Wpływ rodzaju nośnika na trwałość przechowalniczą naturalnego ß-karotenu mikrokapsułkowanego metodą suszenia rozpyłowego

• Autorzy: Marzena A. Przybysz , Elżbieta Dłużewska , Michał Korszeń

Warianty tytułu

Effect of Carrier Type on Storage Stability of Natural ß-carotene Microencapsulated Using Spray Drying

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Naturalne dodatki do żywności (szczególnie barwniki) w porównaniu ze swoimi syntetycznymi odpowiednikami wykazują małą stabilność przechowalniczą. Trwałość preparatów barwiących ß-karotenu można w znaczny sposób zwiększyć stosując proces mikrokapsułkowania. Dobór odpowiedniego nośnika mikrokapsułkowanego preparatu pozwala na zwiększenie jego stabilności. Celem badań było określenie wpływu rodzaju i ilości materiału ściany (nośnika) na trwałość przechowalniczą mikrokapsułkowanego ß-karotenu. Olejowy preparat ß-karotenu otrzymano z marchwi i poddano procesowi mikrokapsułkowania metodą suszenia rozpyłowego. Jako nośniki zastosowano skrobię modyfikowaną (E 1450), gumę arabską, maltodekstryny oraz mieszaniny tych substancji. Barwnik dodawano w ilości 5 % w stosunku do masy emulsji, natomiast materiał ściany w ilości 30 %. Określono wpływ rodzaju materiału ściany na czas połowicznego rozpadu i stałą szybkości reakcji rozpadu ß-karotenu. Zawartość ß-karotenu na powierzchni, wewnątrz mikrokapsułek oraz w olejowym preparacie oznaczono spektrofotometry cznie. Otrzymano napoje z wykorzystaniem mikrokapsułkowanego ß-karotenu i oznaczono ich barwę. Badania prowadzono przez 90 dni. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że najbardziej stabilne były próbki mikrokapsułkowanego ß-karotenu otrzymane z emulsji zawierającej gumę arabską i maltodekstrynę w stosunku 1:2. Stwierdzono ponadto, że możliwe jest zastąpienie gumy arabskiej przez skrobię modyfikowaną (E 1450) bez statystycznie istotnych różnic w stabilności preparatu ß-karotenu. (abstrakt oryginalny)

EN

Natural food additives (particularly colorants) have a low storage stability compared to their synthetic counterparts. The stability of colouring ß-carotene preparations can be significantly increased by the use of a micro-encapsulation process. By selecting an adequate carrier for the preparation to be micro- encapsulated, it is possible to increase the stability thereof. The objective of this research study was to determine the effect of type and quantity of the wall material (carrier) on the storage stability of ß-carotene being micro-encapsulated. A emulsified ß-carotene preparation was obtained from carrots and underwent a micro-encapsulation process using a spray-drying method. A modified starch (E1450), an gum arabic, maltodextrins, and a mixture thereof were used as carriers. The colorant was added, its amount equalled 5% of the emulsion mass, and the amount of the wall material was 30 %. The effect was determined of the wall material type on the half-life and decay constant of ß-carotene. The content levels of ß-carotene on the surface, inside the microcapsules, and in the emulsified preparation were determined using spectrophotometry. Beverages were produced using the micro-encapsulated ß-carotene; their colours were determined. The research analysis was conducted over a period of three months. Based on the research results, it was found that the samples of micro-encapsulated ß-carotene produced using an emulsion containing the gum arabic and maltodextrins, their ratio being 1:2, were the most stable. Furthermore, it was confirmed that it was possible to substitute the gum arabic with the modified starch (E 1450) with no statistically significant differences in the stability of the ß-carotene preparation. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Żywność; Technologia produkcji żywności; Dodatki funkcjonalne do żywności; Badanie żywności

EN

Food; Food production technology; Functional food additives; Food research

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 19 (2012)
• Numer: nr 5 (84)
• Strony: 84--98

