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问题
OCL
28日,2021年
货号 38
页数) 11
部分 质量-食品安全
内政部 https://doi.org/10.1051/ocl/2021026
亚搏娱乐 2021年7月20

©O.Kaltsaet al。, EDP Sciences, 2021年出版

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集锦

  • 深共晶溶剂提取物被用于食品级微乳液。

  • 微乳液对离心和热处理均有较好的稳定性。

  • 对于大豆油配方,微乳抗氧化活性更高。

  • 微乳液在巧克力制品中的掺入并未施加显着的抗氧化效果。

1介绍

食品生物功能的改善被认为是食品工业的首要任务。为了帮助生产更健康的食物,在过去的几十年里,在营养强化(阿赫塔et al。,2011年;Shilpashreeet al。, 2015年;et al。,2020年)或封装路径(当组件对处理敏感时)(IE。,维生素,抗氧化剂,酶,益生菌)被合并(et al。,2018年;孔雀王朝et al。,2020年;Castro Coelho.et al。,2021)对于生物活性成分的封装,已经提出了几种技术,包括纳米/微乳化、喷雾干燥、冷冻干燥、电纺/喷雾(射线et al。, 2016年;贾拉里·吉万et al。,2020年;莫雷拉et al。,2020年)然而,微乳液被认为比纳米乳液更有利,因为它们是透明的,因此不会影响食品的外观,也不需要昂贵的设备或原料来形成(弗拉纳根和辛格,2006年;McClements,2018.).

辣木属鉴定种子和叶子提取物(MLE)最近引起了人们的注意,主要是由于高水平的抗氧化剂,可以保护细胞的氧化应激(Lalas和Tsaknis, 2002年;Karageorgouet al。, 2017年;et al。,2020年).其中包括芥子油苷、抗坏血酸、类胡萝卜素、酚酸和类黄酮(达卡德et al。, 2019年).虽然MLE的化学稠度和抗氧化特性已被充分记录(et al。,2018年;苏雷什et al。,2020年;Syeda和Riazunnisa,2020年;et al。,2020年)等,对MLE在微乳液(巴特拉et al。, 2017年;Sermkaew和Plyduang,2020),也缺乏在食品方面可能应用的研究。

近年来,食品生产过程优先考虑采用技术,尽量减少对环境的影响。深共晶溶剂(DES)是一种新型液体,可以使用价格合理的食品级化合物(甘油、有机酸盐和胺等多元醇)轻松合成。它们的主要优点包括可度身订造、制备简单、无易燃性、可生物降解性和低毒性。这些特点使它们适合用作提取多酚等抗氧化化合物的溶剂(Lakkaet al。,2020年).

因此,本研究的主要目的是研究由天然深共晶溶剂(NADES)形成的MLE微乳液的性质,并研究其添加到巧克力产品中提高其抗氧化能力的效果。

2材料和方法

2.1材料

1,1 -二苯基-2-苦基肼(DPPH)试剂,Span80和Tween80购自Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)。可可脂和浓缩乳清蛋白(蛋白质含量80%)分别来自Cocoowa (Thessaloniki,希腊)和Tyrokomiki Karditsas S.A. (Karditsa,希腊)。大豆油、椰子油、可可粉和糖都是从当地商店购买的。植物材料采自辣木属鉴定采用超声波预处理30 min/23℃,75% w/w DES水溶液100 ml /g植物干粉,200 RPM搅拌器转速/150 min/50℃的最佳工艺条件,制备辣木叶提取物(MLE)Lakkaet al。(2020).用高效液相色谱法对提取物的多酚谱进行了详细分析。

3种方法

3.1微乳液制备

在该研究中,使用低能量方法来制备含有的微乳液辣木属叶提取物(Yew和Misran, 2015年)最初,将表面活性剂Span80和Tween80(1:1比例)以及所选油(大豆油或椰子油)与磁力搅拌器混合30分钟 最低600 随后,混合速度提高到1 rpm 000 rpm和MLE提取物在40分钟内逐滴添加 使混合物保持平衡,直到形成均匀的透明微乳液。含4%和8%的微乳液 w/w MLE和含有深共晶溶剂水溶液的相应坯料的制备如表1所示表1

