Τα γαλακτώματα Pickering έχουν μεγάλες δυνατότητες να αντιμετωπίσουν τη μεγάλη πρόκληση της ενίσχυσης της δυνητικής ποιότητας των τροφίμων. Μια νέα μελέτη εξετάζει τις πιθανές χρήσεις των Pickering πολλαπλών γαλακτωμάτων (PMEs) στη βιομηχανία τροφίμων.
Λόγω της πιθανότητας μείωσης του λίπους (w/o/w-μερική αντικατάσταση της περιεκτικότητας σε λιπαρά κατά εσωτερική φάση νερού) καθώς και της αποτελεσματικότητας της ενθυλάκωσης ευαίσθητων ενώσεων (όπως αντιοξειδωτικά, βιταμίνες κ.λπ.) ή ακόμη και μικροοργανισμών (προβιοτικών), τα πολλαπλά γαλακτώματα έχουν υψηλό δυναμικό εφαρμογής σε πολλούς βιομηχανικούς τομείς, π.χ. ιατρική, φαρμακευτική, καλλυντικά και βιομηχανία τροφίμων. Τα πολλαπλά γαλακτώματα – ΠΓ (που ονομάζονται επίσης διπλά ή σύνθετα) είναι συστήματα “γαλακτωμάτων σε γαλακτώματα”. Eμφανίζονται συχνότερα με τη μορφή w/o/w (νερό σε λάδι σε νερό), ενώ τα o/w/o (λάδι σe νερό σε λάδι) είναι σπανιότερα.
Η εφαρμογή και η παρασκευή πολλαπλών γαλακτωμάτων στα συστήματα τροφίμων από επιφανειοδραστικές ουσίες (μορφή μη επιλογής) έχουν επανεξεταστεί αρκετά έντονα. Οι ερευνητές ανέφεραν ότι ο κύριος περιορισμός αυτών των συστημάτων είναι η χαμηλότερη σταθερότητα από ό,τι για τα απλά συστήματα γαλακτώματος. Ωστόσο, καμία κριτική δεν επικεντρώθηκε στην επιλογή πολλαπλών γαλακτωμάτων (PMEs) με πιθανές εφαρμογές στα τρόφιμα.
Τα γαλακτώματα w/o/w είναι πολύ περίπλοκα και συνήθως έχουν χαμηλή θερμοδυναμική σταθερότητα. Η καλή σταθερότητα και η ελεγχόμενη απόδοση ενθυλάκωσης εξακολουθούν να αποτελούν τις κύριες προκλήσεις για την ευρύτερη εφαρμογή πολλαπλών γαλακτωμάτων στα συστήματα τροφίμων — ειδικά τα πολλαπλά γαλακτώματα. Για να εξασφαλιστεί η παρατεταμένη σταθερότητα και η επιθυμητή συμπεριφορά (απόδοση ενθυλάκωσης και ελεγχόμενη απελευθέρωση ευαίσθητων ενώσεων), απαιτούνται γαλακτωματοποιητές και σταθεροποιητές ποιότητας τροφίμων. Δυστυχώς, οι γαλακτωματοποιητές που σχετίζονται με την προετοιμασία πολλαπλών γαλακτωμάτων είναι συχνά συνθετικοί και η προσθήκη τους στα τρόφιμα είναι περιορισμένη. Ένας γαλακτωματοποιητής για εφαρμογή σε αυτά τα γαλακτώματα τροφίμων είναι το PGPR (E 476–πολυγλυκερόλη πολυκυκλικό). Το PGPR είναι ένα μείγμα προϊόντων που σχηματίζεται από την εστεροποίηση των πολυγλυκεριολών με συμπυκνωμένα λιπαρά οξέα καστορέλαιου, το οποίο έχει από την EFSA «καθεστώς ασφάλειας των τροφίμων», αλλά τα επίπεδα πρόσθεσης του 2019 σε χώρους τροφίμων ρυθμίζονται από τη Νομοθεσία αυστηρά. Η προσθήκη του στα επιτρεπόμενα επίπεδα δεν θα ήταν επαρκής για τη σταθεροποίηση πολλαπλών γαλακτωμάτων τροφίμων. Επιπλέον, υπάρχει πλέον τάση εξάλειψης των τεχνητών προσθέτων, χωρίς να αποκλείονται οι συνθετικοί γαλακτωματοποιητές, και να επικεντρωθούν στις φυσικές πηγές ουσιών βελτίωσης των τροφίμων.
