اثر غلظت زیست پلیمر‌های سدیم کازئینات و صمغ زانتان بر قابلیت تولید اولئوژل بر اساس سیستم امولسیون روغن در آب

نویسندگان
مریم مراد عباسی 1
سید امیر حسین گلی 2
گلی فیاض 3
1 گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، 8415683111 اصفهان، ایران،
2 دانشیار، گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، 8415683111 اصفهان، ایران، 03133913357، 03133912254،
3 ﮔﺮوه ﻋﻠﻮم و ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﺻﻨﺎیﻊ ﻏﺬایﯽ، داﻧﺸﮑﺪه ﮐﺸﺎورزی، داﻧﺸﮕﺎه ﺻﻨﻌﺘﯽ اﺻﻔﻬﺎن، اﺻﻔﻬﺎن، ایران،
10.52547/fsct.17.107.147
چکیده
محققین صنعت غذا به منظور کاهش اثرات نامطلوب مصرف چربی اشباع، هیدروژنه و ترانس به دنبال جایگزین­هایی مناسب برای چربی جامد می­باشندکه از جمله آن­ها به ­کارگیری سیستم جدید" اولئوژل" است. از روش های تولید اولئوژل می­توان به روش تهیه امولسیون اشاره کرد. بنابراین، هدف از این مطالعه تهیه اولئوژل به روش تولید امولسیون با استفاده از زیست­پلیمرهای سدیم کازئینات (امولسیفایر) و صمغ زانتان (تغلیظ کننده) است. برای بررسی امکان تولید اولئوژل به این روش، ابتدا امولسیون هایی با نسبت های متفاوت از دو زیست پلیمر سدیم کازئینات (2 % و 4%) و صمغ زانتان (2/0% و 4/0%) به همراه روغن گیاهی (60% وزنی/ وزنی) تهیه و سپس اندازه ذرات، پتانسیل زتا، تصاویر میکروسکوپی و خواص رئولوژیک (ویسکوزیته، مدول اتلافی و ذخیره) امولسیون ها مطالعه شد. بر اساس نتایج حاصل، افزایش غلظت سدیم کازئینات باعث کاهش معنا دار اندازه قطرات روغن شد اما اثر غلظت زانتان بر این پارامتر معنادار نبود به طوریکه اندازه قطرات در نمونه­ی CX44 به 75/13 میکرون کاهش یافت (05/0< p). نتایج حاصل از آزمون رئولوژیکی بیشتر بودن مدول ذخیره را نسبت به مدول اتلافی نشان داد که بیانگر تشکیل ژل قوی برای تولید اولئوژلی با بافت مطلوب می­باشد. در ادامه با استفاده از خشک کن انجمادی، اولئوژل تهیه شد. نتایج حاصل از بررسی سفتی بافت نمونه­های خشک شده و نشت روغن در اولئوژل­های مربوطه اثر غلظت دو زیست پلیمر را معنادار نشان داد و با افزایش غلظت، سفتی بافت افزایش و نشت روغن کاهش یافت؛ به طوریکه در نمونه حاوی بیشترین غلظت از دو زیست­پلیمر (CX44)، سفتی بافت به 22/18 نیوتون و نشت روغن به %162/0رسید. بنابراین، روش تهیه امولسیون راهکاری مناسب برای تولید اولئوژلی با ویژگی­های مطلوب جهت جایگزینی در محصولاتی با چربی اشباع و ترانس بالا به شمار می­آید که می­تواند ضامن سلامتی افراد جامعه باشد.
کلیدواژه‌ها
امولسیون
امولسیفایر
تغلیظ کننده
خشک کن انجمادی
رئولوژی

موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of sodium caseinate and xanthan gum biopolymers concentration on oleogel production capability based on oil-in-water emulsion system

نویسندگان English

Maryam Moradabbasi 1
Amir Goli 2
Goli Fayaz 3
1 Department of Food Science and Technology, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, 84156 83111 Isfahan, Iran,
2 2- Associated professor, Department of Food Science and Technology, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, 84156 83111 Isfahan, Iran, +983133913357, +983133912254,
3 Department of Food Science and Technology, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, 84156 83111 Isfahan, Iran
چکیده English

Food industry researchers are looking for suitable alternatives for solid fat to reduce the adverse effects of saturated, hydrogenated and trans fats, including a new method called "oleogel". One of the oleogel production approaches is emulsion preparation. Therefore, the purpose of this study was to prepare an oleogel by emulsion production using sodium caseinate (emulsifier) and xanthan gum (thickening agent) biopolymers. To investigate the possibility of producing oleogel in this way, first emulsions with different concentration of sodium caseinate (2% and 4%) and xanthan gum (0.2% and 0.4%) with vegetable oil (60% wt / wt) were prepared then the particle size, zeta potential, microscopic images and rheological properties (viscosity, loss and storage modulus) of the samples were studied. Based on the results, increasing sodium caseinate concentration significantly reduced droplet size but the effect of xanthan gum concentration on the mentioned parameter was insignificant, therefore the droplet size in the CX44 sample reduce to 13.75 microns (P>0.05). The results of rheological tests showed that the storage modulus was higher than the loss modulus, indicating strong gel formation for the oleogel production with a desirable texture. Oleogel was then prepared using freeze drier. The results of the hardness of the dried samples and oil loss in the respective oleogels showed a significant effect of the two biopolymers concentration in which with increased biopolymers concentration hardness of dried products improved and the oil loss decreased where the hardness and the oil loss of the sample containing the highest concentration of two biopolymers (CX44) reached to 18.22 N and 0.162%, respectively. Therefore, the emulsion preparation method is a suitable approach for oleogel production with desirable properties for the replacement of high saturated and trans fat products which can guarantee public health.