Twórcy

autor

Marzena A. Przybysz

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Elżbieta Dłużewska

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Michał Korszeń

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Bibliografia

• [1] Boutboul A., Giampaoli G., Feigenbaum A., Duvruet V.: Use of inverse gas chromatography with humidity control of the carrier gas to characterize aroma-starch interactions. Food Chem., 2002, 71, 387-392.
• [2] Buffo R.A., Reineccius G.A., Oehlert G.W.: Factors affecting the emulsifying and rheological properties of gum acacia in beverage emulsions. Food Hydrocoll., 2001, 15, 53-66.
• [3] Desai K.G.H., Park H.J.: Recent developments in microencapsulation of food ingredients. Drying Technol., 2005, 23, 1361-1394.
• [4] Desobry S.A., Netto F.M., Labuza T.P. :Comparison of spray-drying, drum-drying and freeze-drying for ß-carotene encapsulationand preservation. J. Food Sci., 1997, 62, 1158-1162.
• [5] Desobry S.A., Netto F.M., Labuza T.P.: Influence of maltodextrin systems at an equivalent 25DE on encapsulated ß-carotene loss during storage. J. Food Process. Preserv., 1999, 23 (1), 39-55.
• [6] Dłużewska E., Florowska A., Jasiorska E.: Wpływ rodzaju nośnika na stabilność ß-karotenu mikrokapsułkowanego metodą suszenia rozpyłowego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2011,1 (74), 140-151.
• [7] Dłużewska E., Leszczyński K.: Wpływ rodzaju nośnika na jakość mikrokapsułkowanych aromatów. Folia Univ. Agric. Stetin. Scientia Alimentaria, 2005, 246 (4), 47-58.
• [8] Dror Y., Cohen Y., Yerushalmi-Rozen R.: Structure of gum Arabic in aqueous solution. J. Polym. Sci., Part B: Polymer Physics, 2006, 44, 3265-3271.
• [9] Elizalde B., Herrera M., Buera M.: Retention of ß-Carotene encapsulated in a trehalose-based matrix as affected by water content and sugar crystallization. J. Food Sci., 2002, 67, 3039-3045.
• [10] Glenn G.M., Stern D.J.: Starch-based microcellular foams. Patent US 1999, 5.958.589.
• [11] Gouin S.: Micro-encapsulation: Industrial appraisal of existing technologies and trends. Trends Food Sci. Technol., 2004, 15, 330-347.
• [12] Kanakdande D., Bhosale R., Singhal R.S.: Stability of cumin oleoresin microencapsulated in different combination of gum arabic, maltodextrin and modified starch. Carbohydr. Polym., 2007, 67 (4), 536-541.
• [13] Kibry C.: Microencapsulation and controlled de livery of food ingredients. J. Food Sci. Technol., 1991, 5, 74-78.
• [14] Loksuwan J.: Characteristics of microencapsulated ß-carotene formed by spray drying with modified tapioca starch, native tapioca starch and maltodextrin. Food Hydrocoll., 2007, 21, 928-935.
• [15] Minguez-Mosquera M.I., Hornero-Mendez D., Perez-Galvez A.: Carotenoids and prowitamin A in functional foods. CRC Press LLC, New York 2002.
• [16] Nowacka M., Witrowa-Rajchert D., Strachota W., Sobczak E.: Zmiany zawartości witaminy C i karotenoidów w przechowywanych suszach marchwi i ziemniaka. Acta Agrophysica, 2011, 17 (1), 165-175.
• [17] PN-A-75101-12:1990. Przetwory owocowe i warzywne. Przygotowanie próbek i metody badań fizykochemicznych. Oznaczenie sumy karotenoidów i ß-karotenu.
• [18] Qi Z.H., Xu A.: Starch based ingredients for flavour encapsulation. Cereal Foods World, 1999, 44 (7), 460-465.
• [19] Ray A.K., Bird P.B., Iacobucci G.A., Clark B.C.: Functionality of gum arabic. Fractionation, characterization and evaluation of gum fractions in citrus oil emulsions and model beverages. Food Hydrocoll., 1995, 9 (2), 123-131.
• [20] Re M.I.: Microencapsulation by spray drying. Drying Technol., 1998, 16, 1195-1236.
• [21] Robert P., Carlsson R.M., Romero N., Masson L.: Stability of spray-dried encapsulated carotenoid pigments from rosa mosqueta (Rosa rubiginosa) oleoresin. JAOCS, 2003, 11 (80), 1115-1120.
• [22] Rosenberg M., Kopelman I. J., Talmon Y.: Factors affecting retention in spray-drying microencapsulation of volatile materials. J. Agric. Food Chem.,1990, 38, 1288-1294.
• [23] Shahidi F., Han X.Q.: Encapsulation of food ingredients. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 1993, 33 (6), 501-547.
• [24] Shogren R.L., Biresaw G.: Surface properties of water soluble maltodextrin, starch acetates and starch acetates/alkenylsuccinates. Colloids Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 2007, 298, 170-176.
• [25] Szterk A., Sosińska E., Obiedziński M.W., Lewicki P.P.: Metoda otrzymywania naturalnego α- i ß- karotenu z marchwi. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2008, 4 (59), 269-274.
• [26] Wagner L.A., Warthesen J.J.: Stability of spray-dried encapsulated carrot carotenes. J. Food Sci., 1995, 60 (5), 1048-1053.
• [27] Yoshii H., Soottitantawat A., Liu X.D.: Flavor release from spray-dried maltodextrin/gum arabic or soy matrices as a function of storage relative humidity. Innovat. Food Sci. Emerg. Technol., 2001, 2, 55-61.