Skip to main content
SUPERVISOR
Amir Hosein Goli,Goly Fayaz dastgerdi
سیدامیرحسین گلی (استاد راهنما) گلی فیاض دستگردی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maryam Moradabbasi fouladi
مریم مرادعباسی فولادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Oleogel production with emulsion-templated method using biopolymers of sodium caseinate and xanthan gum
Formulation of lipid-based food often needs solid fats to make appropriate texture and stability in the products. The solid fat used in foods contains significant amounts of saturated and trans fatty acids that its excessive consumption leads to cardiovascular diseases, cancer, and type 2 diabetes. Accordingly, food researchers have explored suitable alternatives for saturated, hydrogenated and trans fatty acids including a new system called "organogel". Edible organogels prepared from trapping liquid vegetable oils (with less saturated and no trans fatty acids) in a structured network (such as biopolymers) create a gel-like structure well-known as "oleogel". Hence, indirect methods such as emulsion templated approach have been investigated to produce oleogel in non-thermal process. So, the purpose of this study was to fabricate emulsion-templated oleogel using sodium caseinate (emulsifier) and xanthan gum (thickening agent) biopolymers. In order to investigate the possibility of oleogel production by this method, first emulsions with different concentration of sodium caseinate (2% and 4%) and xanthan gum (0, 0.2% and 0.4%) with vegetable oil (60% w/w) were prepared; then, microscopic images, particle size, zeta potential and rheological properties (viscosity, loss and storage modulus) of the emulsions were studied. Based on the results, increasing in sodium caseinate concentration significantly reduced the droplet size, while zeta potential significantly increased. The effect of xanthan gum concentration on droplet size was not significant while a significant effect was observed on zeta potential by changing xanthan gum concentration. The results of the rheological test showed that the storage modulus was higher than the loss modulus, indicating semi-solid behavior. The emulsion samples were then dried in freeze drier for 48 h and sheared into oleogels. Hardness of dried samples and oil loss in the respective oleogels showed a significant effect of two biopolymers concentration, as the hardness increased and the oil loss decreased. For this purpose, a sample containing 4% sodium caseinate and 0.2% xanthan with another sample containing 4% sodium caseinate and 0.4% xanthan as the superior formulas were selected for examining the effect of drying method (high and low temperature) on oxidative stability, color, rheological properties, hardness, oil loss and internal oleogel structure. The results showed that drying method or biopolymers concentration had no significant effect on the oil freshness but the change in biopolymers concentration on oil loss of the oleogel was significant since the biopolymers inhibited the prooxidants permeation and oil was well entrapped in their structure. Rheological properties indicated that drying method had no significant effect on the mechanical strength of the oleogels with lower biopolymers concentration but at a higher biopolymers concentration this change was significant because the crust formation during vacuum oven heating reduced elasticity. On the other hand, the produced oleogel had at least 50% structure recovery, and vacuum oven dried oleogel (with a constant concentration of biopolymers) showed higher structure recovery than the freeze-dried samples, indicating the effect of the drying method on the oleogel properties. The results revealed that lyophilization due to the short time and better oleogel texture, can be more convenient than vacuum oven method. Key Words: Emulsions, Oleogel, Freeze drier, Vacuum oven, Oxidative stability, Rheology
فرمولاسیون مواد غذایی بر پایه ی چربی، اغلب نیازمند چربی جامد است تا بافت و پایداری مناسب را در محصول ایجاد کند. بخش جامد مورد استفاده حاوی مقادیر قابل توجهی اسید های چرب اشباع و غالبا ترانس می باشد که مصرف بی رویه آن منجر به بروز بیماریهای قلبی - hy; عروقی، سرطان و دیابت نوع دو می شود hyhy;. بر همین اساس، محققین صنعت غذا به دنبال جایگزین هایی مناسب برای اسیدهای چرب اشباع، هیدروژنه و ترانس می باشند که از جمله آن ها به کارگیری سیستم جدید "ارگانوژل " است. ارگانوژل های خوراکی که از به دام افتادن روغن های مایع گیاهی (با اشباعیت کمتر و بدون ترانس) در یک شبکه ساختار یافته (نظیر زیست پلیمرها) حاصل شده و نهایتا ساختار ژل مانندی را ایجاد می کنند " اولئوژل" نامیده می شوند. از این رو، روش‌های غیر مستقیمی از جمله تولید امولسیون به منظور استفاده از زیست پلیمر‌ها به عنوان ترکیب ژل کننده و بدون حرارت دهی، مورد بررسی قرار گرفته اند. هدف از این تحقیق تهیه اولئوژل به روش تولید امولسیون با استفاده از زیست پلیمرهای سدیم کازئینات (امولسیفایر) و صمغ زانتان (تغلیظ کننده) است. به منظور 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 ( 0 ، % 2/0 و % 4/0) به همراه روغن گیاهی (60% وزنی/وزنی) تهیه و سپس تصاویر میکروسکوپی، اندازه ذرات، پتانسیل زتا و خواص رئولوژیک (ویسکوزیته، مدول اتلافی و ذخیره) امولسیون های تولیدی بررسی شد. بر اساس نتایج حاصل، افزایش غلظت سدیم کازئینات باعث کاهش معنا دار اندازه قطرات روغن و افزایش معنادار مقادیر پتانسیل زتا شد. اثر غلظت زانتان بر اندازه قطرات معنادار نبود درحالیکه اثر آن بر پتانسیل زتا معنادار گزارش شد. نتایج حاصل از آزمون رئولوژیکی نمونه های امولسیون، بیشتر بودن مدول ذخیره را نسبت به مدول اتلافی نشان داد که بیانگر رفتار شبه جامد امولسیون بود. در ادامه نمونه های امولسیونی در خشک کن انجمادی به مدت 48 ساعت خشک شده و پس از اعمال نیروی برشی، اولئوژل تهیه شد. نتایج حاصل از بررسی سفتی بافت نمونه های خشک شده و نشت روغن در اولئوژل های مربوطه اثر غلظت دو زیست پلیمر را معنادار نشان داد، به طوریکه با افزایش غلظت سفتی بافت افزایش و نشت روغن کاهش یافت. به همین منظور نمونه ی حاوی % 4 سدیم کازئینات و % 2/0 زانتان به همراه نمونه ی دیگر حاوی % 4 سدیم کازئینات و % 4/0 زانتان به عنوان دو فرمول بهینه برای بررسی اثر روش خشک کردن (با دمای بالا و پایین) بر پایداری اکسیداتیو، رنگ، خصوصیات رئولوژیکی، سفتی بافت، درصد نشت روغن و ساختار درونی اولئوژل انتخاب شدند. نتایج نشان دادکه روش خشک کردن و تغییر در غلظت زیست پلیمر ها اثر معناداری بر تازگی روغن نداشت اما تغییر غلظت زیست پلیمر ها بر درصد نشت روغن در اولئوژل معنادار بود چرا که زیست پلیمر ها نه تنها مانعی در برابر نفوذ پرواکسیدانت ها بوده بلکه روغن به خوبی در ساختار آن ها به دام می افتد. بررسی خصوصیات رئولوژی بیانگر این بود که با تغییر در روش خشک کردن تغییر قابل توجهی در قدرت مکانیکی اولئوژل با غلظت کمتری از زیست پلیمر ها دیده نشد اما در غلظت بیشتر زیست پلیمر ها این تغییر قابل توجه بود چرا که تشکیل پوسته حین حرارت دهی در آون خلاء باعث کاهش الاستیسیتی شد. از طرفی اولئوژل تولیدی حداقل تا50 درصد قابلیت احیای ساختار داشت به طوریکه این شاخص در اولئوژل حاصل از آون ( با غلظت ثابتی از زیست پلیمر ها) بیشتر از نمونه های خشک کن انجمادی بود. نتایج نشان داد که استفاده از خشک کن انجمادی می تواند به دلیل زمان کمتر فرایند و خصوصیات بافتی بهتر محصول، روش مناسب تری در مقایسه با روش آون خلاء باشد. کلمات کلیدی: امولسیون، اولئوژل، خشک کن انجمادی، آون خلاء، پایداری اکسیداتیو، رئولوژی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی