Browsing by Subject "emulsio"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-6 of 6
  • Merinen, Maria (Helsingfors universitet, 2017)
    Elintarvike-emulsioiden lipidifaasin hapettuminen voi merkittävästi heikentää elintarvikkeen laatua. Stabilointiaineella on vaikutusta emulsion kemialliseen ja fysikaaliseen pysyvyyteen. Kuusesta eristetty hemiselluloosa, galaktoglukomannaanin (GGM), stabiloi hyvin öljy vedessä -emulsioita sekä fysikaalisesti että kemiallisesti. Tutkielman kirjallisuusosiossa tarkasteltiin hemiselluloosien eristysmenetelmien vaikutusta hemiselluloosan rakenteeseen ja fenolisten yhdisteiden pitoisuuteen sekä hemiselluloosien mahdollisia käyttösovelluksia elintarvikkeissa. Lisäksi tarkasteltiin fenolisten yhdisteiden vaikutusta o/w-emulsioiden kemialliseen pysyvyyteen. Työn kokeellisessa osassa selvitettiin eri menetelmillä kuusesta eristettyjen hemiselluloosien sisältämien fenolisten yhdisteiden vaikutusta emulsion lipidifaasin hapettumiseen ja emulsion fysikaaliseen pysyvyyteen. Emulsioiden stabilointiin käytetyt hemiselluloosat olivat kuusen termomekaanisesta massasta eristetyt GGM:t, jotka oli kuivattu joko sumutuskuivauksen (tTMP-GGM) tai etanolisaostuksen (eTMP-GGM) avulla, kuusen sahajauhosta paineistetulla kuumavesiuutolla eristetty GGM (PHWE-GGM) ja alipaineessa kuumalla vedellä eristetty BLN-GGM. Lisäksi tutkittiin, lisäsikö kuusen fenoliuute GGM:lla stabiloidun emulsion pysyvyyttä. Emulsioiden valmistuksessa käytettiin antioksidanteista puhdistettua rypsiöljyä ja emulsioita säilytettiin 40 C:ssa valolta suojattuna. Emulsioiden lipidifaasin hapettumista seurattiin kahden viikon ajan määrittämällä peroksidiluku spektrofotometrisesti, heksanaalipitoisuus head space -kaasukromatografisesti ja jatkoreaktiotuotteiden pitoisuus kokoekskluusiokromatografisesti. Emulsioiden rakennetta ja pisarakokojakaumaa tarkasteltiin optisella mikroskoopilla ja partikkelikokoanalysaattorilla. Fenolisten yhdisteiden pitoisuuksien muutokset kahden viikon aikana määritettiin emulsion jatkuvasta faasista ja rajapinnoilta erikseen erittäin suuren erotuskyvyn nestekromotografisella menetelmällä. Emulsioiden hapettumiskestävyys pysyvimmästä epäpysyvimpään oli seuraava: tTMP > PHWE > eTMPF > eTMP. tTMP-emulsion lipidifaasi ei hapettunut lainkaan. Kaikissa emulsioissa havaittiin fenolisten yhdisteiden pitoisuuden pienenemistä jatkuvassa faasissa tai rajapinnalla. Useammin fenolisten yhdisteiden pitoisuus pieneni rajapinnalla. Fenoliuutteen lisääminen vähensi eTMP-emulsion hapettumista. Kaikilla hemiselluloosilla stabiloidut emulsiot BLN-GGM:a lukuun ottamatta olivat fysikaalisesti pysyviä kahden viikon ajan. PHWE-emulsion keskimääräinen pisarakoko oli pienin. Emulsioiden kemialliseen ja fysikaaliseen pysyvyyteen arvioitiin vaikuttavan sekä pisarakokojakauma että fenolisten yhdisteiden antioksidatiivisuus. Tulevaisuudessa olisi mielenkiintoista selvittää, miksi pienimolekyylinen PHWE-GGM muodostaa pienempiä lipidipisaroita kuin suurimolekyyliset tTMP- ja eTMP-GGM:t.
