grăsimilor


Cu moderatie, grasimile si uleiurile sunt o parte necesara a dietei. S-a constatat că aceste materiale pot furniza vitamine liposolubile, acizi grași nesaturați, cum ar fi omega-3 și omega-6, și o serie de alți nutrienți benefici. Desigur, nutriția nu este singurul lor rol; grăsimile și uleiurile oferă, de asemenea, roluri funcționale în alimente, cum ar fi lubrifiantul, structura, aroma, simțul gurii și multe altele. Grăsimile și uleiurile sunt adesea livrate sub formă de emulsii care alcătuiesc multe alimente tradiționale. Maioneza, laptele și smântâna reprezintă emulsii convenționale ulei-în-apă, în timp ce untul și margarina reprezintă tipul opus de apă-în-ulei. Mai recent, există o altă categorie de emulsii numită dublă fază sau emulsii multiple, care sunt oarecum o combinație a celor menționate mai sus. Emulsiile apă-în-ulei-în-apă (WOW) sunt un tip specific de emulsie multiplă.

Ce este o emulsie WOW?
Emulsiile WOW au primit o cotă notabilă de presă în ultimii ani, susținând oportunitățile lor potențiale pentru industria alimentară și a băuturilor, în special în domeniul reducerii grăsimilor, dar potențialul se extinde cu mult dincolo de reducerea grăsimilor.

Emulsiile WOW sunt un fel de emulsie dublă sau multiplă, cu trei faze distincte. Există două tipuri de emulsii duble; apă-în-ulei-în-apă (WOW) și opusul său, ulei-în-apă-în-ulei (OWO). Dintre cele două, emulsiile WOW sunt mai relevante pentru industria alimentară și a suplimentelor, deoarece majoritatea sistemelor alimentare sunt compuse dintr-o fază apoasă continuă (spre deosebire de o fază uleioasă continuă). În ceea ce privește tipul WOW, cele trei faze distincte constau din (1) picături de apă interne care sunt dispersate în (2) o fază uleioasă, care este apoi închisă într-o (3) fază apoasă continuă.

Imaginile confocale care însoțesc acest articol (vezi pagina 83 din versiunea tipărită sau digitală a preparatelor alimentare) arată structura acestor emulsii noi. Prima fotografie prezintă o emulsie standard, în timp ce a doua fotografie este o emulsie WOW cu dublă fază. În imagini, grăsimea apare albă, iar apa apare neagră. Picăturile de apă interne negre ale emulsiei WOW punctează picăturile de ulei mai mari, creând un aspect pătat.

Adesea, literatura se referă la emulsiile WOW ca microemulsii. Deși unele componente ale emulsiilor WOW pot fi în gama micro și nano, ele nu îndeplinesc definiția pentru microemulsii. Emulsiile WOW nu se formează spontan și, de fapt, sunt dificil de realizat. Majoritatea emulsiilor WOW sunt procesate printr-un omogenizator de înaltă presiune, pentru a crea o emulsie stabilă. Picăturile interne de apă sunt adesea în domeniul nano.

Efectuarea emulsiilor WOW
Formarea emulsiilor WOW este o sarcină dificilă. Metodele tipice implică doi pași: mai întâi, realizarea unei emulsii tradiționale apă-în-ulei și apoi dispersarea și emulsionarea întregului amestec în apă, folosind o combinație de surfactanți și forfecare pentru a crea o emulsie apoasă stabilă.

Sunt necesare două tipuri de surfactanți: 1) un echilibru hidrofil-lipofil scăzut (HLB) pentru interfața dintre picătura de apă interioară și picătura de ulei cuprinzând; și 2) un HLB ridicat pentru interfața dintre picătura de ulei și faza apoasă continuă.

Cercetări recente au dus la metode noi și îmbunătățite pentru crearea acestor emulsii. Un exemplu este utilizarea surfactanților copolipeptidici diblori amfiphilici sintetici monocomponenți. Conform publicației Nature din 4 septembrie 2008, Hanson și colab. a raportat: „Acești surfactanți stabilizează chiar picăturile supuse unui flux extrem, ducând la producerea directă, în masă, de nanoemulsii duble robuste, care sunt supuse aplicațiilor de încapsulare nanostructurate în produse alimentare, cosmetice și livrarea de medicamente. Emulsiile rezultate au fost stabile timp de nouă luni, ceea ce abordează, de asemenea, problema inerentă a stabilității emulsiilor WOW.

Rolul WOW în reducerea grăsimilor
Știrile sumbre că obezitatea este în creștere și este adesea scăpată de sub control a fost foarte vizibilă recent. Statisticile abundă informează oamenii că populația nu este doar supraponderală, ci de fapt obeză. Cifrele din Centrul Național pentru Statistici de Sănătate au arătat că 34% dintre americanii cu vârsta de peste 20 de ani au fost clasificați ca obezi (indicele de masă corporală de 30 sau mai mare) în 2007-2008. Astfel, formulatorii de alimente caută în permanență modalități de a crea alimente de mare gust, fără toată grăsimea.

Leatherhead Food International (LFI), cu sediul în apropiere de Londra, analizează capacitatea emulsiilor WOW de a crea produse cu conținut redus de grăsimi, care arată și au gustul omologilor lor convenționali. LFI a fost unul dintre precursorii în cercetarea aplicațiilor WOW, lucrând cu tehnica timp de aproape patru ani.

