Studium a příprava vícenásobných emulzí

Ing. Kristýna Opustilová

Disertační práce

Study and preparation of multiple emulsions

Anotace:

Cílem předkládané práce je optimalizace přípravy vícenásobných emulzí, posouzení vlivu vybraných procesních parametrů (teplota přípravy a aplikace vysokorychlostní homogenizace) a surovinové skladby na funkční vlastnosti jednoduchých a vícenásobných emulzí. Práce je zaměřena na výrobu modelových vzorků vícenásobných emulzí s enkapsulovaným kurkuminem. Jednotlivé emulze se lišily použitým olejem (olivový, slunečnicový, dýňový, lněný a kokosový) ve vnější fázi. K popsání vlastností jednotlivých emulzí byly sledovány fyzikálně-chemické vlastnosti (index krémování, stability emulze, mrznoucí vody, enkapsulační účinnost, reologické vlastnosti) a také proběhla vizualizace emulzí pomocí konfokální laserové mikroskopie. Dalším sledovacím parametrem byla stravitelnost jednoduchých i vícenásobných emulzí in vitro dvoukrokovým postupem (simulace trávení v žaludku a simulace trávení v tenkém střevě). Studována byla také stravitelnost vzorků kurkumy, v práškové formě i v čerstvém kořenu. Také byla provedena analýza jednotlivých kurkuminoidů ve standardu kurkuminu metodou diferenční skenovací kalorimetrie a pomocí kapalinové chromatografie. Z výsledků práce vyplývá, že stabilitu vícenásobných emulzí silně ovlivňuje teplota přípravy i proces homogenizace. Poměr olejové a vodné fáze nemá na stabilitu emulze zásadní vliv, ale mění se viskoelastické vlastnosti připravených vzorků. Použitý druh oleje má vliv na stabilitu emulzí, což zřejmě souvisí s poměrem nasycených a nenasycených mastných kyselin v olejích. Stravitelnost kurkuminu se u jednoduchých a vícenásobných emulzí výrazně lišila. Jednoduchá emulze se při kontaktu s žaludečními šťávami rychle rozpadá a dochází k degradaci kurkuminu, zatímco vícenásobné emulze poskytnou kurkuminu lepší ochranu před degradací a kurkumin se z větší části uvolní až v tenkém střevě. U analýzy stravitelnosti kurkumových prášků bylo zjištěno, že čerstvá kurkuma je stravitelnější než práškové vzorky.

Abstract:

The presented work aimed to optimize the preparation of multiple emulsions, to assess the influence of selected process parameters (preparation temperature and application of high-speed homogenization), and the composition on the functional properties of simple and multiple emulsions. The work focuses on the production of model samples of multiple emulsions with encapsulated curcumin. The individual emulsions differed in the type of oil used in the outer phase, including olive, sunflower, pumpkin, flaxseed, and coconut oil. To describe the properties of the individual emulsions, physicochemical properties (creaming index, emulsion stability index, encapsulation efficiency, rheological properties, freezing point index) were monitored, and emulsions were visualized using confocal laser microscopy. Another parameter monitored was the digestibility of simple and multiple emulsions in vitro using a two-step procedure (simulation of stomach digestion and simulation of small intestine digestion). The digestibility of turmeric samples, in both powdered form and fresh root, was also studied. An analysis of individual curcuminoids in the curcumin sample was performed using modulated differential scanning calorimetry a HPLC. The results of the work indicate that the stability of multiple emulsions is strongly influenced by the preparation temperature and the homogenization process. The ratio of oil to the aqueous phase does not have a significant impact on emulsion stability, but it does change the viscoelastic properties of the prepared samples. The type of oil used affects the stability of the emulsions, likely related to the ratio of saturated to unsaturated fatty acids in the oils. The digestibility of curcumin differs significantly between simple and multiple emulsions. Simple emulsions break down quickly upon contact with stomach liquid, leading to the degradation of curcumin, while multiple emulsions provide better protection for curcumin against degradation, with most curcumin being released in the small intestine. The digestibility analysis of turmeric powders revealed that fresh turmeric is much more digestible than powdered samples.

Klíčová slova

emulze, vícenásobná emulze, kurkumin, kurkuminoid, stravitelnost in vitro

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 3. 7. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 12. 9. 2024

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Fakulta technologická

Doktorský studijní program / obor:
Chemie a technologie potravin / Technologie potravin