表1

配方百分比(%) 椰子油和大豆油微乳液的w/w)。

3.2用微胶囊的巧克力棒的制备

巧克力棒是在实验室规模的巧克力混合剂(Chocogrind, Elgi Ultra,印度)中混合融化的可可脂和干原料(乳清分离蛋白,可可粉,糖)制成的。巧克力制造的主要方法包括四个不同的阶段:干拌、研磨/精炼、螺旋和模塑(贝克特,2009).简单地说,在这项研究中,所有的干原料(32% w/w糖,12%可可粉和20% w/w乳清蛋白浓缩物)在球磨机中最初研磨1小时,加入融化的可可脂(36% w/w),并在70℃下搅拌2小时。然后巧克力块被冷却到27°C,并允许回火。在回火阶段的最后加入含有MLE的微乳液,以防止抗氧化剂的损失。最后将温度提高到32℃,将巧克力倒入高密度聚乙烯模具中,置于阴凉环境中24 h后脱模。成品被密封在铝箔中,并在环境条件下保存,直到进一步分析。采用不同浓度的椰子微乳(含4和8% MLE),共制备了5种不同配方的椰子微乳。例如,用4% w/w MLE微乳液以2% w/w浓度制备的巧克力称为样品F4-2,而同样的微乳液以4% w/w浓度添加时称为样品F4-4。对照巧克力棒制备的微胶囊MLE作为参考。根据微乳液的配方和使用的浓度总结了样品代码表2

表2

含有不同浓度MLE微乳液的巧克力样品的组成和编码。

3.3微乳液滴大小

采用动态光散射(DLS)方法(Zetasizer NanoZs, Malvern Instruments Ltd., Malvern, Worcestershire, UK),在波长为632.8 nm的He-Ne激光束的照射下,估算了微乳液的粒径。测量是在25°C的90°散射角下进行的。结果用z平均直径(nm)表示。

3.4自由基清除活性测定

通过清除DPPH测定微乳和巧克力样品的抗氧化活性。

为了测定微乳的抗氧化活性,采用了一种预处理方法 用甲醇在1.5%的溶液中以1:1的比例稀释ml样品 ml Eppendorf管,并用旋涡混合器彻底混合。随后,在9164 RCF下对管进行离心(= 10 000 转速)/10 分钟/20 °C(Ortoalresa Digicen 20-R,西班牙洛斯弗莱尔斯)和上清液收集(Poomaneeet al。, 2017年).

对于巧克力棒,采用了经过修改的预处理方法(Gultekin-Ozguvenet al。, 2016年).将巧克力样品(1 g)磨碎,与40 ml 80% w/v乙醇水溶液混合,在水浴中(40°C/25分钟)超声。最后,像微乳液一样将样品离心,收集上清液。

结果表明,微乳剂和巧克力上清液清除自由基的能力较好Lakkaet al。(2020).即各上清液25µl与DPPH溶液975µl(100µM甲醇)混合,置于暗处30 min。然后在515 nm(岛津UV-1700)处测定吸光度。结果以抑制率(I%)表示(1)(1)在那里,一个0.S.吸光度是否为515 空白和样品的NM(分别为Nm)Poomaneeet al。, 2017年).

3.5微乳液的热稳定性

为了确定将微乳液的稳定性抵抗高温的稳定性,将每个样品的每个样品置于玻璃管中,并置于50,60和70℃的恒温水浴中1小时。在热处理结束时,在视觉上检查样品的稳定性进行相分离。

3.6微乳液的加速稳定性试验

微乳样品在3℃下离心 000 每分钟20转 最小(25 °C)(Ortoalresa Digicen 20-R,西班牙洛杉矶)并目视检查相分离(拉希德et al。, 2019年).