Kathy Groves, lider de proiect pentru LFI, explică faptul că WOW este locul în care formulatorii fac mai întâi emulsia apă-în-ulei și apoi o plasează într-o fază apoasă. Acest produs final conține picături de apă interne de dimensiuni nano, înconjurate de un strat de ulei, care este apoi înconjurat de o fază apoasă continuă. Acest aranjament structural permite consumatorilor să perceapă în continuare o senzație de gură cremoasă și plină de grăsimi, fără conținutul plin de grăsimi. Picăturile de apă interioare ascunse permit un conținut mai ridicat de apă, reducând astfel conținutul total de grăsime.

LFI a lucrat cu maioneza ca model pentru a demonstra principiile WOW de reducere a grăsimilor. Ei au reușit să obțină o reducere de 40% a grăsimilor față de cea a produsului standard, folosind această tehnologie unică de emulsie. Panelistii instruiți nu au reușit să detecteze o diferență între controlul cu conținut redus de grăsime și cel cu conținut complet de grăsimi. Dr. Stuart Clegg, manager de proiect în Food Innovation Group al LFI, explică în continuare că, în principiu, WOW va funcționa în orice aplicație alimentară care este o emulsie ulei-în-apă, cum ar fi creme, sosuri pentru salate, sosuri și scufundări.

Alte instituții, inclusiv Universitatea și Centrul de Cercetare Wageningen (Olanda) și Institutul Britanic de Cercetare Alimentară (Norwich), cercetează, de asemenea, aplicațiile de emulsie WOW în alimente. Universitatea Wageningen a fost implicată în lansarea unei maioneză comercială cu conținut redus de grăsimi comercializată sub numele de Nanonaise, care utilizează tehnologia WOW.

Obstacole tehnice
Unul dintre dezavantajele WOW este adesea instabilitatea. Aceste emulsii pot fi dificil de preparat și tind să fie instabile dinamic din punct de vedere termic, necesitând tehnici complexe de prelucrare și/sau amestecuri de surfactanți. Amestecurile tind să se prăbușească sub presiune osmotică, deoarece există tendința ca picătura de apă internă să migreze în faza apoasă continuă. Unele dintre aceste probleme sunt abordate de cercetarea hidrocoloidelor proteice pentru a forma straturi adsorbante puternice la interfață, care previne coalescența picăturilor și îmbunătățește stabilitatea emulsiei. De exemplu, unii cercetători au experimentat combinații de cazeinat de sodiu/maltodextrină și proteine ​​din zer/combinații de pectină, pentru a combate cremarea nedorită și transportul de apă între „compartimentele” emulsiei.

O altă provocare asociată cu emulsiile WOW este extinderea. Emulsiile WOW pot fi sensibile la stresul de forfecare întâlnit frecvent în procesarea alimentară pe scară largă comercială. Deși aceste emulsii cu dublă fază au performanțe extraordinare în laborator, trucul este să creezi aceeași textură cremoasă într-o plantă alimentară la scară largă. Prelucrarea alimentară comercială, cu operații unitare, cum ar fi omogenizarea și amestecarea în linie, poate afecta aceste emulsii. Cremarea globulelor de ulei (separarea fazei ulei-apă) este adesea rezultatul unui astfel de stres.

Alte aplicații potențiale WOW
Emulsiile WOW au fost identificate pentru a oferi alte funcții interesante, cum ar fi vehiculele de livrare pentru arome și ingrediente active. Pe măsură ce crește cererea de alimente și băuturi funcționale, formulatorii lucrează din greu pentru a include ingrediente promițătoare, care promovează sănătatea, în alimentele obișnuite. Aceste alimente funcționale oferă beneficii specifice sănătății dincolo de domeniul alimentelor normale. Datorită structurii lor compartimentate, emulsiile WOW au capacitatea de a transporta atât bioactivi polari cât și nepolari. Acest lucru se traduce printr-un vehicul de livrare inovator atât pentru ingrediente pe bază de apă, cât și pentru grăsimi. Mai multe studii au analizat furnizarea de vitamine solubile în apă, substanțe botanice, acizi grași polinesaturați și alte ingrediente active la modă prin tehnologia WOW.

Reducerea sării este o altă aplicație în care emulsiile duble WOW pot avea potențial. Având două faze apoase într-o emulsie, este posibil să se adauge preferențial sare în ambele faze, creând astfel posibilitatea modificării distribuției sării în emulsie. De exemplu, dacă o parte din conținutul de apă este prins în picătura de apă internă și toată sarea este concentrată în faza continuă de apă, atunci consumatorii vor experimenta mai multă sare - deși conținutul total de sare a fost redus.

Alte aplicații interesante există în industria culorii naturale. Antocianinele de afine sunt albastre, până când pH-ul produsului este scăzut, iar apoi devin roșii. Dacă pigmenții de afine sunt încorporați în picăturile de apă interne cu pH neutru care sunt protejate într-o emulsie WOW, atunci poate rămâne albastru, chiar dacă este încorporat într-o băutură cu pH scăzut.

În afara industriei alimentare, cercetările ample au permis încorporarea tehnologiei WOW în produsele farmaceutice, medicale, cosmetice și de cerneală, pentru a numi doar câteva. pf