Резюме. Изследвани са моделни емулсионни системи от типа масло/вода (М/В) с маслена фаза рафинирано слънчогледово масло („Класик“) и водна фаза – дейонизирана вода с конюгирана линолова киселина (CLA). Цел на настоящата работа е да се изследват стабилитетните характеристики на моделните емулсии – стабилност, дисперсност и реологични свойства. Разработени са сензорни карти на показателите консистенция и вкус. Приложени са спектроскопски и микроскопски метод за анализ на дисперсността. Установени са стабилността и реологичното поведение на емулсиите М/В. Проведен е сензорен анализ. Установено е, че стойностите на коефициента на пропускане са статистически неразличими с нарастване на маслената фаза от \(30 \%\) до \(60 \%\) и съдържание на CLA от \(1 \%\) до \(3 \%\). При маслената фаза \(10 \%\) и 20\% и 20% се наблюдава тенденция на увеличаване на коефициента на пропускане, което е доказателство за монодисперсност на моделните емулсии. При ниските скоростни градиенти (от \(1,32 \mathrm{~min}^{-1}\) до \(2 \mathrm{~min}^{-1}\) ), реологичното поведение на моделни емулсии е на непсевдопластично тяло. Повишаването на скоростния градиент води до преструктуриране на емулсионните системи и кривите се приближават до типични за псевдопластично тяло. Резултатите от изследването на емулсионната стабилност показват, че изследваните състави са нестабилни. За получаване на хранителни емулсии и сосове е наложително използването на стабилизатор. Данните от сензорния анализ потвърждават, че препоръчителната концентрация на CLA в хранителни емулсионни системи трябва да е \(2 \%\), независимо от маслената фаза. Получените моделни емулсии са с нежен приятен вкус без кисел привкус и остатъчен страничен послевкус. Ниските стойности на маслената фаза са подходящи за разработване на емулсионни сосове и дресинги.

Ключови думи: emulsion stability; conjugated acid (CLA); rheology; dispersion; sensory profile

Въведение

Потребителите все повече се насочват към консумацията на функционални храни и напитки, които биха подобрили техния здравословен статус (Miller et al., 2001). Наблюдава се тенденцията при приготвянето на емулсионните храни и напитки без използване на изкуствени емулгатори и стабилизатори и предпочитения към clean label foods (чисти храни), обогатени с естествени витамини, минерали и хранителни вещества. Много автори (Stamov & Alexieva, 1994; Hennesary et al., 2007; Obreshkov, 2011; Bolashenko, 2011; Mihov, 2008) изследват ролята на протеини и хидроколоиди (с естествен произход) като емулгатори и стабилизатори в хранителни емулсии.

Поведението на емулсии вода/масло със съдържание на конюгирана линолова киселина (CLA) представлява интерес поради свойствата Ӝ. (Blankson et al., 2000) са установили, че приемът на CLA води до значително намаляване на телесните мазнини. Конюгираната линолова киселина не само стимулира отслабването, предотвратява навлизането на мазнините в клетките, но и затвърждава резултатите от загуба на тегло, като това е клинично доказано. Според McCluskey et al. (1997) , Palombo et al. (2000) и Cantwell et al. (1998) употребата на CLA (четири седмици) води до намаляване на триглицеридите и общия холестерол. Cantwell et al. (1998) и Decker (1995) убедително показват, че CLA има силни антиоксидантни и противовъзпалителни свойства. Свойствата на конюгирана линолова киселина имат уникален физиологичен ефект върху организма на човека. CLA: (а) пречи на образуването на подкожна мастна тъкан и стимулира тялото да използва мастните депа като източник на енергия; (б) намалява нивото на LDL холестерол и пречи на развитието на атеросклеротични плаки в кръвоносните съдове; (в) стимулира имунната система, като показва противовъзпалителни свойства; (г) спира растежа на раковите тумори; (д) предотвратява развитието на диабет тип 2.

