. Бистра, хомогена смеша је статички хлађена у термостатском орману 24 х на 20 ± 1 °Ц, док се не формира одговарајућа структура. Олеогели су добијени у три понављања.
Ако сте заинтересовани за ултразвучну емулгацију мајонеза, овде ћете наћи рецепт, видео и детаљне информације!
Припрема емулзија кремастог типа коришћењем ултразвучног олеогела
О/В емулзије кремастог типа (30/70 в/в) (100 г) припремљене су по поступку у нашим прелиминарним истраживањима [38] уз незнатне модификације. И водена фаза (пиће од соје које садржи 2,6% в/в протеина) и липидна фаза (палмино уље или олеогел) су претходно загрејане до 55 °Ц и одмах хомогенизоване коришћењем ултразвучног хомогенизатора УП200Ст (Хиелсцхер Ултрасоницс) са фреквенцијом од 26 кХз. Коришћени су следећи параметри: 100% пулс, 80% амплитуда, 15 мм урањање сонотроде у централни део чаше (капацитета 200 мЛ). Време хомогенизације од 2,5 мин (τ) одређено је на основу резултата технолошких испитивања и прелиминарних испитивања, узимајући у обзир пораст температуре узорака (за τ = 2,5 мин: густина енергије: 69,1 ± 0,4 Ј∙г– 1, макс. температура: 61,0 ± 0,3 °Ц). Натријум бензоат од 0,15% (в/в) је додат у водену фазу као антибактеријски агенс.
Најчешће коришћени олеогелатори за олеогеле за храну.
Шема: ©Перта-Црисан ет ал., 2023.
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Соницатор УИП2000хдТ за индустријску производњу олеогела.
Литература / Референце
- 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.
Чињенице које вреди знати
Шта су Олеогели? – Дефиниција олеогела
Гелови представљају тип колоида који се састоји од чврсте тродимензионалне мреже, у којој је заробљена течна фаза.
Формулације гела се могу поделити у две главне класе према растварачу који се користи за њихову производњу; хидрогелови се односе на случај када је течна фаза вода, а органогели (или олеогели) када је дисперзована течност органски растварач и структурисана је органогелатором.
Органогели су получврсте формулације које се сматрају биконтинуалним системима, који се састоје од две фазе: гелатора и органског растварача. Гелатор, када се користи у формулацији органогела у концентрацијама од <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.
Индустрије у којима се олеогели обично користе укључују:
- Прехрамбена индустрија: Олеогели се користе у прехрамбеним производима за замену или смањење садржаја чврстих масти као што су путер или маргарин. Могу се уградити у намазе, маргарине, пекарске производе, кондиторске производе и прерађену храну ради побољшања текстуре, осећаја у устима и стабилности на полицама. Олеогели такође могу послужити као носачи за укусе, хранљиве материје и функционалне састојке у формулацијама хране.
- Козметика и лична нега: У козметичкој индустрији и индустрији личне неге, олеогели се користе у разним производима за негу коже и косе. Могу се наћи у кремама, лосионима, балзамима и производима за обликовање косе како би пружили влажење, омекшавање и кондиционирање. Олеогели нуде предности као што су немасност, глатко наношење и побољшана испорука активних састојака на кожу или косу.
- Фармацеутика: Олеогели имају фармацеутску примену као топикалне формулације за испоруку лекова. Могу послужити као подлога за масти, гелове и трансдермалне фластере, обезбеђујући контролисано ослобађање и побољшано продирање терапеутских агенаса кроз кожу. Олеогели нуде предности као што су кинетика продуженог ослобађања, побољшана биодоступност и побољшана усклађеност пацијената са фармацеутским формулацијама.
- Индустријска и козметичка мазива: Олеогели се користе као мазива у индустријским апликацијама као што су мазива за обраду метала, машинску обраду и подмазивање. Они нуде предности као што су висока термичка стабилност, отпорност на оксидацију и супериорно подмазивање у поређењу са конвенционалним мазивима. У козметичким формулацијама, олеогели се могу уградити у лична мазива и уља за масажу због њихове глатке, нелепљиве текстуре и дуготрајних својстава подмазивања.
Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лаб до индустријска величина.