Μικροδομή και ρεολογικές ιδιότητες γλυκοζιτών στεβιόλης (reb-A)
Creators: name: Τσουμάγκα, Μελπομένη Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Ρεμπαουδιοσίδη Α
Πηκτές
Ρεολογία
Rebaudioside A
Gel network
Rheometry

description: Οι γλυκοζίτες στεβιόλης παρουσιάζουν αυξανόμενη ζήτηση στη βιομηχανία τροφίμων, λόγω της χαμηλής θερμιδικής τους αξίας και της φυσικής τους προέλευσης. Λόγω της ισχυρής γλυκαντικής ισχύος, η προσθήκη μικρής μόνο ποσότητας είναι αρκετή για την επίτευξη των επιθυμητών γευστικών αποτελεσμάτων, ενώ εμφανίζει συνεργιστική δράση με τις γλυκαντικές ενώσεις επικαλύπτοντας τυχόν μεταλλική ή πικρή επίγευση. Οι γλυκοζίτες στεβιόλης χρησιμοποιούνται σε ολοένα και περισσότερα συστήματα τροφίμων με την ιδιότητα του γλυκαντικού (Ε960), ενώ μελέτες έχουν αποδείξει την καταλληλόλητα της χρήση τους από άτομα με σακχαρώδη διαβήτη και υπέρταση. Οι γλυκοζίτες στεβιόλης, λόγω της αμφιφιλικής δομής τους, παρουσιάζουν χαρακτηριστικές ιδιότητες τασιενεργών ενώσεων, οι οποίες έχουν διερευνηθεί ως προς τη δυνατότητα ενθυλάκωσης υδρόφοβων ουσιών. Οι περισσότερες έρευνες αναφέρονται στη δράση της στεβιοσίδης, ενώ περιορισμένες είναι οι διαθέσιμες πληροφορίες για τη χρήση της ρεμπαουδιοσίδης-Α. Σκοπός της μεταπτυχιακής διατριβής ήταν η μελέτη της μικροδομής και των ρεολογικών ιδιοτήτων υδατικών διαλυμάτων ρεμπαουδιοσίδης Α (Reb-A), όπως προέκυψαν έπειτα από την εφαρμογή μαγνητικής ανάδευσης, υπερήχων και θέρμανσης αντίστοιχα. Η ανάπτυξη θολώματος εξαρτήθηκε από τη συγκέντρωση και τη θερμοκρασία του διαλύματος, αλλά και από το ποσοστό της κινητικής ή θερμικής ενέργειας που διοχετεύτηκε στο σύστημα. Διαλύματα με συγκέντρωση μικρότερη από 0,5 % w/w Reb-A δεν εμφάνισαν θόλωμα έπειτα από καμία διεργασία, ενώ για το σύνολο των συγκεντρώσεων παρατηρήθηκε η παραμονή των γλυκοζιτών στεβιόλης εν διαλύσει σε θερμοκρασίες κάτω των 8 ˚C και πάνω των 47 ˚C. Όταν η προσφερόμενη μηχανική ενέργεια επέφερε θολερότητα υψηλότερη από 80 ntu (nephelometric units), σε διαλύματα θερμοκρασιών 20˚C - 40˚C, τότε συγκροτήθηκε δίκτυο πηκτής. Ισχυρές πηκτές, οι οποίες δεν έρεαν με την περιστροφή του περιέκτη (free standing) σχηματίστηκαν από διαλύματα θολερότητας μεταξύ των τιμών 80 - 2000 ntu. Πηκτές δεν σχηματίστηκαν για διαλύματα συγκεντρώσεων 1 % w/w Reb-A, ενώ για συγκεντρώσεις μεγαλύτερες από 10 % w/w δημιουργήθηκαν πηκτές ακόμα και χωρίς την προσφορά ενέργειας. Η μικροδομή των πηκτών, η φύση των δεσμών και οι μηχανικές ιδιότητες μελετήθηκαν με τη χρήση συνεστιακής μικροσκοπίας (CLSM), φασματοσκοπίας υπερύθρου (FT-IR) και ρεομέτρου μικρών μεγάλων παραμορφώσεων αντίστοιχα. Οι πηκτές συγκροτήθηκαν λόγω των μικρο-ινιδίων που σχηματίστηκαν μετά τη διαλυτοποίηση των γλυκοζιτών Reb-A, και το είδος των πηκτών εξαρτήθηκε από το μήκος των ινιδίων και το βαθμό συσσωμάτωσης τους. Η σημαντικότητα της έρευνας έγκειται στο γεγονός ότι εστιάζει στις δομές των γλυκοζιτών ρεμπαουδιοσίδης Α, που αυτό-οργανώνονται σε υδατικά διαλύματα. Οι συγκεκριμένες δομές παρουσιάζουν ερευνητικό ενδιαφέρον αναφορικά με τη δυνατότητα σχηματισμού πηκτωμάτων, τη γαλακτωματοποιητική τους δράση, τη δυνατότητα σταθεροποίηση γαλακτωμάτων, αιωρημάτων ή αφρών, αλλά και την ενθυλάκωση ενώσεων (υδρόφοβες, ευοξείδωτες κ.α.).
description: In recent years, steviol glycosides, which are non-caloric sweeteners that can be obtained from natural sources, show a significant increase in the food market industry. Due to their high potency as sweeteners, steviol glycosides can be used in low quantities leading to the desired taste results, while they can blend with other sweeteners compounds resulting in the improvement of flavors such as bitter or metallic aftertaste. Moreover, steviol glycosides are being used increasingly as sweeteners (E960), in a variety of food systems, while the same time studies have been shown that the use of these kind of sweeteners is safe, especially for people suffering from diabetes and hypertension. Furthermore, steviol glycosides exhibit characteristic properties of surfactants attributed to their amphiphilic structure, which have been investigated for their ability to capture hydrophobic compounds and to stabilize emulsions as well. The majority of studies mostly concern the activity of stevioside, while on the other hand only a few studies have been published in the scientific literature for the use of rebaudioside-A (Reb-A). The aim of this study is to thoroughly assess the functional properties of Reb A in aqueous solutions. Aqueous solutions of Reb A (&gt;95%) were prepared at concentrations of 0,5 % - 15 % (w/w) at a wide range of temperatures (0°C - 90°C). Different approaches to the dissolution of Reb A were made (i) by agitation of different duration and (ii) by using ultrasonication at different energy levels. Samples were subsequently stored to assess their stability. To begin with, Reb A was dissolved, but progressive segmentation was observed with time at certain tests when concentration was higher than 0,5 %. Temperature seemed to have a significant effect on the formation of the glycoside’s microstructure in water. At high temperatures (&gt;50°C) as well as when approaching freezing point of water, Reb A remained dissolved creating a crystal-clear solution. However, when the temperature approached room conditions, the samples became turbid and the viscosity of the solution was increased. Moreover, at conditions approaching room temperature, an increase in concentration of Reb A resulted in an increase in viscosity of the samples due to the formation of a gel network. Turbidity is due to the formation of needle-like microstructures of Reb-A and it directly affects the type of gels. Aqueous solutions with turbidity between 80-2000 ntu formed free standing gels. No microbial deterioration was noticed during a month of storage at room temperature. The physicochemical properties were evaluated by using Confocal Microscopy, rheometric and FT-IR analysis. These findings give significant new insights into the functional properties of Reb A that may result in new applications in the industrial field. The scientific importance of this study is focused on the ability of Reb-A to create needle-like microstructures that are able to form a gel network. There is a lot of scientific interest regarding its potential use as an emulsifier, a foam or emulsion stabilizer and a mean of encapsulation.