Целта на настоящата работа е да се изследват стабилитетните характеристики на моделни емулсии масло/вода с конюгирана линолова киселина, да се установи подходяща концентрация на CLA за хранителни емулсии, като изследванията се потвърдят чрез сензорни профили на показателите консистенция и вкус.

Материали и методи

За маслена фаза на изследваните моделни емулсии от типа масло/вода е използвано рафинирано слънчогледово масло „Класик“, бутилирано от фирма „Агро-М“ ЕООД. Водната фаза на моделните емулсии включва дейонизирана вода и конюгирана линолова киселина.

Реологичните характеристики на моделните емулсии М/В са определени чрез вискозиметър Fungilab Expert с цилиндър TL5, при различни скоростни градиенти. Стабилността е определена по метода на Козин. Оптичните характеристики са изследвани с влакнестооптичен спектрофотометър AvaSpec-2038, Avantes. Дисперсността на емулсията е определена чрез коефициент на пропускане \(\mathrm{T}(\%)\). За целта пробата се разрежда \(1: 500\) и се определя количеството преминала светлина при дължина на вълната \(\lambda=540 \mathrm{~nm}\).

Микроскопският тест подкрепя резултатите за стабилитетните харатеристики, получени по описаните методики. За целта пробата се заснема и се отчитат броят и размерът на маслените глобули. Маслените глобули се разделят в четири класа с предварително определени размери: първи \(-0-4 \mu \mathrm{~m}\); втори \(-4-8 \mu \mathrm{~m}\); трети \(-8-12 \mu \mathrm{~m}\), u четвърти-над \(12 \mu \mathrm{~m}\). Средният диаметър на маслените глобули се определят по формули (1) и (2).

(1) \(d l n=\cfrac{\sum_{n} M_{n} \cdot d_{s r}}{\sum n} \)

(2) \(F=\cfrac{n \cdot 100}{\sum n} \)

където: n – брой на маслените клъбца в дадена група; F – хомогенност; dln – среден аритметичен диаметър на маслените глобули; \(M_{n}\)– модул на маслените глобули; \(d_{s r}\)– среден диаметър на маслените глобули за даден модул; \(\Sigma n\)-брой на всички маслени глобули.

Проведен е сензорен анализ (с обучени дегустатори) въз основа на разработени карти, отразяващи интензивността на показателите консистенция и вкус.

Стабилността на емулсиите е изследвана чрез определяне на параметър \(P\) за количествена оценка на седиментационно разслояване. Последният може да бъде изчислен чрез формула (3)

(3) \[ P=\tfrac{x_{t}}{m t}, \]

където \(\tfrac{x_{t}}{t}\) е средна скорост, с която се премества единица маса \(m\) от течна дисперсна система, изпълваща седиментационен съд \(K\).

Резултати и дискусия

Изследвани са осемнадесет моделни емулсии масло/вода с конюгирна киселина. Съставът на емулсионните системи е даден в таблица 1.

Изследвана е стабилността на емулсиите при центрофугиране и утаяване. Установено е, че с увеличаване на маслената фаза при 1 и 2 % съдържание на CLA се наблюдава увеличаване на количеството на неразрушената емулсия. Подобна, но по-слабо изразена зависимост се наблюдава при емулсии със съдържание на CLA \(3 \%\).

Разслояването P e най-силно при моделни емулсии с \(60 \%\) маслена фаза и \(3 \%\) конюгирана киселина, като нарастването Ӝ от \(1 \%\) на \(3 \%\) е два пъти. Аналогична е зависимостта при емулсии с \(50 \%\) маслена фаза. Нарастването е само 1,7 пъти. Подобна е и динамиката на изменението на показателя при 20 и \(10 \%\) на маслената фаза. Следователно увеличаването на съдържанието на CLA не влияе положително на стабилността на изследваните моделни емулсии.

