W/O/Wエマルジョンの安定性における水相組成と親水性乳化剤タイプの役割

ダブルW1/O/W2エマルジョンは、食品マトリックスの脂肪代替として作用する可能性がありますが、合成乳化剤は一般的に合体の不安定性と感受性のために使用されます。W/Oインターフェイスの安定性を保証するために、合成乳化剤ポリグリセロールポリリリシノリーティー（PGPR -4.5％w/w）を使用しました。ただし、化学的に合成された成分の自然な代替品による置換は、食品用途で広く追求されています。この意味で、ホエイタンパク質分離株（WPI）とカゼイン酸ナトリウム（SC）を使用して、水中の水中の二重エマルジョン（W1/O/W2）の外部水相（W2）を安定化しました。コントロールとして使用されたトゥイーン80。内部水相の組成と二重エマルジョンへの影響は、塩化ナトリウム（0.2％w/w NaCl）、胆嚢（0.5％w/w GA）、またはGA/NaCl混合物（0.5％の添加によって研究されました。/ 0.2％w/ w）。これらの異なる親水性成分の効果は、液滴サイズ、粘度、ζ電位、界面張力、運動の安定性の測定から評価されました。SC緩和されたW/O/Wエマルジョンは、WPIMおよびT80システムよりも優れた運動安定性を示しました。これらの結果は、初期液滴サイズ（SC <T80 <WPI）およびエマルジョンの粘度（SC <T80 <WPI）に起因する可能性があります。SCは、より柔軟で展開されたタンパク質であり、界面に吸着して再配置することができ、より小さな液滴の形成を支持し、内側の水滴の移動を外側相への移動を制限できます。より小さな液滴に加えて、外部水相にSC（8％w/w）を添加すると、バルクシステムの粘度の増加が促進され、クリーム化と合体による不安定化速度が減少しました。内側の水相にNaClを含むすべてのW/O/Wシステムは、7日間の貯蔵中により大きな運動安定性を示しました。添加GAはNaClと比較して二重エマルジョンを安定化するのに効率が低かったが、このフェノール化合物は界面張力を減らし、径が小さいWPI-およびT80ドロップレットの形成を支持した。ただし、Ga/NaClブレンドの使用により、W/O/Wダブルエマルジョンの安定性と機能的に改善されました。私たちは、親水性乳化剤のタイプ、内部の水滴の特性、および相の粘度が、二重エマルジョンの液滴サイズ、粘度、運動安定性に影響を与えると結論付けました。この作業は、組成が二重エマルジョンの特性にどのように影響するか、およびより複雑な食品システムの脂肪代替としてW/O/Wエマルジョンを設計するために使用する方法をよりよく理解することを提供します。

Double W1/O/W2 emulsions can act as fat substitutes in food matrices, although synthetic emulsifiers are commonly used due to their inherent instability and susceptibility to coalescence. In order to guarantee the stability of the W/O interface, the synthetic emulsifier polyglycerol polyricinoleate (PGPR - 4.5% w/w) was used. However, the replacement of chemically synthesized ingredients by natural alternatives has been extensively pursued in food applications. In this sense, whey protein isolate (WPI) and sodium caseinate (SC) were used to stabilize the external aqueous phase (W2) of water-in-oil-in-water double emulsions (W1/O/W2), in addition to Tween 80 that was used as a control. The composition of the internal aqueous phase and its effects on the double emulsion were studied by the addition of sodium chloride (0.2% w/w NaCl), gallic acid (0.5% w/w GA) or a GA/NaCl mixture (0.5% / 0.2% w/w). The effect of these different hydrophilic components was evaluated from measurements of droplet size, viscosity, ζ potential, interfacial tension and kinetic stability. SC-stabilized W/O/W emulsions showed better kinetic stability than WPI- and T80-systems. These results can be attributed to the initial droplet size (SC < T80 < WPI) and viscosity of the emulsions (SC < T80 < WPI). SC is a more flexible and unfolded protein that can quickly adsorb and rearrange at the interface, favoring the formation of smaller droplets and limiting the migration of inner water droplets to the outer phase. In addition to smaller droplets, the addition of SC (8% w/w) to the external aqueous phase promoted an increase in the viscosity of bulk systems, which reduced the destabilization rates by creaming and coalescence. All W/O/W systems containing NaCl in the inner aqueous phase presented greater kinetic stability during 7 days of storage. Although the addition GA was less efficient to stabilize double emulsions compared to NaCl, this phenolic compound reduced the interfacial tension, favoring the formation of WPI- and T80-droplets with smaller diameters. However, the use of GA/NaCl blend improved the stability and functionally of W/O/W double emulsions. We concluded that the type of hydrophilic emulsifier, the properties of the inner water droplets and the viscosity of phases influenced the droplet size, viscosity and kinetic stability of double emulsions. This work provides a better understanding of how composition influences the properties of double emulsions and how it can be used to design W/O/W emulsions as fat substitutes in more complex food systems.