Zastosowanie dyfrakcji laserowej do badania stabilności emulsji typu olej w wodzie w przemyśle mleczarskim

• Autorzy: Bomba Adriana , Babuchowski Andrzej , Adamczak Marek

Identyfikatory

DOI

10.15199/65.2021.10.4

Warianty tytułu

EN

Application of laser diffraction to study stability of oil-in-water

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stabilność fizyczna emulsji w przypadku produktów żywnościowych to parametr ściśle związany z akceptacją konsumencką, który jednocześnie jest jednym z najważniejszych wyróżników jakości przy określaniu terminu przydatności do spożycia. Termodynamiczna stabilność żywności determinuje warunki przechowywania i możliwość transportu wyprodukowanych dóbr. W związku z powyższym ocena stabilności fizycznej emulsji jest ważnym elementem badań przemysłowych. Zagadnienie to ma szczególne znaczenie w przypadku przemysłu mleczarskiego, którego głównym surowcem jest mleko, czyli klasyczny przykład emulsji typu olej w wodzie (o/w). Dotychczasowe metody badania stabilności emulsji typu o/w opierały się na analizie wielkości kuleczek tłuszczowych z wykorzystaniem mikroskopu optycznego. Postęp naukowy i techniczny doprowadził do dezaktualizacji normy PN-A-86059:1975, która utraciła statu „uznanej reguły technicznej” i została wycofana bez zastąpienia. Stabilność emulsji typu o/w, określana na podstawie rozkładu wielkości kuleczek tłuszczowych jest coraz częściej badana z wykorzystaniem dyfrakcji laserowej.

EN

The physical stability of emulsions in case of food products is a parameter closely related to consumers’ acceptance, as well as one of the most important determinants of the products’ shelf life. Thermodynamic stability determines the conditions of storage and transportation of manufactured goods. Therefore, the research on emulsion physical stability is an important part of industrial research. This topic is of particular importance for dairy industry, where the raw material is milk – a classic example of oil-in-water (o/ w) emulsion. The analytical methods used so far to determination the stability of o/w emulsions’ stability have been based on the analysis of the size of fat globules using an optical microscope: PN-A-86059: 1975. However, scientific and technical progress has led to the obsolescence of the quoted standard, which lost the status as the “recognized technical rule” and was withdrawn without replacement. Currently, the stability of o/w emulsions, determined by the fat globules’ size distribution is being studied by means of laser diffraction.

Słowa kluczowe

PL

mikroskopia optyczna; dyfrakcja laserowa; LD; rozkład wielkości cząstek; PSD; stabilność emulsji

EN

optical microscopy; laser diffraction; LD; particle size distribution; PSD; emulsion stability

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Spożywczy
• Rocznik: 2021
• Tom: T. 75, nr 10
• Strony: 25--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Bomba Adriana

• Katedra Inżynierii, Aparatury Procesowej i Biotechnologii Żywności, Wydział Nauki o Żywności, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie; Instytut Innowacji Przemysłu Mleczarskiego w Mrągowie

autor

Babuchowski Andrzej

• Instytut Innowacji Przemysłu Mleczarskiego w Mrągowie

autor

Adamczak Marek

• Katedra Inżynierii, Aparatury Procesowej i Biotechnologii Żywności, Wydział Nauki o Żywności, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Bibliografia

• [1] Berton A., S. Rouvellac, B. Robert, F. Rousseau, C. Lopez, I. Crenon. 2012. „Effect of the size and interface composition of milk fat globules on their in vitro digestion by the human pancreatic lipase: Native versus homogenized milk fat globules”. Food Hydrocolloids 29 (1) : 123-134. DOI:10.1016/j.foodhyd.2012.02.016.
• [2] Bucci A J., D.L. Van Hekken, M.H. Tunick, J.A. Renye, P.M. Tomasula. 2018. „The effects of microfluidization on the physical, microbial, chemical, and coagulation properties of milk”. Journal of Dairy Science 101 (8) : 6990-7001. DOI:10.3168/jds.2017-13907.
• [3] Chung C., D.J. McClements. 2014. „Structure – function relationships in food emulsions: improving food quality and sensory perception”. Food Structure 1 (2) : 106-126. DOI:10.1016/j.foostr.2013.11.002.
• [4] Dalgleish D.G., A.J. Law. 1989. „pH-induced dissociation of bovine casein micelles. II. Mineral solubilization and its relation to casein release”. Journal of Dairy Research 56 (5) : 727-735. DOI:10.1017/S0022029900029290.
• [5] Hinnenkamp C., B.P. Ismail. 2021. „Enhancing emulsion stability: The synergistic effect of combining Procream and partially hydrolyzed whey protein”. International Dairy Journal 119 : 105059. DOI:10.1016/j.idairyj.2021.105059.
• [6] Huppertz T., P.F. Fox, A.L. Kelly. 2003. „High pressure-induced changes in the creaming properties of bovine milk”. Innovative Food Science & Emerging Technologies 4 (4) : 349-359. DOI:10.1016/S1466-8564(03)00057-2.
• [7] Kelimu A., D.F. da Silva, X. Geng, R. Ipsen, A.B. Hougaard. 2017. „Effects of different dairy ingredients on the rheological behaviour and stability of hot cheese emulsions”. International Dairy Journal 71 : 35-42. DOI:10.1016/j.idairyj.2017.02.005.
• [8] Lefebvere-Cases E., B. Tarodo De La Fuente, J.L. Cuq. 2001. „Effect of SDS on Casein Micelles: SDS-Induced Milk Gel Formation”. Journal of Food Science 66 (1) : 38-42. DOI:10.1111/j.1365-2621.2001.tb15578.x.
• [9] Malvern. 2013. Mastersizer 3000 User Manual.
• [10] Marco-Mole R., I. Hernando, E. Llorca, I. Perez-Munuera. 2012. „Influence of high pressure homogenization (HPH) on the structural stability of an egg/dairy emulsion”. Journal of Food Engineering 109 (4) : 652-658. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2011.11.031.
• [11] Martinez-Monteagudo S.I., S. Kamat, N. Patel, G. Konuklar, N. Rangavajla, V.M. Balasubramaniam. 2017. „Improvements in emulsion stability of dairy beverages treated by high pressure homogenization: A pilot-scale feasibility study”. Journal of Food Engineering 193 : 42-52. DOI:10.1016/j.jfoodeng. 2016.08.011.
• [12] McClements D.J. 2007. „Critical review of techniques and methodologies for characterization of emulsion stability”. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 47 (7) : 611-649. DOI:10.1080/10408390701289292.
• [13] Monteiro S.H., E.K. Silva, V.O. Alvarenga, J. Moraes, M.Q. Freitas, M.C. Silva, R.S.L. Raices, S.S’A. Anderson, M.A.A. Meireles, A.G. Cruz. 2018. „Effects of ultrasound energy density on the non-thermal pasteurization of chocolate milk beverage”. Ultrasonics Sonochemistry 42 : 1-10. DOI:10.1016/j.ultsonch. 2017.11.015.
• [14] Paździor M. 2018. „Identyfikacja czynników oddziałujących na proces homogenizacji i jakość produktu emulsyjnego”. Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie/Politechnika Śląska z. 118 : 457-468. DOI:10.29119/1641-3466.2018.118.34.
• [15] PN-A-86059:1975. Mleko, śmietanka i śmietana – Oznaczanie skuteczności homogenizacji.
• [16] Polski Komitet Normalizacyjny (PKN), https://wiedza.pkn.pl/, dostęp: 09.2021
• [17] Ransmark E., B. Svensson, I. Svedberg, A. Goransson, T. Skoglund. 2019. „Measurement of homogenisation efficiency of milk by laser diffraction and centrifugation”. International Dairy Journal 96 : 93-97. DOI:10.1016/j.idairyj.2019.04.011.
• [18] Rawal S.U., M.M. Patel. 2018. „Lipid nanoparticulate systems: modern versatile drug carriers”. W Lipid Nanocarriers for Drug Targeting, 49-138. Norwich : William Andrew Publishing.
• [19] Sim J.Y., M. Enteshari, K. Rathnakumar, S.I. Martinez-Monteagudo. 2021. „Hydrodynamic cavitation: Process opportunities for ice-cream formulations”. Innovative Food Science & Emerging Technologies 70 : 102675. DOI:10.1016/j.ifset.2021.102675.
• [20] Tetra Pak. 2019. Procedure for determination of homogenizing efficiency or NIZOD[5;3]. Pasteurized, ESL and UHT milk.
• [21] Thiebaud M., E. Dumay, L. Picart, J.P. Guiraud, J.C. Cheftel. 2003. „High-pressure homogenisation of raw bovine milk. Effects on fat globule size distribution and microbial inactivation”. International Dairy Journal 13 (6) : 427-439. DOI:10.1016/S0958-6946(03)00051-7.
• [22] Truong T., Bhandari B. 2020. „Role of Differentiated-Size Milk Fat Globules on the Physical Functionality of Dairy-Fat Structured Products”. W Dairy Fat Products and Functionality, 327-354.
• [23] Velasco C.M. 2010. „Characterization of fat structures in ice cream and enhancement of their colloidal interactions in ice creams high in unsaturated fat”. Thesis. University of Guelph.
• [24] wiki.anton-paar.com/pl-pl/dyfrakcja-laserowa-dla-okreslania-wielkosci-czastek. [dostęp: 09.2021].
• [25] www.pharmaceutical-networking.com/laser-diffraction. [dostęp: 09.2021].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).