Дисперсността на моделните системи е изследвана спектрофотометрично. Резултатите са представени в таблица 2. Данните за светлопропускливостта са статистически неразличими при маслената фаза \(30 \%-60 \%\) и съдъжание на CLA \(1 \%\). При ниските маслени фази (\(10 \%\) и \(20 \%\) ) се наблюдава нарастване на светопропускливостта съответно 1,3 и 1,05 пъти. Подобна е тенденцията при съдържание на CLA \(2 \%\) и \(3 \%\).

От проведения сензорен анализ можем да направим следните обобщения.

При ниските концентрации на маслена фаза моделните емулсии имат маслен вкус, при високите концентрации на конюгирана киселина (3%) се усеща кисел и страничен привкус.

Всички моделни емулсии не са с консистенция на сметана и са по-скоро течливи. Следователно наложително е да бъде използван стабилизатор при създаване на хранителни емулсии.

От направените изследвания препоръчителни концентрации на CLA са \(2 \%\), което ще гарантира нежен приятен вкус без кисел привкус и остатъчен страничен послевкус. Предварителните изследвания показаха, че ниските стойности на маслената фаза са подходящи за разработване на емулсионни сосове и дресинги.

Реологични криви на изтичане на моделни емулсии с \(1 \%, 2 \%\) и \(3 \%\) конюгирана киселина и маслена фаза \(60,50,40,30,20\) и \(10 \%\) са показани на фиг.1. При ниските скоростни градиенти (\(1,32 \mathrm{~min}^{-1}\) до \(2 \mathrm{~min}^{-1}\) ) реологичното поведение на моделни емулсии е на непсевдопластично тяло. Повишаването на скоростния градиент води до преструктуриране на емулсионните системи и кривите се приближават до типични за псевдопластично тяло. Емулсиите не са стабилни и трябва да се използва стабилизатор за повишаване на стабилността на моделните емулсии масло/вода.

Микроскопските изследвания на някои от емулсиите са представени на фиг. 2.

Микроскопските изследвания показват, че при ниско и високо маслено съдържание на емулсията съответно \(10 \%\) и \(60 \%\) преобладават дисперсни частици с диаметър между \(4 \mu \mathrm{~m}\) и \(8 \mu \mathrm{~m}\). Противоположна тенденция се наблюдава при маслена фаза между \(30 \%\) и \(50 \%\) : диаметърът на частиците от дисперсната среда е между \(1 \mu \mathrm{~m}\) и \(4 \mu \mathrm{~m}\). Повишаването на концентрацията на CLA от 2 на \(3 \%\) води до увеличаване на размера на дисперсните частици, а при много ниско и високо съдържание на маслената фаза (съответно \(10 \%\) и \(60 \%\) )и до наблюдаване на частици с диаметър между \(8 \mu \mathrm{~m}\) и \(12 \mu \mathrm{~m}\).

От проведения сензорен анализ (фиг. 3а и 3б) можем да направим следните обобщения.

При ниските концентрации на маслена фаза моделните емулсии имат маслен вкус, при високите концентрации конюгирана киселина (\(3 \%\) ) се усеща кисел и страничен привкус.

Всички моделни емулсии не са с консистенция на сметана и са по-скоро течливи. Следователно наложително е да бъде използван стабилизатор при създаване на хранителни емулсии.

От направените изследвания препоръчителната концентрация на CLA в хранителни емулсии е \(2 \%\) Това ще гарантира нежен приятен вкус без кисел привкус и остатъчен страничен послевкус. Предварителните изследвания по-казаха, че ниските стойности на маслената фаза са подходящи за разработване на емулсионни сосове и дресинги.

