Šiame projekte numatoma pagaminti maistui skirtas geležimi praturtintas mikroįkapsuliavimo sistemas (įprastines ir dvigubąsias emulsijas bei oleogelius), kurių vartojimas padės mažinti geležies trūkumą žmogaus organizme. Minėtų sistemų sukūrimui bus naudojamos skirtingos technologijos: emulsavimas ir oleogelio formavimas struktūrizuojant lipofilinę fazę. Bus tiriamos skirtingų tarpfazį stabilizuojančių biopolimerinių tirpalų reologinės savybės, pH, gelio sudarymo savybės, taip pat paruoštų oleogelių tekstūra, stabilumas, spalva ir elgsena veikiant deformacijai. Pagrindinis dėmesys bus skiriamas geležies įkapsuliavimo efektyvumui ir jo difuzijai iš mikroįkapsuliavimo sistemų į aplinką. Bus pagamintos sistemos, kurių sudėtyje geležies kiekis atitiks per parą rekomenduojamą sunaudoti geležies kiekį. Svarbu ne tik geležimi praturtinti sistemas, tačiau ir pašalinti nepriimtiną šio mikroelemento skonį bei sulėtinti oksidacinius procesus, kuriuos geležis paspartina. Būtent todėl, atrinktos termodinamiškai stabiliausios sistemos (emulsijos ir oleogeliai) bus panaudotos konkrečiuose gyvūninės kilmės produktuose, vertinant liekamąjį metalinio skonio intensyvumą ir nustatant susidarančių oksidacijos produktų kiekį.
Projekto finansavimas:
KTU Mokslo ir inovacijų fondas
Projekto rezultatai:
1. Pagamintos ir charakterizuotos dvigubosios emulsijos su įkapsuliuota geležimi. Nustatyta, kad gautų sistemų stabilumas priklausė nuo naudoto emulsiklio koncentracijos, nuo įkapsuliavimui naudoto geležies sulfato koncentracijos ir nuo geležies sulfato vietos dvigubųjų emulsijų sudėtyje. Visų pirma, didinant išrūgų baltymų koncentraciją dvigubųjų emulsijų stabilumas didėjo ir tai siejama su didesniu biopolimero kiekiu, kuris buvo naudotas aliejus/vanduo tarpfaziui stabilizuoti. Taip pat buvo nustatyta, kad padidinus įkapsuliuojamo geležies sulfato koncentraciją nuo 0,06 iki 0,60 % aliejaus dalelių dydis mažėjo ir tai sietina su stabilesnės sistemos susidarymu.
Nustatyta, kad emulsijos, kuriose geležis buvo įkapsuliuota vidinėje ir išorinėje fazėje, pasižymėjo mažiausiu geležies įkapsuliavimo efektyvumu (52.12 %), mažiausia klampa (0.865 Pa•sn), didžiausiu dalelių dydžiu (74.41 – 86.64 ?m) ir mažiausiu stabilumu viso laikymo metu. Tuo tarpu emulsijos, kuriose geležis buvo įkapsuliuota tik vidinėje vandens fazėje buvo labai stabilios ir sėkmingai išlaikė geležį savo struktūroje iš karto po paruošimo ir laikymo metu ( > 90 %).
2. Pirmą kartą pagaminti oleogeliai, kurių sudėtyje įkapsuliuota geležis. Stabilios sistemos su norimomis savybėmis (aliejus ir vandens išsiskyrimas, morfologija, viskoelastinės savybės ir geležies įkapsuliavimo efektyvumas) gauti tik sistemose, kurios buvo stabilizuotos dideliu vaško kiekiu (10 ir 15 %). Inovatyvu ir tai, kad vandens, esančio oleogelio sudėtyje, stabilizavimui nebuvo naudoti papildomi emulsikliai. O geležis buvo imobilizuota oleogelių sudėtyje tik dėl stabilios tridimensinio tinklo, sudaryto iš kristalų agregatų, struktūros, stabilizuojamos van der Valso jėgomis. Tiriant vaško rūšies įtaką oleogelių savybėms nustatyta, kad didesniu stabilumu, elastingumo modulio (G‘) vertėmis ir geležies įkapsuliavimo efektyvumu (~100 %) pasižymėjo oleogeliai, stabilizuoti bičių vašku.
3. Geležis, kuri buvo įkapsuliuota pagamintų sistemų sudėtyje, yra žinoma kaip oksidacinių procesų katalizatorius. Dėl šios priežasties buvo įvertintas stabiliausiųjų dvigubųjų emulsijų ir oleogelių oksidacinis stabilumas nustatant pirminių oksidacijos produktų (peroksidų) susidarymą. Nustatyta, kad didžiausiu oksidaciniu stabilumu pasižymėjo oleogeliai, stabilizuoti bičių vašku, kurie taip pat pasižymėjo ir didžiausiu kietumu. Gautas rezultatas pagrindžiamas tuo, kad tanki vaško kristalų tinklo struktūra sumažina geležies jonų difuziją į išorę ir tuo pačiu sumažina potencialią prooksidantų sąveiką su aliejumi.
Su jau minėtomis stabiliausiomis sistemomis buvo pagamintos modelinės mėsos sistemos, kuriose emulsijos ir oleogeliai naudoti kaip gyvūninės kilmės riebalų pakaitalas. Lyginant su jautiena ar kiauliena, vištienoje natūraliai yra ganėtinai mažas geležies kiekis, būtent todėl ši mėsos žaliava buvo pasirinkta mėsos sistemų gamybai. Nustatyta, kad bendrieji terminiai nuostoliai didėjo keičiant gyvūninės kilmės riebalus – oleogeliais ar emulsijomis (nuo 44,16 iki 47,05 – 49,40 %) priedu. Taip pat nustatyta bendrų terminių nuostolių ir kietumo sąsaja.
Didžiausiu kietumu (0,155 N) pasižymėjęs mėginys taip pat turėjo didžiausią bendrų terminių nuostolių kiekį (49,40 %). Nustatyta, kad spalvų rodiklių skirtumai tarp mėginių buvo nežymūs. Išskirti galima tik tai, kad lyginant su kontrole, visi mėginiai buvo šiek tiek mažiau ryškūs. Labai svarbu, kad a* raudonumo vertė tyrimo metu nesumažėjo, tai labai svarbus rodiklis mėsos sistemoms ir gaminiams.
Projekto įgyvendinimo laikotarpis: 2020-04-14 - 2020-12-31
Projekto koordinatorius: Kauno technologijos universitetas