  • Juntti, Venla (Helsingin yliopisto, 2020)
    Puuteollisuus hyödyntää puusta korkean arvon lopputuotteina lähinnä selluloosaa. Ligniinin ja hemiselluloosien käyttökohteita vasta kehitetään. Niiden eristäminen onnistuu ympäristöystävällisesti kuumavesiuutolla ilman liuottimia, jolloin hemiselluloosaan jää sitoutuneeksi myös ligniiniä. Koivun hemiselluloosista tärkein on glukuronoksylaani (GX). Sen mahdollisia jalostustuotteita voisi olla mm. emulgointiaineena toimiminen, jota voitaisiin käyttää elintarvie-, lääke- ja kosmetiikkateollisuudessa tuotteiden hyllyiän pidentämiseksi. Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia GX:lla stabiloidun öljy vedessä -emulsion pysyvyyttä ja analysoida emulsion pisaroiden rajapintaa. Pysyvyyttä arvioitiin määrittämällä pisarakokojakauma ja peroksidiluku kolmen kuukauden aikana. Alkuperäisestä materiaalista, emulsion jatkuvasta faasista ja rajapinnoilta määritettiin monosakkaridijakauma GC-FID-laitteistolla ja fenoliset yhdisteet UHPLC-UV/FID-aitteistolla. Fenolisista yhdisteistä tunnistettiin tärkeimmät massaspektrometrisesti. Tämän lisäksi yritettiin fraktioida anioninvaihtokromato-grafisesti galakturonihappoa (GalA) sisältävät fraktiot. GX:n stabiloima emulsio oli pysyvä sekä kemiallisesti että fysikaalisesti. Kolmen kuukauden aikana sen peroksidiluku ei kasvanut merkittävästi, mutta pisarakoko kasvoi. Faasit eivät kuitenkaan erottuneet toisistansa. GX:n tärkeimmiksi fenolisiksi yhdisteiksi tunnistettiin vanilliini ja syringaldehydi. Molempia löytyi jatkuvasta faasista ja rajapinnoilta. Suurin osa GX:n fenolisista yhdisteistä oli sitoutunut polysakkaridiketjuun esterisidoksilla ja glykosidisidoksilla. GX sopisi hyvin elintarvikkeiden stabilointiaineeksi, koska se ehkäisee hapettumista ja emulsiorakenteen hajoamista. GX:n pisaroiden rajapinnalla on sekä esterisidoksia että glykosidisidoksia. Esterisidokset mahdollistavat tiiviin rakenteen ja polysakkaridiketjujen pelkistävässä päässä olevat glykosidisidokset paksun, mutta harvan rakenteen. Myös GalA:n suuri määrä rajapinnalla viittaa siihen, että pektiini saattaa osallistua stabilointiin.
  • Teräslahti, Suvi (Helsingin yliopisto, 2015)
    The oxidation of polyunsaturated fatty acids is one of the most important chemical reactions degrading the nutritional quality, taste and safety of food products. The characteristics of emulsions, the mechanisms of unravelling of the emulsion structure along with the behavior of commercial emulsion stabilization agents were presented in the literary review part. Also the potential of polysaccharides as emulsion stabilizers was evaluated and a summary of characteristics of lipid oxidation in emulsions was presented. The aim of this study was to evaluate the chemical stability of oil-in-water emulsions stabilized with four polysaccharides by monitoring the oxidation of their lipid phases. In the experimental part, the ability of spruce galactoglucomannan (GGM) to stabilize the lipids in an emulsion was compared with the stabilizing capacity of carboxymethylated galactoglucomannan (CM-GGM) and two commercially available polysaccharides, corn fiber gun (CFG) and gum arabic (GA). Normal and antioxidant-free rapeseed oils were used in the emulsions and the emulsions were protected from light and stored at 4 and 40 °C. The lipid particle sizes of the emulsions were measured with optical microscope and peroxide values were determined from the lipid phases of emulsions. The formation of volatile oxidation products in the emulsions was determined with SPME-GC-MS and the amounts of lipid-derived polymers were determined with size exclusion chromatography (SEC-RI). The structure of the polysaccharides and a part of their phenolic compounds slowed down the oxidation of emulsions. Less hydroperoxides, volatile oxidation products and polymers was formed in the emulsion stabilized with GGM. The lipid phases of emulsions stabilized with native and carboxymethylated GGM oxidized equally slowly. The emulsion stabilized with GA oxidized faster than other emulsions. The lipid particles in emulsion stabilized with both native and carboxymethylated GGM were observed to form flocs. Also the natural antioxidants of the rapeseed oil and a lower storage temperature improved the chemical stability of the emulsions. The physical location of spruce GGM in the emulsion structure and detailed identification (MS) of GGM’s phenolic compounds would be interesting research topics in the future.