Изводи

От изследванията могат да бъдат направени следните изводи: \((\mathrm{A})\) увеличаването на процентното съдържание на CLA не влияе положително на стабилността на изследваните моделни емулсии; (Б) препоръчителните концентрации на CLA са \(2 \%\), което гарантира нежен приятен вкус без кисел привкус и остатъчен страничен послевкус; (В) ниските стойности на маслената фаза са подходящи за разработване на емулсионни сосове и дресинги; (Г) с увеличаване на скоростта се наблюдава преструктуриране на емулсиите, кривите се доближават до зависимостта на изтичане на псевдопластично тяло; (Д) изследваните моделни емулсии масло/вода могат да бъдат използвани за хранителни цели с добавка на стабилизатор.

REFERENCES/ЛИТЕРАТУРА

Blankson, H., Stakkestad, H.J., Fagertun, H., Thom, E., Wadstein, J. & Goodmunstein, O. (2000). Conjugated linoleic acid reduces body fat mass in overweight and obese humans. J. Nutr., 130, 2943 – 2948.

Bolashenko, T.N. (2011). Tehnologia proizvodstva mayoneza funkcionalnogo naznachenia s ego ispolzovaniem: kandidatskaia dissertacia. Mogilev: Mogilevskij gosudarstvenij universitet [Болашенко, Т.Н. (2011). Технология производства майонеза функционального назначения и продуктов с его использованием: кандидатская диссертация. Могилев: Могилевский государственный университет продовольствия].

Cantwell, H., Devery, R., Stanton, C. & Lawless, F. (1998). The effect of a conjugated linoleic acid on superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase in oxidatively – challenged liver cells. Biochem. Soc. Trans., 26, 62.

Decker, E.A. (1995). The role of phenolics, conjugated linoleic acid, carnosine, and pyrroloquinoline quinone as nonessential dietary antioxidants. Nutr. Rev., 53, 49 – 58.

Hennessy, A.A., Ross, R.P., Stanton, C., Devery, R. & Murphy, J.J. (2007). Development of dairy based functional foods enriched in conjugated linoleic acid with special reference to rumenic acid (pp. 443-495). In: Saarela, M. (Ed.). Functional dairy products: volume 2. Sawston: Woodhead Publishing.

McCluskey, S., Connolly, J.F., Devery, R., O’Brien, B., Kelly, J., Harrington, D. & Stanton, C. (1997). Lipid and cholesterol oxidation in whole milk powder during processing and storage. J. Food Sci. , 62, 331 – 337.

Mihov, R.B. (2008). Izsledvane wyrhu procesite na homogenizirane pri poluchavaneto na emulsiuonni produkti ot maionezen tip: PhD thesis. Plovdiv: University of Food Technologies] [Михов, Р.Б. (2008). Изследване върху процесите на хомогенизиране при получаването на емулсионни продукти от майонезен тип: дисертация за образователната и научната степен „доктор“: Пловдив: Университет по хранителни технологии].

Miller, A., Stanton, C. & Devery, R. (2001). Modulation of arachidonic acid distribution by conjugated linoleic acid isomers and linoleic acid in MCF-7 and SW480 cancer cells. Lipids, 36, 1161 – 1168.

Obreshkov, I.O. (2011). Prouchvane vyrhu funkcionalnite svojstva na naturalni produkti s cel syzdavane na hranitelni emulsii: PhD thesis. Plovdiv: University of Food Technolologies [Обрешков, И.О. (2011). Проучване върху функционалните свойства на натурални продукти с цел създаване на хранителни емулсии: дисертация за образователната и научната степен „доктор“. Пловдив: Университет по хранителни технологии].

Palombo, J.D., DeMichele, S J., Liu J.-W., Bistrian, B.R. & Huang, Y.-S. (2000). Comparison of growth and fatty acid metabolism in rats fed diets containing equal levels of gamma-linolenic acid from high gamma-linolenic acid canola oil or borage oil. Lipids, 35, 975 – 981.

Stamov, S. & Alexieva, J. (1994). Osnovy na kulinarnata tehnologia. Sofia: Zamizdat [Стамов, С. & Алексиева, Й. (1994). Основи на кулинарната технология. София: Земиздат].