Τα γαλακτώματα pickering είναι γαλακτώματα οποιουδήποτε τύπου και πολυπλοκότητας, σταθεροποιημένα από στερεά σωματίδια αντί για επιφανειοδραστικές ουσίες και γαλακτωματοποιητές. Η σταθεροποίηση από στερεά σωματίδια (που συχνά ονομάζονται σωματίδια pickering – PPs) φέρνει συγκεκριμένες ιδιότητες — π.χ. υψηλότερη αντοχή στον συνένωση. Γενικά, η σταθεροποίηση των συστημάτων γαλακτώματος από σωματίδια με βάση βιοπολυμερή ήταν πολύ δημοφιλής τα τελευταία χρόνια, οδηγώντας τους συγγραφείς να χρησιμοποιούν τον όρο “εποχή neo-Pickering”.
Μια άλλη θετική πτυχή θα μπορούσε να είναι η χρήση υποπροϊόντων από τη βιομηχανία τροφίμων ως κύριο υλικό για την παρασκευή σωματιδίων pickering.
Εξακολουθεί να υπάρχει ένα κενό στην προετοιμασία και την εφαρμογή των PMEs ποιότητας τροφίμων. Αυτά τα γαλακτώματα έχουν μεγάλες δυνατότητες να αντιμετωπίσουν τη μεγάλη πρόκληση της ενίσχυσης της δυνητικής ποιότητας των τροφίμων. Ως εκ τούτου, παρουσιάζουμε εδώ αυτήν την αναθεώρηση επικεντρωμένη στη σκοπιμότητα της προετοιμασίας και της χρήσης των ΜΠΜ σε συστήματα τροφίμων με πιθανή εφαρμογή ως λειτουργικά τρόφιμα ή ως προηγμένα συστήματα ελέγχου στην τεχνολογία τροφίμων.
Γαλακτώματα Pickering
Η βασική διαφορά μεταξύ των γαλακτωμάτων Pickering και των “κανονικών” είναι στους σταθεροποιητικούς τους παράγοντες. Τα γαλακτώματα pickering σταθεροποιούνται με στερεά σωματίδια στη διεπαφή δύο μη αναμείξιμων υγρών, ενώ τα “κανονικά” γαλακτώματα σταθεροποιούνται από γαλακτωματοποιητές. Η τελική σταθερότητα των γαλακτωμάτων pickering εξαρτάται στη συνέχεια από τη σύνθεση και τις ιδιότητες των σωματιδίων (τύπος, σχήμα, μέγεθος κ.λπ.). Η σταθεροποίηση pickering σημαίνει συνήθως το σχηματισμό ισχυρής μεμβράνης από κολλοειδή στερεά σωματίδια στη διεπαφή.
Αυτά τα γαλακτώματα έχουν τότε υψηλή φυσική σταθερότητα και μπορούν ακόμη και να χρησιμοποιηθούν ως μια νέα σύνθετη βρώσιμη μεμβράνη επικάλυψης με αντιμυκητιακές λειτουργίες.
Προετοιμασία PMEs ποιότητας τροφίμων
Οι συνηθέστερες μέθοδοι παρασκευής pmes παρουσιάζονται στο πιο κάτω σχήμα.
Μέχρι σήμερα, η γαλακτωματοποίηση δύο βημάτων εξακολουθεί να είναι η πιο χρησιμοποιούμενη τεχνική για την παρασκευή πολλαπλών γαλακτωμάτων γενικά. Κατά την παραδοσιακή χρήση γαλακτωματοποιητών, διατυπώνονται εσωτερικά (απλά) w/o (υδροφοβικός γαλακτωματοποιητής) ή o/w (υδρόφιλα) γαλακτώματα (πρώτο βήμα) και στη συνέχεια αναμειγνύονται στο δεύτερο βήμα με εξωτερικό νερό (υδρόφιλο γαλακτωματοποιητή) ή τη φάση λαδιού (υδροφοβικός γαλακτωματοποιητής).
Για την προετοιμασία των w/o/w PMEs σε δύο στάδια, η διαδικασία θα μπορούσε να είναι η εξής: στο πρώτο βήμα, το εσωτερικό γαλάκτωμα w/o παρασκευάζεται με γαλακτωματοποίηση του νερού στη φάση του λαδιού με διασκορπισμένα υδροφοβικά PPs. Στο δεύτερο βήμα, αυτό το γαλάκτωμα προστίθεται στην εξωτερική φάση του νερού με υδρόφιλα PPs και και οι δύο φάσεις αναμειγνύονται. Διαφορετικά, η προετοιμασία των PMEs σε δύο στάδια θα μπορούσε να έχει ως εξής: στο πρώτο βήμα, το εσωτερικό γαλάκτωμα o/w παρασκευάζεται με γαλακτωματοποίηση του ελαίου στη φάση του νερού με διασκορπισμένα υδρόφιλα PPs και στη συνέχεια γαλακτωματοποιείται στην εξωτερική φάση πετρελαίου με υδροφοβικά PPs.
