Μελέτη σταθεροποίησης γαλακτωμάτων τύπου pickering με χρήση νανοσωματιδίων ανθεκτικού αμύλου

Abstract

Σκοπός της συγκεκριμένης μελέτης είναι η δημιουργία σταθερών γαλακτωμάτων τύπου Pickering με την χρήση φυσικώς τροποποιημένου αμύλου υψηλής περιεκτικότητας σε αμυλόζη. Πιο συγκεκριμένα θα διερευνηθεί η χρήση νανοσωματιδίων αμύλου ως γαλακτωματοποιητή, με απώτερο στόχο να αντικαταστήσουν άλλους γαλακτωματοποιητές και θα αξιολογηθεί το μέγεθος των σωματιδίων του αμύλου αλλά και το πόσο αυτό επηρεάζει την σταθερότητα των παραγόμενων γαλακτωμάτων. Στα νανοσωματίδια ανθεκτικού αμύλου που παρασκευάστηκαν αξιολογήθηκε η διαλυτότητα, η ικανότητα διόγκωσης και η ικανότητα κατακράτησής νερού, συγκριτικά με τους κόκκους του ακατέργαστου αμύλου. Στην συνέχεια παρασκευάστηκαν γαλακτώματα που αποτελούνταν από διαφορετικές συγκεντρώσεις, 1%, 3% και 5% w/v νανοσωματιδίων ανθεκτικού αμύλου (Resistance Starch Nano- Particles, RSnp) και περιεκτικότητες ελαίου 1%, 5% και 10% v/v, ενώ μελετήθηκαν μεταβολές όπως ο διαχωρισμός των φάσεων, το μέγεθος, το ζ-δυναμικό και τα ρεολογικά τους χαρακτηριστικά για 60 ημέρες αποθήκευσης σε θερμοκρασίες 4 °C και 25 °C. Μέσω της μεθόδου δυναμικής σκέδασης φωτός βρέθηκε ότι ένα χρονικό διάστημα 60 λεπτών επεξεργασίας με υπερήχους επαρκεί για την δημιουργία ενός σταθερού εναιωρήματος νανοσωματιδίων αμύλου, που αποτέλεσε την υδατική φάση γαλακτωμάτων αποδίδοντας ικανοποιητικό μέγεθος σταγονιδίων (~220 nm). Η επεξεργασία με υπερήχους επέδρασε θετικά στα γαλακτώματα, με μείωση του μεγέθους σταγονιδίων, αποφυγή διαχωρισμού των φάσεων και αύξηση του ζ-δυναμικού και του ιξώδους. Τα γαλακτώματα με συγκεντρώσεις 3% και 5% w/v RSnp και 1% και 5% v/v έλαιο είναι αυτά που κατάφεραν να διατηρήσουν μια καλή σταθερότητα κατά το χρονικό διάστημα αποθήκευσης, με το γαλάκτωμα 3% w/v RSnp και 1% v/v έλαιο να παρουσιάζει την μεγαλύτερη σταθερότητα και στις 2 θερμοκρασίες αποθήκευσης.

The purpose of the study is to create stable Pickering-type emulsions using physically modified starch with a high amylose content. More specifically, the use of starch nanoparticles as an emulsifier will be investigated, with the ultimate goal of replacing other emulsifiers, and the size of the starch particles will be evaluated, as well as how much this affects the stability of the produced emulsions. The prepared resistant starch nanoparticles were evaluated for solubility, swelling capacity and water retention capacity, compared to the raw starch granule. Emulsions were then prepared consisting of different concentrations, 1%, 3% and 5% w/v of Resistance Starch Nano-Particles (RSnp) and oil contents of 1%, 5% and 10% v/v, while studied changes such as separation of the phases, their size, ζ-potential and rheological characteristics for 60 days of storage at temperatures 4 °C and 25 °C. Through the dynamic light scattering method, it was found that a period of 60 minutes of ultrasonic treatment is sufficient to create a stable suspension of starch nanoparticles, which formed the aqueous phase of emulsions yielding a satisfactory droplet size (~220 nm). Sonication had a positive effect on the emulsions, with a reduction in droplet size, avoidance of phase separation and an increase in z-potential and viscosity. Emulsions with concentrations of 3% and 5% w/v RSnp and 1 and 5% v/v oil were the ones that managed to maintain a stability during the storage period, with the emulsion 3% w/v RSnp and 1% v/v oil to show greater stability at both storage temperatures.