Φυσικές ιδιότητες και κινητική λιπόλυσης γαλακτωμάτων ελαίου/νερού σταθεροποιημένων με νανοκρυστάλλους πολυσακχαριτών.
Creators: name: Κιλιτζίδης, Ιωάννης Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: Γαλακτώματα
Νανοκρύσταλλοι
Πέψη - Λιπόλυση
Emulsions
Nanocrystals
Digestion - Lipolysis

description: Ο σκοπός της παρούσης μελέτης ήταν η παραγωγή και η μελέτη των ιδιοτήτων νανοκρυστάλλων που προέρχονται από φυσικά πολυμερή, χωρίς κάποια επιπλέον τροποποίηση, σε γαλακτώματα τύπου Pickering. Για το σκοπό αυτό, παρήχθησαν νανοκρύσταλλοι από ημικρυσταλλικούς πολυσακχαρίτες χιτίνης και αμύλου με όξινη υδρόλυσή τους. Για την υδρόλυση χρησιμοποιήθηκαν θειικό και υδροχλωρικό οξύ, σε σταθερή συγκέντρωση για το κάθε οξύ ξεχωριστά. Λαμβάνοντας υπ’ όψιν την παραλλακτικότητα που εμφανίζουν οι αμυλόκοκκοι ανάλογα με την πηγή προέλευσής τους, για την παραγωγή των νανοκρυστάλλων επιλέχθηκαν το άμυλο πατάτας, το άμυλο καλαμποκιού και το άμυλο από σιτάρι. Για τη μελέτη των ιδιοτήτων που προσδίδουν οι νανοκρύσταλλοι σε γαλακτώματα τύπου Pickering, παρασκευάστηκαν γαλακτώματα ελαίου σε νερό (10% καλαμποκέλαιο) σε επίπεδα συγκέντρωσης των νανοκρυστάλλων 0,05%, 0,5% και 1,5% w/w. Στη συνέχεια, ακολούθησε ο φυσικοχημικός τους χαρακτηρισμός, με τη διενέργεια τόσο μικροσκοπικών όσο και μακροσκοπικών παρατηρήσεων. Έγινε προσδιορισμός της κατανομής μεγέθους των σταγονιδίων των γαλακτωμάτων καθώς επίσης και ο υπολογισμός του μέσου όγκου και της μέσης επιφάνειας των σωματιδίων σε αυτά. Με οπτικό αλλά και με συνεστιακό μικροσκόπιο σάρωσης ακτίνων λέιζερ, εξετάστηκε η δομή των γαλακτωμάτων. Η ρεολογική συμπεριφορά των γαλακτωμάτων παρατηρήθηκε και καταγράφηκε, υπολογίζοντας αρχικά την περιοχή γραμμικής ιξωδοελαστικής συμπεριφοράς για το κάθε γαλάκτωμα και στη συνέχεια προσδιορίστηκαν τα μηχανικά φάσματα και το ιξώδες του. Η αντοχή των γαλακτωμάτων κατά την αποθήκευση, μακροσκοπικά, προσδιορίστηκε με μετρήσεις φυσικής σταθερότητας, Τέλος, κρίθηκε χρήσιμη η υποβολή των γαλακτωμάτων σε διαδικασία εργαστηριακής προσομοίωση της πέψης. Τα συμπεράσματα τα οποία εξήχθησαν είναι ότι : Είναι δυνατή η παραγωγή σταθερών γαλακτωμάτων με τη χρήση νανοκρυστάλλων από φυσικά πολυμερή χωρίς κάποια επιπλέον τροποποίηση. Τα γαλακτώματα στα οποία έγινε χρήση επιπέδου συγκέντρωσης νανοκρυστάλλων 1,5 %, εμφάνισαν σημαντική τροποποίηση στις ρεολογικές ιδιότητες τους (αύξηση του ελαστικού χαρακτήρα και ιξώδους). Επιπλέον, με τον έλεγχο της μακροσκοπικής τους σταθερότητας στην πάροδο του χρόνου, δεν εμφάνισαν ιδιαίτερη μεταβολή, με κάποια από αυτά να παραμένουν σταθερά για περισσότερο από ένα έτος. Τα γαλακτώματα τα οποία ήταν σταθεροποιημένα με νανοκρυστάλλους σε συγκέντρωση 0,5% αλλά και 0,05%, δε θα μπορούσαν να χαρακτηριστούν ως σταθερά, αλλά εμφάνισε ενδιαφέρον η περαιτέρω μελέτη τους. Το ζήτα δυναμικό των γαλακτωμάτων διαφοροποιήθηκε ανάλογα με την πηγή προέλευσης των νανοκρυστάλλων, με τον τρόπο παρασκευής τους αλλά και με τη συγκέντρωση στην οποία χρησιμοποιήθηκαν, παρουσιάζοντας μείωση της απόλυτης τιμής με την αύξηση της συγκέντρωσης. Η κατανομή μεγέθους σωματιδίων των γαλακτωμάτων εμφάνισε μεταβολές ανάλογα με το είδος αλλά και τη συγκέντρωση των νανοκρυστάλλων που χρησιμοποιήθηκαν. Κατά την εργαστηριακή προσομοίωση της πέψης, τα γαλακτώματα τα οποία εμφάνισαν το χαμηλότερο τελικό ποσοστό ελεύθερων λιπαρών οξέων, ήταν τα γαλακτώματα σταθεροποιημένα με νανοκρυστάλλους αμύλου πατάτας PnC σε όλες τις συγκεντρώσεις, PnS σε συγκέντρωση 1,5% και αμύλου καλαμποκιού MnS σε συγκεντρώσεις 0,05 και 0,5% w/w.
description: The objective of the present study was to evaluate the ability of nanocrystals derived from natural biopolymers (starch and chitin) to stabilise oil in water emulsions. For this purpose, two different inorganic acids were used for acid hydrolysis, namely sulphuric and hydrochloric acid. In this study, starches originated from three different sources were also used for the production of starch nanocrystals, namely potato, wheat and maize starch. Oil-in-water emulsions were prepared with 10% corn oil and the concentration of nanocrystals was adjusted at 0.05%, 0.5% and 1.5% w/w. The particle size distribution, confocal - conventional microscopy, zeta potential and rheological measurements, and physical stability were assessed to evaluate the physicochemical properties and stability of the emulsions. In addition, an in-vitro digestion protocol was employed to evaluate the effect of nanocrystals on the enzymatic lipolysis of the emulsions. Stable Pickering emulsions were produced by using unmodified nanocrystals derived from all natural polysaccharides. The emulsions that were stabilized with 1.5% nanocrystals were the most promising systems, giving the most stable emulsions; i.e. some of these emulsions remained stable for a period of more than a year upon storage at ambient temperature. The zeta potential of the emulsions was depended not only on the origin of the nanocrystals and the acid that was used for hydrolysis of the native polysaccharides, but also on the nanocrystal’s concentration. It is noteworthy to mention that by increasing the concentration of the nanocrystals there was a decrease (chitin nanocrystals) or increase (starch nanocrystals) in the zeta potential of the emulsion droplets. It was also found that the emulsions stabilized with potato and maize starch nanocrystals exhibited enhanced protection against in-vitro lipolysis