Πιθανή εφαρμογή PMEs στα συστήματα τροφίμων
Προϊόντα χαμηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά
Η βιομηχανία τροφίμων αναπτύσσει συνεχώς νέα προϊόντα που επικεντρώνονται στην ανθρώπινη υγεία και διατροφή. Η πιο επικρατούσα ανησυχία στις ανεπτυγμένες χώρες είναι η παχυσαρκία και η υψηλή πρόσληψη λίπους.
Σχετική έρευνα χρησιμοποίησε γαλάκτωμα Pickering με βάση την κυτταρίνη και ήταν σε θέση να μειώσει την περιεκτικότητα σε λιπαρά στα λουκάνικα, ενώ μια άλλη μελέτη έδειξε τη δυνατότητα απλών γαλακτωμάτων Pickering o/w με βάση την κυτταρίνη για τη μείωση της περιεκτικότητας σε λιπαρά στα μπισκότα. Επιπλέον, μια πρόσθετη σταθεροποιητική επίδραση και βελτίωση των διαιτητικών ιδιοτήτων παρασχέθηκε από τις ίνες βλαστών μπαμπού.
Η μερική αντικατάσταση της φάσης του λαδιού με εσωτερική φάση νερού στα γαλακτώματα pickering ποιότητας τροφίμων επέτρεψε πρόσθετη μείωση της περιεκτικότητας σε λιπαρά. Έχει εοίσης διερευνηθεί μερική αντικατάσταση γαλακτωματοποιητών από σωματίδια αμύλου κινόα κατά την παρασκευή πολλαπλών γαλακτωμάτων w/o/w. Μια δημοσιευμένη μελέτη επίσης καταδεικνύει τη δυνατότητα των πρότυπων γαλακτωμάτων pickering ποιότητας τροφίμων να μειώσουν σημαντικά την έκταση της λιπόλυσης.
Λειτουργικά τρόφιμα με ενθυλακωμένες ενώσεις
Η προετοιμασία PMEs χωρίς γαλακτωματοποιητή με εγκλωβισμένες ευαίσθητες ενώσεις και καλή σταθερότητα, είναι ίσως η μεγαλύτερη πρόκληση σε αυτόν τον τομέα έρευνας. Αυτά τα γαλακτώματα θα μπορούσαν να θεωρηθούν φορείς χορήγησης φαρμάκων χωρίς αρνητικές παρενέργειες.
Τα PMEs προσφέρουν τη δυνατότητα ενθυλάκωσης ευαίσθητων ενώσεων στην εσωτερική φάση (εσωτερική φάση νερού για w/o/w και εσωτερική φάση λαδιού για o/w/o), και επίσης, ένα πρόσθετο όφελος θα μπορούσε να είναι η ενσωμάτωση βιοδραστικών ενώσεων σε PPs. Αυτή η δυνατότητα σημαίνει πλεονέκτημα των PMEs σε σύγκριση με τα συμβατικά γαλακτώματα που παρασκευάζονται μόνο με γαλακτωματοποιητές.
Συμπερασματικά, η ανασκόπηση αναφέρει πως τα γαλακτώματα Pickering είναι ένα “καυτό” θέμα τα τελευταία χρόνια και βρήκαν την εφαρμογή τους στη μηχανική υλικών, την ιατρική, τα καλλυντικά και την τεχνολογία τροφίμων. Ο κύριος λόγος για τον οποίο είναι τόσο δημοφιλή είναι η τρέχουσα τάση να μειωθεί η χρήση τεχνητών προσθέτων στη βιομηχανία τροφίμων και να επικεντρωθεί στη χρήση υποπροϊόντων. Έτσι, τα υποπροϊόντα μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά και η τεχνολογία τροφίμων γίνεται πιο φιλική προς το περιβάλλον.
Επιπλέον, τα λειτουργικά προϊόντα είναι πολύ δημοφιλή στην αγορά και τα PMEs προσφέρουν πρόσθετα αποτελέσματα (ενθυλάκωση ευαίσθητων υλικών, χαμηλότερη περιεκτικότητα σε λιπαρά κ.λπ.). Τα PMEs έχουν μεγάλες δυνατότητες να χρησιμοποιηθούν ευρέως στη βιομηχανία τροφίμων.
Για να διαβάσετε ολόκληρη την πολύ ενδιαφέρουσα ανασκόπηση, πατήστε εδώ
Ακολουθήστε το Cibum 
