Μελέτη εδώδιμων ελαιοπηκτών μονογλυκεριδίων σε ελαιόλαδο και παράγοντες που επηρεάζουν τις ιδιότητές τους
Creators: name: Σονιάδης, Αλέξανδρος Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Εδώδιμες ελαιοπηκτές
Μονογλυκερίδια
Φυτοστερόλες
Edible oleogels
Monoglycerides
Phytosterols

description: Οι ελαιοπηκτές αποτελούνται από εδώδιμα έλαια τα οποία, με την προσθήκη πηκτωματοποιητών, δημιουργούν μια ημιστερεή πηκτή. Ως πηκτωματοποιητές μπορούν να χρησιμοποιηθούν ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους, όπως μονογλυκερίδια, κηροί κ.ά. Ειδικότερα, τα μονογλυκερίδια παρέχουν παρόμοιες κρυσταλλικές ιδιότητες με το κολλοειδές κρυσταλλικό δίκτυο των τριγλυκεριδίων και, έτσι, οι μηχανικές ιδιότητες των δημιουργούμενων ελαιοπηκτών προσομοιάζουν αυτές των κορεσμένων λιπών. Μονογλυκερίδια χρησιμοποιήθηκαν για την δημιουργία δομής στο ελαιόλαδο, σε διάφορες αναλογίες, καθώς και σε συνδυασμό με φυτοστερόλες, οι οποίες πέρα από τις καλές δομικές ιδιότητες που παρέχουν σε συστήματα τροφίμων, μπορούν να συμβάλλουν στην ελάττωση των επιπέδων της χοληστερόλης. Για τις ελαιοπηκτές αυτές μελετήθηκαν οι επιδράσεις της θερμοκρασίας, του χρόνου αποθήκευσης, του ρυθμού ψύξης και της λιπαρής φάσης, σε ιδιότητες όπως η σκληρότητα, η δομική σταθερότητα, το σημείο τήξης και η μικροδομή. Στις ελαιοπηκτές ελαιολάδου που παρασκευάστηκαν, σε όλες τις θερμοκρασίες κρυστάλλωσης, η ελαιοπηκτή μονογλυκεριδίων 10% w/w είχε τη χαμηλότερη σκληρότητα και δομική σταθερότητα, ενώ αυτές με 15% και 20% w/w εμφάνισαν παρόμοιες μηχανικές ιδιότητες μεταξύ τους, διαφέροντας όμως στο σημείο τήξης. Αυτό παρουσιάστηκε μεγαλύτερο για την ελαιοπηκτή μονογλυκεριδίων 20% w/w. Συνδυάζοντας μονογλυκερίδια με φυτοστερόλες (15% - 5% w/w αντίστοιχα), οι πηκτές εμφάνισαν τις καλύτερες μηχανικές ιδιότητες. Κατά την εξέταση της μικροδομής, παρατηρήθηκε μείωση της συνάθροισης των κρυστάλλων των μονογλυκεριδίων, παρουσία των φυτοστερολών, επηρεάζοντας τις μηχανικές ιδιότητες και το σημείο τήξης των ελαιοπηκτών. Η παρουσία των φυτοστερολών μείωσε τη θερμοκρασία τήξης, σε σχέση όμως με το συνολικό ποσοστό πηκτωματοποιητών 20%. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας διαφορική θερμιδομετρία βρέθηκε ότι οι φυτοστερόλες αποτρέπουν την υψηλού επιπέδου οργάνωση των μονογλυκεριδίων, μειώνοντας την ενθαλπία τήξης των ελαιοπηκτών. Οι ελαιοπηκτές μονογλυκεριδίων οργανώνονται σε σταθερές πολυμορφικές καταστάσεις σχετικά γρήγορα, αφού ο ρυθμός ψύξης δεν φάνηκε να επιδρά σημαντικά στο σημείο τήξης. Επηρεάζονται όμως οι μηχανικές ιδιότητες, καθώς ψύχοντας γρήγορα μία ελαιοπηκτή η σκληρότητά της από πολύ νωρίς αυξάνεται, όμως από την πρώτη κιόλας ημέρα παρατηρείται μείωση. Πιο αργά διαμορφώνονται, αλλά και πιο αποτελεσματικά διατηρούνται, οι μηχανικές ιδιότητες πηκτών που ψύχονται με αργό ρυθμό. Στην ελαιοπηκτή μονογλυκεριδίων 15% w/w, όταν η λιπαρή φάση του ελαιολάδου υποκαταστάθηκε κατά 50% με λαρδί, οι μηχανικές ιδιότητες της πηκτής ελαττώθηκαν, ίδια μείωση φάνηκε να συμβαίνει και στο σημείο τήξης όλων των ελαιοπηκτών που περιείχαν λαρδί. Στο σύστημα αυτό, η προσθήκη φυτοστερολών προκάλεσε αύξηση τόσο της σκληρότητας όσο και της δομικής σταθερότητας. Αλλά η ταυτόχρονη παρουσία φυτοστερολών και λαρδιού, βρέθηκε να επηρεάζει σημαντικά τη διαδικασία κρυστάλλωσης, καθώς στους -20°C τα μονογλυκερίδια και τα τριγλυκερίδια του λίπους δημιούργησαν ξεχωριστά συσσωματώματα, μειώνοντας τόσο τη σκληρότητα όσο και τη δομική σταθερότητα καθώς και το σημείο τήξης. Στις άλλες θερμοκρασίες κρυστάλλωσης η δημιουργία μικτών συσσωματωμάτων ήταν εφικτή, ευνοώντας τη δημιουργία δομής. Τέλος, διαπιστώθηκε πως η σκληρότητα των πηκτών μειώνεται με την πάροδο του χρόνου, όχι όμως στους -20°C, παραμένοντας εκεί σταθερή επί μακρόν. Εξαίρεση αποτελεί η ελαιοπηκτή 10% μονογλυκεριδίων που παρουσίασε αύξηση σκληρότητας στους 5°C. Επιπλέον το σημείο τήξης των ελαιοπηκτών βρέθηκε πως δεν επηρεάζεται από τη θερμοκρασία και το χρόνο συντήρησης, αλλά οργανώνεται αποτελεσματικότερα στους 25°C
description: Oleogles are composed of edible oils which, with the addition of gelling agents, they form a semisolid gel. Low molecular mass substances, such as monoglycerides, waxes etc. can be used as gelling agents. In particular, monoglycerides provide similar crystalline properties to the colloidal crystalline network of triglycerides and, therefore, the mechanical properties of the created oleogels resemble those of the saturated fats. Monoglycerides were used to create structure in olive oil, in various proportions as well as in combination with phytosterols which, in addition to good structural properties they provide in food systems, can contribute to lowering blood cholesterol levels. The effects of temperature, storage duration, cooling rate and fat phase composition, on properties such as hardness, gel strength, melting point and microstructure were studied for these oleogels. In the oleogels obtained at all crystallization temperatures, the oleogel with 10% w/w monoglycerides had the lowest hardness and gel strength, whereas those with 15% and 20% w/w exhibited similar mechanical properties but different at melting points. This was greater for the oleogel with 20% w/w monoglyceride. By combining monoglycerides with phytosterols (15% - 5% w/w respectively), the gels exhibited the best mechanical properties. Upon examination of the microstructure, a decrease in aggregation of monoglyceride crystals was observed, in the presence of phytosterols, affecting the mechanical properties and the melting point of the oleogels. The presence of phytosterols reduced the melting temperature, compared with a total percentage of 20% gelators. In addition, using differential calorimetry it was found that phytosterols prevent the high-level organization of monoglycerides, reducing the melting enthalpy of these oleogels. Monoglyceride oleogels are organized in their stable polymorphic configurations relatively quickly, since the cooling rate did not appear to have a significant effect on their melting point. However, the mechanical properties are affected, as an oleogel is cooled rapidly, its strength is increasing from a very early point, but by the first day there is a decrease. The mechanical properties are slowly developed, but more effectively maintained, by cooling slowly. In the oleogel with 15% w/w monoglycerides, when the lipid phase of olive oil was substituted by 50% with lard, the mechanical properties of the gel were weakened. A similar decrease occurred for the melting point of all oleogels that contained lard. In this system, the addition of phytosterols caused an increase in both the hardness and gel strength. However, the simultaneous presence of phytosterols and lard was found to significantly affect the crystallization process, as at -20°C the monoglycerides and the triglyceride molecules of lard created separate aggregates, reducing the hardness, the gel strength and the melting point. At other crystallization temperatures the formation of mixed aggregates was feasible, favoring the structure. Finally, it was found that the strength of the gels decreased over time, but not at -20°C, remaining stable there for a long time. An exception is the 10% monoglyceride oleogel which showed an increase in strength at 5°C. Moreover, the melting point of the oleogels was found not to be affected by the temperature and storage duration, but was more efficiently organized at 25 ° C.