تاًثیر غلظت اتیل سلولز و پلی‌گلیسرول پلی‌ریسینولئات بر ساختار میکروسکوپی و پایداری اکسایشی اولئوژل روغن کنجد

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه تبریز

2 مربی پژوهش، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

سابقه و هدف: اغلب روغن‌های گیاهی در دمای اتاق به شکل مایع هستند و با توجه به نیاز صنایع غذایی کشور به محصولات چرب دارای بافت پلاستیکی و نیمه‌جامد در شرایط اتاق، تحقیق در زمینه روش‌های نوین ساختاردهی روغن‌های مایع امری ضروری به‌حساب می‌آید. روش‌های مختلفی برای بافت‌دهی و افزایش نقطه ذوب روغن‌های گیاهی استفاده شده است. مخلوط کردن، هیدروژناسیون و اینتراستریفیکاسیون از جمله این روش‌ها هستند. اما روش‌های یادشده دارای مزیت‌ها و عیوبی نیز هستند که موجب شده است در صنعت روغن به‌دنبال روش‌های جدیدتری از تولید روغن‌های پلاستیکی باشیم. تولید اولئوژل از روغن‌های گیاهی با استفاده از پلیمر و سورفکتانت، به‌عنوان روشی جایگزین برای ساختاردهی متداول روغن‌هاست که موجب کاهش دریافت اسیدهای چرب اشباع و ایزومرهای ترانس اسیدهای چرب از طریق رژیم غذایی می‌شود.

مواد و روش‌ها: در این پژوهش 6 فرمول اولئوژل تهیه شد. 3 فرمول با استفاده از روغن کنجد (80 ، 85 و 90 درصد) و اتیل‌سلولز (10، 15و 20 درصد) و 3 فرمول دیگر با استفاده از روغن کنجد و مخلوط اتیل‌سلولز و PGPR (پلی‌گلیسرول پلی‌ریسینولئات) به نسبت 1:3 تولید شدند. وضعیت ظاهری اولئوژل‌ها ارزیابی شد. ساختار میکروسکوپی آنها با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی گردید. ترکیب اسیدهای چرب اولئوژل‌ها با روش کروماتوگرافی گازی تعیین شد. اولئوژل‌های تولید شده در شرایط متفاوت دمای اتاق و یخچال به مدت 60 روز نگهداری شدند و روی آنها آزمون‌های عدد پراکسید و عدد اسید تیوباربیتوریک پس از تولید و هر 30 روز یک‌بار انجام شد.

یافته‌ها: بررسی وضعیت ظاهری اولئوژل‌ها نشان داد با افزایش غلظت اتیل‌سلولز استحکام شبکه ژلی افزایش یافت. افزودن PGPR به فرمولاسیون منجر به افزایش حالت پلاستیکی ژل‌ها و کاهش چسبندگی آنها گردید. در مطالعه میکروسکوپی، شبکه‌ای سازمان یافته متشکل از رشته‌های اتیل‌سلولزی دیده شد که روغن مایع در میان آنها به‌دام افتاده بود. با افزایش غلظت اتیل‌سلولز، شبکه‌ای پیوسته از رشته‌های پلیمری شکل گرفت. با افزودن PGPR، ضخامت رشته‌های اتیل‌سلولز کاهش یافت و شبکه همگن‌ و یکنواخت‌تری مشاهده شد. نتایج تفاوت معنی‌داری را بین ترکیب اسیدهای چرب اولئوژل‌ها و روغن کنجد نشان نداد. در بررسی‌های ماندگاری، با افزایش غلظت اتیل-سلولز، اعداد پراکسید اولئوژل‌ها کاهش یافت. اعداد پراکسید و اسید تیوباربیتوریک در شرایط مختلف نگهداری افزایش یافتند. اولئوژل‌های نگهداری شده در یخچال، اعداد پراکسید کمتری داشتند. تحقیقات بیشتر برای درک روند تولید محصولات ثانویه اکسیداسیون اولئوژل‌ها مورد نیاز است.

نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج حاصل از پژوهش حاضر، امکان تولید اولئوژل با درجه غذایی از روغن کنجد، اتیل‌سلولز و PGPR وجود دارد. به‌نظر می‌رسد این اولئوژل‌ها پتانسیل بالایی برای استفاده در فرمولاسیون چربی‌های دارای بافت و مارگارین‌ها داشته باشند و جایگزین سالمی برای انواع روغن‌های هیدروژنه محسوب می‌شوند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of ethylcellulose and polyglycerol polyricinoleate concentration on microstructure and oxidative stability of sesame oil oleogel

نویسنده [English]

  • Farnaz Shariat 2
1
2 Researcer, Seed and Plant Improvement Research Institute , Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده [English]

Abstract
Background and Objectives: Most of the vegetable oils are liquid in the room temperature. Investigations about novel structuring methods of liquid oils are necessary due to the need of food industry to texturized fats with plastic and semi-solid texture in ambient conditions. There are different methods to produce semi-solid fats including, hydrogenation, blending, and interesterification. The mentioned methods have some advantages or disadvantageous. In the vegetable oil industry, there is the desire to use new methods of producing texturized fats. Oleogels obtained from vegetable oils using polymer and surfactant is an alternative for common structuring ways, with the aim of reducing saturated and trans fatty acids intake through the diet.

Materials and Methods: In this study, oleogels with six different formulas were prepared. The first 3 ones were made with sesame oil (80, 85 and 90%) and ethylcellulose (10, 15 and 20%); the others were prepared with the same oil contents and the mixtures of ethylcellulose and polyglycerol polyricinoleate, 3:1. Atomic force microscopy was utilized to image the microstructure of the oleogels. Fatty acid profile of prepared gels was determined by gas chromatography. The oleogels were stored at different conditions (ambient temperature and refrigerator). Their peroxide and thiobarbituric acid values were determined after production and every 30 days during 2 months storage.

