Μελέτη αντικατάστασης της λιπαρής φάσης τυριού με λιπαρά εμπλουτισμένα με Βιταμίνη D

Abstract

Στις μέρες μας, το ενδιαφέρον του καταναλωτή στρέφεται ολοένα και περισσότερο σε ένα πιο υγιεινό τρόπο ζωής. Η βιομηχανία τροφίμων στην προσπάθεια της να καλύψει την ανάγκη αυτή, αναπτύσσει καινοτόμα προϊόντα που περιέχουν βιοδραστικές ουσίες, τα οποία προσφέρουν σημαντικά οφέλη στην υγεία μας, τα λεγόμενα λειτουργικά τρόφιμα. Σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής μελέτης ήταν η δημιουργία ενός λειτουργικού τροφίμου με την ανάπτυξη νανοδιασπορών για τον εγκλωβισμό βιταμίνης D3 σε άπαχο πρόβειο γάλα. Το πείραμα είχε δύο προσεγγίσεις με την πρώτη να αναφέρεται στην ανάπτυξη νανογαλακτώματος τύπου έλαιο-σε-νερό (O/W), στο οποίο πραγματοποιήθηκε ενθυλάκωση βιταμίνης D3 (χοληκαλσιφερόλη) που είναι απαραίτητη για την εύρυθμη λειτουργία όλων των οργανισμών. Οι νανοδιασπορές παρασκευάστηκαν με χρήση εδώδιμων επιφανειοενεργών που χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία τροφίμων. Ως επιφανειοενεργά χρησιμοποιήθηκαν τα Tween 40, Tween 60, MILKOPRO 7067 ή μίγματα αυτών και ως ελαιώδης φάση τo σογιέλαιο, ηλιέλαιο και ελαιόλαδο. Η παρασκευή και σταθεροποίηση των νανοδιασπορών έγινε με χρήση ομογενοποιητή υψηλής πίεσης. Ακολούθως, πραγματοποιήθηκε δομική μελέτη των νανο-σταγονιδίων στο χρόνο με την τεχνική της Δυναμικής Σκέδασης Φωτός (Dynamic Light Scattering- DLS), παρουσία και απουσία της βιοδραστικής ουσίας, δίνοντάς πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος της διεσπαρμένης φάσης (νανοσταγονίδια φυτικών ελαίων) καθώς και την ομοιογένεια και την σταθερότητα του συστήματος. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε προσθήκη νανογαλακτώματος παρουσία βιταμίνης D3 (0,14μg /mL) σε άπαχο πρόβειο γάλα. Η δεύτερη προσέγγιση, αναφέρεται στη δημιουργία ενός νανογαλακτώματος με το ίδιο το γάλα και την προσθήκη ζωικής κρέμας ως τη λιπαρή φάση του συστήματος με ή χωρίς βιταμίνη D και τη χρήση εδώδιμων επιφανειοενεργών MILKOPRO 7067. H παρασκευή έγινε με χρήση ομογενοποιητή υψηλής πίεσης και ο δομικός χαρακτηρισμός και η σταθερότητα στον χρόνο μελετήθηκε με την τεχνική της DLS. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι επετεύχθη σχηματισμός (O/W) νανογαλακτωμάτων με ενθυλάκωση βιταμίνης D3 και σταθερότητα μεγέθους σωματιδίων στα συστήματα σε σχέση με το χρόνο. Πιο συγκεκριμένα, για την ομάδα συστημάτων με τα μίγματα επιφανειοενεργών (1:1) παρατηρήθηκε καλύτερη σταθερότητα μεγέθους για το σύστημα με το σογιέλαιο και επιφανειοενεργό το Tween 40 στις 15 ημέρες. Για τα συστήματα με μεμονωμένα επιφανειοενεργά, φυτικά έλαια το σογιέλαιο και ελαιόλαδο αντίστοιχα και εγκλωβισμό Βιταμίνης D, παρατηρήθηκε ότι το σύστημα με ελαιόλαδο και Tween 40 συγκέντρωσης βιταμίνης 5,2x〖10〗^(-5)Μ, το μέγεθος των σταγονιδίων παρέμεινε σταθερό για 30 ημέρες. Ενώ, για συγκέντρωση βιταμίνης D 2,1 x〖10〗^(-5)Μ τα συστήματα με Tween 40 και σογιέλαιο ή ελαιόλαδο παρέμειναν σταθερά για 50 ημέρες. Ωστόσο, όταν ενσωματώθηκε ποσότητα του νανογαλακτώματος αυτού ενισχυμένο με βιταμίνη D στο πρόβειο άπαχο γάλα παρατηρήθηκε διαχωρισμός των δύο φάσεων από την 1η κιόλας ημέρα. Τέλος, για τo σύστημα με το ίδιο το άπαχο πρόβειο γάλα και την προσθήκη 1% κρέμας γάλακτος και 5% MILKOPRO παρατηρήθηκε σταθερότητα μεγέθους των νανοσταγονιδίων για 8 ημέρες χωρίς να παρατηρηθεί διαχωρισμός των δύο φάσεων.

Nowadays, consumer interest is increasingly turning to a healthier lifestyle. The food industry, in an effort to meet this need, is developing innovative products containing bioactive substances that offer significant health benefits, so-called functional foods. With nanotechnology, nanoemulsions are developed to encapsulate desirable substances, such as vitamin D. The purpose of this study was to create a functional food with the development of nanoparticles for vitamin D3 encapsulation in lean sheep's milk, with the aim of subsequent cheese-making. The experiment had two approaches, with the first referring to the development of oil-in-water (O / W) nano-emulsification in which vitamin D3 encapsulation (cholecalciferol) was necessary for the proper functioning of all organisms. Nano-dispersions were prepared using edible surfactants widely used in the food industry. Surfactants Tween 40, Tween 60, MILKOPRO 7067 or mixtures thereof were used and soybean oil, sunflower oil, and olive oil as an oil phase. The preparation and stabilization of nanodispersions was performed using a high pressure homogenizer. Subsequently, a dynamic study of the nano-droplets in time with the Dynamic Light Scattering (DLS) technique was carried out in the presence and absence of the bioactive substance, giving information on the size of the dispersed phase (vegetable oil nanoparticles) and the homogeneity and stability of the system. Subsequently, a nanoemulsion was added in the presence of vitamin D3 (0.14 μg / mL) in skim sheep's milk. The second approach relates to the creation of a milk-based nanoemulsion and the addition of animal cream to the fatty phase of the system with or without vitamin D and the use of edible surfactants MILKOPRO 7067. The preparation was carried out using a high-pressure homogenizer and structural characterization and stability over time was studied with Dynamic Light Scattering (DLS) technique. The results showed successful formation of (O / W) nanoemulsions with vitamin D3 encapsulation and were evaluated by the maintenance of size distribution for several days. In particular, for the group with surfactant mixtures (1: 1), greater stability of size was observed for the system with soybean oil and Tween 40 at 15 days. It was observed that the system with olive oil and Tween 40, vitamin concentration of 5.2 x〖10〗^(-5)Μ, the droplet size remained stable for 30 days. Whereas, vitamin enriched nanoemulsions with concentration 2.1x〖10〗^(-5)M, Tween 40 and soybean oil or olive oil remained stable for 50 days. However, when an amount of this vitamin D-enriched nanoemulsion was incorporated into sheep's milk, splitting of the two phases was observed from day 1. Finally, for the sheep's milk system itself and the addition of 1% cream and 5% MILKOPRO nanoparticle size stability was observed for 8 days without the two phases being separated.