3.7颜色测量

巧克力样品的颜色特性由颜色和外观测量系统(Lovibond Cam-System 500,英国)估算。使用Gretamacbeth Mini Collecher Model P / N:50111进行校准系统,以获得L *,A *,B * CIE值。白度指数(WI)也根据方程计算(2)如下 (Briones和Aguilera,2005年):(2)

3.8统计分析

所有理化分析均以一式三份的形式进行。统计分析采用StatGraphics Centurion XV软件,采用方差分析(ANOVA),置信度为95%(P.< 0.05)。

4结果与讨论

4.1微乳液的大小

在里面表3,给出了毛坯和MLE微乳液的z-平均直径。

微乳液液滴的平均直径范围为15.1至82nm,典型的微乳液形成。通常,低于100nm以下的液滴尺寸可确保微乳液的清晰透明/半透明外观(McClements,2012年).分散相(DES水溶液或MLE)从4-8%w / w的增加导致较大的液滴形成(et al。,2013年)使用的油相类型对颗粒大小也有深远的影响。椰子油微乳液的特点是,与豆油样品相比,其液滴更细(P.< 0.05)。椰子油已成功制备出类似配方的低分子量乳化剂(艳光et al。,2012年;Ja 'afaret al。, 2019年).它含有大量的中链甘油三酯(MCT),包括月桂,肉豆蔻和毛型酸(Pengonet al。,2018年).另一方面,大豆油主要由长链甘油三酯(lct)组成,由于长链脂肪酸体积大,无法到达界面膜(弗拉纳曼et al。,2006年)类似地,在一项由植物油(椰子油、棕榈仁油和大豆油)形成的微乳液的比较研究中,LCT油的液滴尺寸较大(et al。, 2017年).

表3

用椰子和大豆油制备的微乳液的平均粒径(Z平均直径)。

4.2稳定评估

在里面图12对离心和热处理后的椰子油和大豆油微乳液的稳定性进行了研究。微乳液的稳定性受各种环境条件的影响,包括pH、离子强度、离心和温度(et al。, 2017年;Cortés.et al。, 2019年).适度的温度可以通过改变表面活性剂的溶解度来促进微乳液的形成(et al。, 2017年),从而降低界面张力。然而,高温促进了液滴间的相互作用,导致液滴聚集、随后的合并和最终的相分离(et al。, 2015年)离心试验被认为是评估微乳稳定性的有效方法,因为它们与传统的重力稳定性试验有很好的相关性,而重力稳定性试验需要较长的评估时间,通常需要几个月(哀悼et al。, 2016年).在W/O微乳液的情况下,不稳定是由底部的水相沉淀(Poomaneeet al。, 2017年).如所示图1,无论使用的油相(大豆油或椰子油)和添加的辣木叶提取物的百分比如何,所有微乳制剂在离心作用下都是稳定的,因为即使在强烈搅拌后,微乳制剂仍然是透明的。微乳稳定性也不受50、60或70℃热处理的影响 °C/1 h如中所示图2.研究人员在高温下研究了椰子W/O微乳液的稳定性,发现配方在70℃下不稳定,尽管样品在该温度下保持的时间间隔更长(5小时)(艳光et al。,2012年)类似地,o/w微乳液经过高温处理(105 °C)持续数天,以便发生失稳(choet al。, 2008年).

缩略图 图1

微乳液稳定性通过加速离心试验(3000 RPM/20 min)评估(从左到右分别为空白微乳液4%、空白8%、4% MLE和8% MLE)。

缩略图 图2

微乳液对热处理的稳定性(50、60和70°C/1 h)(从左到右:控制微乳液4%,控制8%,4% MLE和8% MLE)。

4.3微乳液的抗氧化活性

不同油相制备的微乳液对DPPH自由基的清除活性分别为图3.大豆油微乳液的抑制率(I%)为~ 23 ~ 28.6%,显著高于椰子油微乳液的抑制率(11.6 ~ 15.8%)(P.< 0.05)。关于植物油抗氧化活性的比较研究表明,大豆油清除自由基的能力优于椰子油(Bhatnagar.et al。,2009年;Goldsonet al。,2018年).事实上,据报道,大豆油中含有丰富的生育酚,其含量为990-1670毫克/公斤,而椰子油中生育酚的含量低至17-29毫克/公斤(希尔德布兰德et al。, 1984年;jet al。, 1989年;Bhatnagar.et al。,2009年;拉贾et al。,2010年).相反,据报道,根据加工方式不同,椰子油的酚含量最高可达29毫克/100克(玛丽娜et al。,2009年),而大豆油中含有少量酚类化合物(1.4毫克/100克油)(西格et al。, 2008年).

因此,MLE浓度从4 w/w增加到8% w/w并没有显著增加抑制值(P > 0.05). 一般来说,抗氧化剂的添加有望增加此类系统的自由基清除能力。例如,在橄榄油形成的W/O微乳液中添加紫色甘薯提取物,与对照样品相比,DPPH抑制值高出30%(Desnita等人,2016年).然而,本案例中使用的紫色马铃薯提取物的浓度要高得多(⁓38% w/w)。我们的发现与沃拉拉特et al。(2010)他们报告了含有20%米糠油和10%米糠油+谷zanol的微乳液的几乎相同的I%值。这可能是由于随后的油相和各自的抗氧化剂所含的减少。事实上,在含有大量抗氧化剂(et al。,2020年).

缩略图 图3

油相类型和MLE浓度对微乳液抗氧化能力的影响。

用同一种油制备的样品中不同的小写字母表示统计上的显著差异(P.< 0.05)。

4.4巧克力制品在贮藏过程中的抗氧化活性和颜色特性

在本节中,我们将椰子油微乳液添加到巧克力中,因为椰子油是可可脂的已知替代品,但可能会根据国家法律实施限制,这类产品被称为复合巧克力(哈利姆et al。, 2019年).

颜色被认为是一个非常重要的属性,因为它可以影响消费者的行为,并改变其他感官特征,如食物的味道和/或味道(威廉姆斯,1992;Spence和Piqueras Fiszman,2016年).在贮藏过程中,控制巧克力外观的主要现象是开花。开花是指巧克力在高温环境下,脂肪向巧克力表面迁移,导致巧克力失去光泽,形成不规则的白色片状图案和颜色退化(Briones和Aguilera,2005年).

图4结果表明,MLE椰子油微乳液在储藏8个月的时间里,巧克力样品的颜色(L*, a*, b*)和白度(WI)的变化规律。WI是一个有用的比色参数,可用于监测白色斑点中巧克力表面脂肪的迁移(Mexiset al。,2010年).可以看出,巧克力配方对新鲜样品的颜色性能影响较小。除MLE微乳液含量最高的84号样品外,其他样品的L*、a*、b*和WI值相似。另一方面,存储主要影响所有的颜色参数。新鲜巧克力样品的亮度(L*)在37.9 - 41.8之间,并逐渐增加到50-60的水平。WI值也观察到同样的趋势,平均增加了1.36个因子。需要指出的是,不含微胶囊MLE的参比巧克力的WI值最低,因此它们在贮藏过程中受开花影响最小,而富含MLE的参比巧克力的WI值略高。一些研究表明,巧克力中加入的MLE微乳剂的主要成分椰子油,即使在低至4.5%的水平下,也能显示出抗开花的特性。普特里林巴多酒店et al。, 2017年;哈利姆et al。, 2019年)然而,在本研究中,以微乳液形式加入巧克力中的椰子油含量要低得多,这可能证明没有防晕效果。最后,添加微乳液和MLE的量对巧克力样品的晕染没有影响。所有含有微胶囊MLE的样品都显示d类似的WI值(P > 0.05)。

巧克力抗氧化活性在DPPH抑制中证明(I%)(图5).新鲜制作的巧克力样品的I%值相似,范围在12.8-14.7% (P > 0.05)。与对照巧克力相比,添加MLE的巧克力并没有表现出优越的抗氧化活性,这可能是因为巧克力中从可可嘴衍生物中提取的酚类化合物含量较高。例如,研究人员报告了相应的巧克力的总酚含量在47.17-57.16和39.1-39.9 mgGAE/g之间(巴蒂斯塔et al。, 2016年;迪玛丽亚et al。, 2017年).然而,本研究中使用的MLE含有约94 mgGAE/g (Lakkaet al。,2020年)仅以最大8%的比例添加 微乳液中的w/w。

在贮藏8个月后,所有样品的抗氧化活性平均下降2.5%,DPPH抑制值下降到11.1-11.6%水平。这一发现与其他有关巧克力产品储存对其抗氧化能力影响的类似研究(Pavlovicet al。, 2017年)与主要多酚化合物(黄醛-3-酚、花青素、儿茶素、原花青素和原花青素)的降解有关(我雀跃起来čć-Petronijevićet al。, 2016年;Pavlovicet al。, 2017年;罗达和兰布里,2019年).

缩略图 图4

巧克力产品的颜色特性受成分和贮藏的影响。

同一样本的不同小写字母表示在储存期间有统计学上的显著差异(P.< 0.05)。

同一存储样本中的不同大写字母表明统计上显着差异(P.< 0.05)。

缩略图 图5

巧克力制品的抗氧化能力受成分和贮存方式的影响。

同一样本的不同小写字母表示在储存期间有统计学上的显著差异(P.< 0.05)。

同一存储样本中的不同大写字母表明统计上显着差异(P.< 0.05)。

5结论

辣木属鉴定以不同的植物油为原料制备微乳状液,成功地对叶提取物进行了胶囊化处理。微乳液的抗氧化活性取决于所使用的油类型,其中大豆油表现出优越的自由基清除性能。尽管MLE以微乳液形式富集巧克力产品并不影响产品的颜色特性和整体接受度,但其在巧克力产品中的应用受到限制,因为其加入后的有益抗氧化效果较差。

基金

这项研究由欧盟和希腊国家基金通过竞争、创业和创新运营计划共同资助,名为research - CREATE - INNOVATE(项目代码:T1EDK-05677)。

作者的贡献

s.i l, D.P.M,实验设计,资金获取,监督,研究工作监测,手稿,评审;好的实验设计、实验工作、分析、写作、统计分析;a.a., g.b., e.b.,实验室工作,分析;所有作者都已阅读并同意该手稿的出版版本。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突。

参考文献

引用本文如下: Kaltsa O, Alibade A, Batra G, Bozinou E, Makris DP, Lalas SI。2021.巧克力的设防使用辣木属鉴定提取物包封在微乳液中。OCL28: 38.

所有桌子

表1

配方百分比(%) 椰子油和大豆油微乳液的w/w)。

表2

含有不同浓度MLE微乳液的巧克力样品的组成和编码。

表3

用椰子和大豆油制备的微乳液的平均粒径(Z平均直径)。

所有数字

缩略图 图1

微乳液稳定性通过加速离心试验(3000 RPM/20 min)评估(从左到右分别为空白微乳液4%、空白8%、4% MLE和8% MLE)。

在文本中
缩略图 图2

微乳液对热处理的稳定性(50、60和70°C/1 h)(从左到右:控制微乳液4%,控制8%,4% MLE和8% MLE)。

在文本中
缩略图 图3

油相类型和MLE浓度对微乳液抗氧化能力的影响。

用同一种油制备的样品中不同的小写字母表示统计上的显著差异(P.< 0.05)。

在文本中
缩略图 图4

巧克力产品的颜色特性受成分和贮藏的影响。

同一样本的不同小写字母表示在储存期间有统计学上的显著差异(P.< 0.05)。

同一存储样本中的不同大写字母表明统计上显着差异(P.< 0.05)。

在文本中
缩略图 图5

巧克力制品的抗氧化能力受成分和贮存方式的影响。

同一样本的不同小写字母表示在储存期间有统计学上的显著差异(P.< 0.05)。

同一存储样本中的不同大写字母表明统计上显着差异(P.< 0.05)。

在文本中

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