کلیدواژه‌ها English

Emulsions
Emulsifier
Thickening agent
Freeze drier
Rheology
[1] Abdollahi, M., Goli, S. A. H. and Soltanizadeh, N. 2019. Physicochemical Properties of Foam‐Templated Oleogel Based on Gelatin and Xanthan Gum. European Journal of Lipid Science and Technology. 1900196.
[2] Abdolmaleki, K., Alizadeh, L., Nayebzadeh, K., Hosseini, S. M. and Shahin, R. 2019. Oleogel production based on binary and ternary mixtures of sodium caseinate, xanthan gum, and guar gum: Optimization of hydrocolloids concentration and drying method. Journal Of Texture Studies. 2: 290–299.
[3] Chivero, P., Gohtani, S., Yoshii, H. and Nakamura, A. 2015. Effect of xanthan and guar gums on the formation and stability of soy soluble polysaccharide oil-in-water emulsions. Food Research International. 70: 7-14.
[4] Co, E. D. and Marangoni, A. G. 2018. Oleogels: An Introduction. In: Edible Oleogels. Elsevier. pp. 1-29.
[5] Gering, E. and Atkinson, C. T. 2004. A rapid method for counting nucleated erythrocytes on stained blood smears by digital image analysis. Journal Of Parasitology. 90: 879-882.
[6] Jiang, Y., Liu, L., Wang, B., Sui, X., Zhong, Y., Zhang, L., Mao, Z. and Xu, H. 2018. Cellulose-rich oleogels prepared with an emulsion-templated approach. Food Hydrocolloid. 77: 460-464.
[7] Luo, S.-Z., Hu, X.-F., Jia, Y.-J., Pan, L.-H., Zheng, Z., Zhao, Y.-Y., Mu, D.-D., Zhong, X.-Y. and Jiang, S.-T. 2019. Camellia oil-based oleogels structuring with tea polyphenol-palmitate particles and citrus pectin by emulsion-templated method: Preparation, characterization and potential application. Food Hydrocolloid. 95: 76-87.
[8] Ma, H., Forssell, P., Partanen, R., Seppanen, R., Buchert, J. and Boer, H. 2009. Sodium caseinates with an altered isoelectric point as emulsifiers in oil/water systems. Journal Of Agricultural And Food Chemistry. 57: 3800-3807.
[9] Meng, Z., Qi, K., Guo, Y., Wang, Y. and Liu, Y. 2018. Effects of thickening agents on the formation and properties of edible oleogels based on hydroxypropyl methyl cellulose. Food Chemistry. 246: 137-149.
[10] Meng, Z., Qi, K., Guo, Y., Wang, Y. and Liu, Y. 2018. Macro-micro structure characterization and molecular properties of emulsion-templated polysaccharide oleogels. Food Hydrocolloid. 77: 17-29.
[11] Meng, Z., Qi, K., Guo, Y., Wang, Y. and Liu, Y. 2018. Physical Properties, Microstructure, Intermolecular Forces, and Oxidation Stability of Soybean Oil Oleogels Structured by Different Cellulose Ethers. European Journal Of Lipid Science And Technology. 120: 1700287.
[12] Mollakhalili Meybodi, N., Mohammadifar, M. A. and Naseri, A. 2014. Effective factors on the stability of oil-in-water emulsion based beverage: a review. Journal Of Food Quality And Hazards Control. 1: 67-71.
[13] Patel, A. R. 2015. Polymer-Based Oleogels Created Using Indirect Methods. In: Alternative Routes to Oil Structuring. Springer. pp. 29-39.
[14] Patel, A. R., Cludts, N., Bin Sintang, M. D., Lewille, B., Lesaffer, A. and Dewettinck, K. 2014. Polysaccharide‐based oleogels prepared with an emulsion‐templated approach. Chemical Physics and Physical Chemistry.. 15: 3435-3439.
[15] Patel, A. R. and Dewettinck, K. 2016. Edible oil structuring: an overview and recent updates. Food & Function. 7: 20-29.
[16] Patel, A. R., Dumlu, P., Vermeir, L., Lewille, B., Lesaffer, A. and Dewettinck, K. 2015. Rheological characterization of gel-in-oil-in-gel type structured emulsions. Food Hydrocolloid. 46: 84-92.
[17] Patel, A. R., Rajarethinem, P. S., Cludts, N., Lewille, B., De Vos, W. H., Lesaffer, A. and Dewettinck, K. 2014. Biopolymer-based structuring of liquid oil into soft solids and oleogels using water-continuous emulsions as templates. Langmuir. 31: 2065-2073.
[18] Pehlivanoğlu, H., Demirci, M., Toker, O. S., Konar, N., Karasu, S. and Sagdic, O. 2018. Oleogels, a promising structured oil for decreasing saturated fatty acid concentrations: Production and food-based applications. Critical Reviews In Food Science And Nutrition. 58: 1330-1341.
[19] Shchipunov, Y. A. 2001. Lecithin organogel: a micellar system with unique properties. Colloids and Surfaces A: Physicochemical And Engineering Aspects. 183: 541-554.
[20] Tavernier, I., Patel, A. R., Van der Meeren, P. and Dewettinck, K. 2017. Emulsion-templated liquid oil structuring with soy protein and soy protein: κ-carrageenan complexes. Food Hydrocolloid. 65: 107-120.