  • Ruikka, Oona (Helsingin yliopisto, 2020)
    Tutkielman kirjallisuusosuudessa paneuduttiin kauran makromolekyyleihin ja niiden toiminnallisuuteen ja reologisiin mittausmenetelmiin sekä hydrolysoiviin entsyymeihin. Lisäksi kirjallisuusosuudessa perehdyttiin emulsio- ja vaahtorakenteisiin sekä hydrokolloideihin ja niiden merkitykseen elintarvikerakenteissa. Kokeellisen osan tavoitteena oli muodostaa kylmäsäilytyksen kestävä täysjyväkaurapohjainen lusikoitava emulsiorakenne. Lisäksi tavoitteena oli selvittää voiko täysjyväkauraemulsion makeuttaa luonnollisesti ja muuttaako makeuttaminen emulsion rakennetta ja sen pysyvyyttä. Työssä käytettiin täysjyväkauraa kaurafraktioiden sijaan, jolloin sivuvirtoja ei muodostunut ja prosessointiin käytettävä energia pysyi minimissään. Lisäksi emulsio sisälsi kaikki tunnetut täysjyväkauran ravitsemusta ja terveyttä edistävät tekijät ja toiminnalliset ominaisuudet. Makeus luotiin entsymaattisen hydrolyysin avulla. Emulsion mekaanista pysyvyyttä vahvistettiin hydrokolloidilla ja mikrobiologista säilyvyyttä parannettiin hapon lisäyksellä. Emulsion pysyvyyttä seurattiin kolmen viikon kylmäsäilytyksen aikana aistinvaraisella arvioinnilla ja mittaamalla viskositeettia, pisarakokojakaumaa ja synereesin määrää. Kirjallisuustiedon perusteella kauran lämpökäsittelyn arveltiin heikentävän emulsion rakennetta ja sen pysyvyyttä, mutta tätä ei havaittu tutkimuksessa. Täysjyväkauran tärkkelyksen liisteröinnin ja emulgoinnin avulla täysjyväkauraseoksesta saatiin aikaan miellyttävä lusikoitava emulsiorakenne, jonka pysyvyys parani luontaisen hydrokolloidin lisäyksellä ja happaman pH:n ansiosta. Entsymaattisen hydrolysoinnin ansiosta kauraseos makeutui ja emulsion täysjyväkaurapitoisuutta voitiin suurentaa lähes kaksinkertaiseksi verrattuna entsyymikäsittelemättömään emulsioon. Tässä työssä tutkitulla prosessilla voidaan lisätä välipalatuotteen täysjyväkaurapitoisuutta, joka parantaa välipalatuotteen ravitsemuksellisia ja terveydellisiä etuja.
  • Tarmi, Siina (Helsingfors universitet, 2017)
    The scope of the literature review was to define the process for oil-in-water emulsion formation and the important properties of the emulsions which are suitable for microencapsulation. The aim of this study was to determine how whey protein isolate together with maltodextrin affects the properties of the emulsion. Camelina oil and black currant seed oil were used as core materials. The wall materials used were: maltodextrin (MD) and whey protein isolate (WPI). Six different wall systems consisting WPI in combination with MD at various ratios (1:1, 1:3 and 1:9) were used. In premilinary tests the emulsions were characterized for temperature, creaming index, apparent viscosity, flow behavior index, flow consistency index, droplet size (D4,3 zetasize,), droplet size distribution (PDI, span) and zetapotential. Droplet size and droplet size distributions were measured by a laser light scattering using a Zetasizer and by laser light diffraction instrument, Mastersizer 2000/3000. Oil droplet size was also measured with light blockade using a PAMAS. Rheological properties were characterized with rheometer. In actual test the emulsions were characterized for time (foam removal), temperature, droplet size (D10, D50, D90 ja D4,3), apparent viscosity, flow behavior index and flow consistency index. First degree polynomial was fitted with PLSR to the results. Statistical significances of regression coefficients were analyzed with t-test. In premilinary tests all the emulsions were stable during storage at 25 °C after 24 h. pH and zetapotentials which were all lower than -35 mV refer to good stability of emulsions. Change in droplet size and droplet size distribution was observed. Increasing maltodextrin concentration decreased droplet size (D4,3) and droplet size distribution width (PDI) when measuring by Mastersizer and Zetasizer. Apparent viscosity of the emulsions decreased by increasing maltodextrin concentration. PLS-regression showed that there were statistically differences between wall materials and temperatures, droplet size, size distribution and apparent viscosity. There were also statistically differences between oil and droplet size measured by PAMAS. In actual tests apparent viscosity of the emulsions decreased by increasing maltodextrin concentration. Increasing maltodextrin concentration also decreased the time of foam removal. PLS-regression showed that there were statistically differences between wall materials and temperatures after homogenization, time (foam removal), flow consistency index and apparent viscosity. There were also statistically differences between oil and temperatures, flow behavior index and droplet size distribution width. Whey protein isolate together with maltodextrin affect mostly to apparent viscosity of emulsions.
  • Lius, Elina (Helsingin yliopisto, 2019)
    Finding new plant-based protein sources is important from a sustainable development perspective. Ethanol and starch production from barley results in fiber and protein side-stream fractions that are currently utilized for animal feed. Nonetheless, it would be more profitable if the barley protein side-stream was used as a human food ingredient. The main storage proteins in barley are known as hordeins. They are polymeric proteins and have low solubility, due to their inter-chain and inter-molecular disulfide bridges and hydrophobic side-chains. In food technology applications protein solubility is an important property for emulsifying and foaming functionality. Proteins are sensitive to the surrounding environment, especially to pH, which could be used to alter the solubility. In this thesis the literature review examined barley (Hordeum vulgare) proteins, especially the hordeins, functionality and effect on food materials. The review includes previous studies concerning cereal proteins functionality in general and their effect on food materials and a discussion on protein stabilized emulsions. The aim of the study was to determine the protein composition of two barley protein concentrates, OP1 and OP2, and to evaluate protein solubility and emulsifying properties. Furthermore, the aim of the study was to compare the functionality of the concentrates. According to SDS gel electrophoresis the protein concentrates consisted mostly of hordeins, especially C-hordein and some B-hordein. Minor amounts of other proteins where also identified. The protein solubility was determined by Lowry’s method. The proteins were more soluble in sodium phosphate buffer than in deionized water. In sodium phosphate buffer at pH 3,8 the solubility of OP1 proteins was 100 mg/g ± 11 mg/g and in deionized water at pH 3,9 the solubility was 45 mg/g ± 1,1 mg/g. The solubility of the OP2 proteins in sodium phosphate buffer at pH 3,8 was 47 mg/g ± 1,5 mg/g and in deionized water at pH 3,7 the solubility was 45 mg/g ± 1,1 mg/g. In both samples the proteins solubility increased as the pH increased. Most proteins were solubilized at pH 11: the solubility for OP1 and OP2 proteins were 240 mg/g ± 11 mg/g and 140 mg/g ± 12 mg/g respectively, which is problematic regarding food products, but could be used as a treatment to improve solubility. The smallest oil droplets were formed in emulsions were the pH was adjusted to 7 with sodium phosphate buffer. The stability of emulsions was however poor in all samples because of phase separation, which was already significant after one day of storage. The phase separation was considered to be flocculation which finally resulted in creaming or sedimentation. The flocculation may have occurred due to hydrophobic interactions between the proteins on the oil/water interface. However, shaking of the emulsion causes the flocculated oil droplets to separate, forming an even emulsion. No coalescence was observed in all samples, except for OP1-emulsions with 1 % (w/v) dry matter. These results confirm that these protein concentrates can be used in food products, especially in milk type drinks that need to be shaken before usage.