Results: The investigation of apparent properties showed that by the increase in ethylcellulose concentration, the strength of gel network was increased. PGPR addition to formulations resulted in increased plasticity and decreased the stickiness of the gels. Microscopic images showed an organized network of ethylcellulose strands which trapped liquid oil. As ethylcellulose concentration increased, continuous network of polymer strands was formed. A decrease in thickness of ethylcellulose strands was observed upon PGPR addition and more homogenous and uniform gel network was formed. Results showed no significant differences between the fatty acid profile of sesame oil and its oleogels. In shelf life studies, by increasing concentration of ethyl cellulose, peroxide values of prepared oleogels tended to decrease. Peroxide and thiobarbituric acid values of the oleogels were increased during storage conditions. The oleogels in the refrigerator had lower peroxide values. Further research is needed to understand secondary oxidation process of the oleogels.

Conclusion: As a general result, it is possible to produce food-grade oleogels from sesame oil, ethylcellulose, and PGPR. It seems such gels have a great potential to use in the formulation of texturized fats and margarines and they are healthy alternatives for various types of hydrogenated oils.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ethyl cellulose
  • Oleogel
  • Organogel
  • polyglycerol polyricinoleate
  • Sesame oil

مراجع

1.Azadmard-Damirchi, S. 2012. Food chemistry and analysis. Amidi Publications, Tabriz, 475p. (In Persian)
2. Bot, A., and Floter, E. 2011. Edible oil oleogels based on self-assembled, β-sitosterol and of γ-oryzanol tubules. P 49-80, In A.G. Marangoni and N. Garti (eds), Edible oleogels. AOCS Press, Urbana.
3.Co, E.D., and Marangoni, A.G. 2012. Organogels: an alternative edible oil-structuring method. J. Am. Oil Chem. Soc. 89: 749-780.
4.Davidovich-Pinhas, M., Barbut, S., and Marangoni, A.G. 2015. The gelation of oil using ethylcellulose.  Carbohydrate polymers. 117: 869-878.
5.Davidovich-Pinhas, M., Barbut, S., and Marangoni, A.G. 2015. The role of surfactants on ethylcellulose oleogel structure and mechanical properties. Carbohydrate Polymers. 127: 355-362.
6.Dey, T., Kim, D., and Marangoni, A.G. 2011. Ethyl cellulose oleogels. P 295-311. In: A.G. Marangoni and N. Garti (eds), Edible oleogels: structure and health implications, AOCS Press, Urbana.
7.Gravelle, A.J., Barbut, S., and Marangoni A.G. 2012. Ethylcellulose oleogels: manufacturing considerations and effects of oil oxidation. Food Res Int. 48: 578-583.
8.Hughes, N.E., Marangoni, A.G., Wright, A.J., Rogers, M.A., and Rush, J.W.E. 2009. Potential food applications of edible oil organogels. Trends Food Sci. Technol. 20(10): 470-480.
9.ISIRI, Plant and animal oils and fats, Determination of 2-Thiobarbitoric acid value-direct method, Iranian National Standard No. 10494, the first edition, 2008.
10.ISIRI, Plant and animal oils and fats, peroxide content measured by iodometry-specified endpoint in the eye, Iranian National Standard No. 4179, the first revision, 2008.
11.Laredo, T., Barbut, S., and Marangoni A.G. 2011. Molecular interactions of polymer oleogelation. Soft Matter. 7: 2734-2743.
12.Marangoni, A.G. 2010. Polymer gelation of oils. Patent WO 2010143066 A1.
13.Menisk, R.P., Zock, P.L., Kester, A.D.M., and Katan, M.B. 2003. Effects of dietary fatty acids and carbohydrates on the ratio of serum total to HDL cholesterol and on serum lipids and apolipoproteins: a meta-analysis of 60 controlled trials. Am J Nutr. 77: 1146-1155.
14.Patel, A.R., Schatteman, D., Lesaffer, A., and Dewettinck K. 2013. A foam-templated approach for fabricating organogels using a water-soluble polymer. RSC Advances. 45: 3. 22900-22903.
15.Sortz, T.A., Zetzl, A.K., Barbut, S., Cattaruzza, A. and Marangoni A.G. 2012. Edible oleogels in food products to help maximize health benefits and improve nutritional profiles. Lipid Technology. 24(7): 151-154.
16.Totosaus, A., Gonzalez-Gonzales, R., and Fragoso M., 2016. Influence of the type of cellulosic derivatives on the texture, and oxidative and thermal stability of soybean oil oleogel. Grasas Y Aceites. 67: 3. http://grasasyaceites. revistas.csic.es.
17.Youssef, M.K., and Barbut, S. 2009. Effects of protein level and fat/oil on emulsion stability, texture, microstructure and color of meat batters. Meat Science. 82: 2. 228-233.
18.Zetzl, A.K., Gravelle, A.J., Kurylowicz, M., Dutcher, J., Barbut, S., and Marangoni A.G. 2014. Microstructure of ethyl cellulose oleogels and its relationship to mechanical properties. Food Structure. 2:  27-40.
19.Zetzl, A.K., and Marangoni, A.G. 2014. Structured emulsions and edible oleogels as solutions to trans-fat. In D.R Kodali (ed), Trans fat solutions, AOCS Press, Urbana. https://aocs.personifycloud.com.
20.Zetzl, A.K., Marangoni, A.G., and S, Barbut. 2012. Mechanical properties of ethylcellulose oleogel and their potential for saturated fat reduction in frankfurters. Food Funct. 3(3): 327-337.
نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
دوره 11، شماره 2
بهمن 1398
صفحه 63-76

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار