Aplicació d’alta pressió sobre dissolucions aquoses de goma diutan: influència sobre les propietats reològiques

En este trabajo se estudia el efecto de aplicar alta presión sobre el comportamiento reológico de disoluciones acuosas de goma diutan con el objeto de ampliar su uso potencial. Muestras de goma diutan sin tratar y tratadas fueron comparadas usando ensayos de cizalla estacionaria y ensayos de cizalla oscilatoria de baja amplitud. Esto se ha hecho haciendo pasar una vez disoluciones acuosas de 0.5% en peso de goma diutan en 0 y 1% en peso de NaCl a través de un Microfluidizador M110P a 5000 psi (34,47 MPa). Inicialmente las disoluciones de goma diutan presentaron un comportamiento tipo gel débil con valores del módulo elástico por encima de los del módulo viscoso. Adicionalmente presentaron un comportamiento pseudoplástico, claramente no newtoniano, que se ajusta perfectamente al modelo de Carreau. Después de aplicar alta presión, las muestras ilustraron un cambio de comportamiento reológico. Se produce una fuerte destrucción estructural evidenciada por una disminución de viscosidad y la aparición de un comportamiento tipo líquido con valores de G” por encima de los de G’.In this work, the effect of applying high pressure on the rheological properties of diutan gum aqueous solutions in order to extend its potential use was studied. Untreated and treated diutan gum samples have been compared using steady and small amplitude oscillatory shear. This has been done passing once 0.5wt% diutan gum solutions in 0 and 1wt% NaCl through a Microfluidizer M110P at 5000 psi (34.47 Mpa). At first, the diutan gum solutions exhibited a gel-like behaviour with elastic modulus values above the viscous modulus values. Additionally, they showed a pseudoplastic behaviour, clearly no-Newtonian which succesfully fitted the Carreau model. After applying high pressure, the samples illustrated a modification of the rheological behaviour. An important structural destruction occurred. This was evidenced by a decrease of viscosity and the appearance of a liquid-like behaviour with G” above G’ values.En aquest treball s’estudia l’efecte d’aplicar alta pressió sobre el comportament reològic de dissolucions aquoses de goma diutan amb l’ objectiu d’ampliar el seu potencial d’us. Mostres de goma diutan sense tractar i d’altres tractades van ser comparades emprant assajos de cisalla estacionaria i assajos de cisalla oscil·latòria de baixa amplitud. Això s’ha obtingut, fent passar un cop dissolucions aquoses de 0.5% en pes de goma diutan en 0 i 1% en pes de NaCl a través d’un Microfluidizador M110P a 5000 psi (34,47 MPa). Inicialment les dissolucions de goma diutan presentaren un comportament tipus de gel dèbil amb valors del mòdul elàstic per sobre dels del mòdul viscos. Addicionalment presentaren un comportament pseudoplàstic, clarament no newtonià, que s’ajusta perfectament al model de Carreau. Després d’aplicar alta pressió, les mostres il·lustraren un canvi de comportament reològic. Es produeix una forta destrucció estructural evidenciada per una disminució de viscositat i l’aparició d’un comportament tipus líquid amb valores de G” per damunt dels de G’.Proyecto CTQ2011-27371 financiado por el Ministerio español de Economía y Competitividad (MINECO)Comisión Europea (Programa FEDER)Dr. Ross Clark y CP Kelc

A Comparison of the Effect of Temperature on the Rheological Properties of Diutan and Rhamsan Gum Aqueous Solutions

The rheological properties exhibited by gums make its use in applications interesting, such as foods, cosmetics, enhanced oil recovery, or constructions materials. Regardless of application field, the effect of temperature on these properties is of great importance, since these properties can be modified and cause the gum not to be useful for those conditions. Diutan and rhamsan gums are biopolymers, belonging to the sphingans, with similar structures which differ in the substituents of their side chains. It is known that both gums exhibit suitable viscoelastic properties and flow behavior when used as a stabilizer, gelling agent, or thickener. Both gums are widely used in food industry, personal care products, construction materials, oil operations, etc. For this reason, to know the effect of the temperature on their rheological properties is very helpful. For this purpose, small amplitude oscillatory shear measurements and flow curves, as a function of the temperature from 10 C to 60 C, have been performed, and the results obtained for both gums compared. The obtained results provide interesting information from an industrial point of view, since they reveal that the rheological properties remained almost unaltered in the temperature range assessed with diutan gum aqueous solutions, being slightly more viscous and viscoelastic than rhamsan gum solutions.Spanish Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) and FEDER, UE project CTQ2015-70700-

Influence of glycerol addition on the droplet size distribution, mean diameters and physical stability of ecological O/W emulsions processed with Microfluidizer technology

The aim of this work was to investigate the influence of the pressure ( 0 psi and 15000 psi) and the number of passes (0,1,2 and 3) through a high pressure homogenizer with Microfluidizer technology on the droplet size distribution, mean diameters and physical stability of ecological O/W emulsions. The results with an emulsion formulated with 50 wt% of glycerol in the continuous phase are compared. As dispersed phase a 30 wt% mixture of green solvents, N,N-dimethyldecanamide and α-pinene with a 75/25 mass ratio was used. In addition, an ecological surfactant derived from coconut oil, HLB = 13.El objetivo de este trabajo ha consistido en investigar cómo influye la presión (0 y 15000 psi) y el número de pasadas (1, 2 y 3) a través de un homogeneizador de alta presión con tecnología Microfluidizer sobre la distribución de tamaños de gota, diámetros medios y estabilidad física de una emulsión ecológica O/W. Se comparan los resultados con la emulsión formulada con un 50% en peso de glicerol en el medio continuo. Como fase dispersa se utiliza un 30% en peso de una mezcla de disolventes verdes, N,N-dimetildecanamida y α-pineno, en una relación en masa de 75/25. Adicionalmente se emplea un tensioactivo ecológico derivado de aceite de coco, de HLB 13.Ministerio de Economía y Competitividad de España-CTQ2015-70700-PComisión Europea (Programa FEDER

Avances en la formulación de emulsiones

This review emphasizes that formulation, along with processing, defines the microstructure of emulsions and therefore their functional properties. Possible components of both the oil and aqueous phases are described as well as their relevant properties concerning emulsions. The general characteristics of low molecular and high molecular weight emulsifiers, which essentially are adsorbed on the oil/water interfaces, are described. Synthetic emulsifiers derived from the oil industry, as well as those stemming from edible raw materials and biotechnological sources are considered. The main steps of the emulsifying mechanism using proteins and the role of synthetic polymers as well as polysaccharides as stabilizers are discussed. In addition, the formation of protein-polysaccharide complexes as a way of optimizing emulsion formulations is analyzed. Finally, this review points out that the progress in emulsion formulation must rely on the product engineering approach, which involves a multidisciplinary methodology.Esta revisión destaca que la formulación, junto con el procesado, definen la microestructura de las emulsiones, y por tanto sus propiedades funcionales. Se describen los componentes de las fases oleosa y acuosa, así como sus principales propiedades en relación con las emulsiones. Se estudian los emulsionantes, que ocupan básicamente la interfase aceite-agua, distinguiendo entre los de bajo y alto peso molecular, así como entre sintéticos derivados del petróleo, otros que se pueden obtener a partir de materias primas comestibles y de origen biotecnológico. Se resumen las etapas claves que sufren las proteínas como emulsionantes y las condiciones en que polímeros sintéticos y polisacáridos actúan cono estabilizantes. Se aborda también la formación de complejos proteína-polisacáridos como una vía de optimización de formulaciones. Se finaliza destacando que los progresos en formulación de emulsiones deben basarse en la ingeniería del producto y en metodologías multidisciplinares

Elaboration and characterization of nanoemulsion with orange essential oil and pectin

BACKGROUND: Nanoemulsions formulated with citric essential oils are currently of interest because of their physical and chemical properties and multiple applications in areas such as the food industry or agrochemicals. These are thermodynamically unstable and have almost Newtonian flow behaviour, but a suitable formulation allows systems to be obtained with good physical stability and rheological properties. The addition of pectin makes this possible. In this work, food nanoemulsions formulated with pectin, orange essential oil (5 wt%), and Tween 80 were obtained by microfluidization. First, the effect of Tween 80 concentration from 1 to 5 wt% on emulsions without pectin was evaluated. Then, pectin was added to the most stable nanoemulsion obtained and two variables were studied: the pectin solution concentration (from 2 to 6 wt%) and the pectin/emulsion ratio (1:1 or 2:1) at a fixed pectin concentration. RESULTS: Rheological, laser diffraction, and multiple light scattering techniques were employed to determine the content of Tween 80 that results in the most stable nanoemulsion without pectin, which was 3 wt%. In addition, these techniques were used to determine the structure and physical stability of the nanoemulsions containing orange essential oil and pectin. The results obtained showed that the emulsions containing 2 wt% pectin were destabilized before 24 h. Furthermore, the emulsion with 6 wt% pectin and a 2:1 pectin/emulsion ratio showed the highest viscosity and the lowest mean diameters, and therefore the greatest stability. CONCLUSION: This work extends the knowledge of formulation of nanoemulsions and using essential oils. © 2021 The Authors. Journal of The Science of Food and Agriculture published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.Ministerio de Economía y Competitividad CTQ2015-70700-

Estudio de la aplicación del sistema de evaluación por pares a una asignatura de experimentación

En este trabajo se evalúa la eficacia del sistema de evaluación por pares en una asignatura de experimentación de tercer año universitario. El estudio se prolonga a lo largo de dos cursos académicos consecutivos, utilizando los mismos tres pares de correctores. Los resultados obtenidos se comparan con los que se habrían alcanzado de haber utilizado tres correctores. Se presentan diversas estrategias de análisis estadístico de las distintas calificaciones propuestas. La distribución de calificaciones por debajo o por encima de la línea recta de pendiente uno, en la representación lineal de las calificaciones de uno de los miembros de la pareja frente al otro, aporta una herramienta cómoda para un primer análisis de la consistencia de las calificaciones propuestas. La representación de las calificaciones normalizadas respecto a las medias permite también una rápida evaluación de la eficacia de una triple corrección frente a la corrección por paresThis article deals with the assessment of the efficiency of the pairwise exam marking system applied to a laboratory subject offered in the third university year. This project was carried out over two consecutive academic years with the help of the same three pairs of examiners. The results obtained are compared with those of three examiners (triple marking). Several strategies for the statistical analysis of marks proposed by examiners are considered. The distribution of the marks given by each examiner against those of a second examiner provides a useful tool to perform an initial analysis of results, insofar as they can scatter below or above the straight line of slope 1. The plot of normalised marks versus average marks enables clear conclusions to be drawn on the efficiency of triple versus pairwise markin

Rheological properties and physical stability of ecological emulsions stabilized by a surfactant derived from cocoa oil and high pressure homogenization

The goal of this work was to investigate the influence of the emulsification method on the rheological properties, droplet size distribution and physical stability of O/W green emulsions formulated with an eco-friendly surfactant derived from cocoa oil. The methodology used can be applied to other emulsions. Polyoxyethylene glycerol esters are non-ionic surfactants obtained from a renewable source which fulfill the environmental and toxicological requirements to be used as eco-friendly emulsifying agents. In the same way, N,NDimethyloctanamide and α-Pinene (solvents used as oil phase) could be considered green solvents. Emulsions with submicron mean diameters and slight shear thinning behavior were obtained regardless of the homogenizer, pressure or number of passes used. All emulsions exhibited destabilization by creaming and a further coalescence process which was applied to the coarse emulsion prepared with a rotor-stator homogenizer. The emulsion obtained with high pressure at 15000 psi and 1-pass was the most stable.Propiedades reológicas y estabilidad física de emulsiones ecológicas estabilizadas por un tensioactivo derivado del aceite de coco y homogeneización de alta presión. El objetivo de este trabajo fue estudiar la influencia del método de emulsificación sobre las propiedades reológicas, la distribución de tamaños de gota y la estabilidad física de emulsiones verdes O/W formuladas con un tensioactivo derivado del aceite de coco respetuoso con el medioambiente. La metodología empleada puede ser aplicada a cualquier otro tipo de emulsiones. Los ésteres polietoxilados de glicerina son tensioactivos no iónicos obtenidos de fuentes renovables que cumplen requisitos medioambientales y toxicológicos para ser usados como agentes emulsionantes ecológicos. Del mismo modo, la N,N-dimetil octanamida y el α-Pineno (disolventes usados como fase oleosa) pueden ser considerados como disolventes verdes. Se han obtenido emulsiones con diámetros medio submicrónicos y comportamiento ligeramente pseudoplástico independientemente del equipo, la presión o el número de pasadas empleados. Todas las emulsiones presentaron desestabilización por cremado y un proceso posterior de coalescencia que fue completado por la pre-emulsión preparada con un homogeneizador rotor estator. La emulsión obtenida con el homogeneizador de alta presión a 15000 psi y 1-pasada fue la más establ

Influencia del tensioactiu en la formació i estabilitat física d’emulsions ecològiques concentrades

El objetivo de esta investigación fue comparar tres tensoactivos ecológicos derivados del aceite de coco para la preparación de emulsiones aceite-en-agua concentradas formuladas con α-pineno. Los tensoactivos utilizados son ésteres polietoxilados de glicerina que presentan diferente número de grupos de óxido de etileno, que son responsables principales del carácter hidrófilo del tensoactivo. Las técnicas utilizadas para caracterizar las emulsiones fueron la reología, la difracción láser y el “multiple light scattering”. Se ha demostrado que el uso del tensoactivo no-iónico Levenol C-201 (17 grupos de óxido de etileno y valor HLB de 13), produce emulsiones con mayor estabilidad física debido a sus menores tamaños de gota y una mayor viscosidad, lo que ayuda a prevenir fenómenos de desestabilización como el cremado o la coalescencia. Por tanto, este estudio proporciona importantes resultados sobre las propiedades y estabilidad física de emulsiones formuladas con ésteres etoxilados de glicerina derivados del aceite de coco que pueden ser utilizadas para el desarrollo de nuevos productos bioaplicables.The goal of this work was to compare three different ecological surfactants derived from coconut oil for the preparation of concentrated oil-in-water emulsions formulated with alpha-pinene. The surfactants used were polyoxyethylene glycerol fatty acid esters with different number of oxyethylene groups. These are liable for the hydrophilic surfactant role. Rheology, laser diffraction and Multiple Ligh Sacttering were used in order to characterise the emulsions. It has been demonstrated that the use of Levenol C-201 (HLB: 13) lead to prepare emulsions with longer physical stability due to lower droplet size and higher viscosity. These facts help to slow down destabilization processes such as creaming or coalescence. Therefore, this study provides interesting results about the properties and physical stability of emulsions containing polyoxyethylene glycerol fatty acid esters derived from coconut oil, which can be used to develop new products with biological applications.L’objectiu d’aquesta investigació va ser comparar tres tensioactius ecològics derivats de l’oli de coco per a la preparació d’emulsions oli-en-aigua concentrades formulades amb α-pinè. Els tensioactius utilitzats són èsters polietoxilats de glicerina que presenten diferent nombre de grups d’òxid d’etilè, que són responsables principals del caràcter hidròfil del tensioactiu. Les tècniques utilitzades per caracteritzar les emulsions van ser la reologia, la difracció làser i el multiple light scattering. S’ha demostrat que l’ús del tensioactiu no-iònic Levenol C-201 (17 grups d’òxid d’etilè i valor HLB de 13), produeix emulsions amb més estabilitat física a causa de un volum més petit de gota i una major viscositat, el que ajuda a prevenir fenòmens de desestabilització com el cremat o la coalescència. Per tant, aquest estudi proporciona importants resultats sobre les propietats i la estabilitat física d’emulsions formulades amb èsters etoxilats de glicerina derivats de l’oli de coco que poden ser utilitzades per al desenvolupament de nous productes bioaplicables.(Project CTQ2015- 70700) from the Spanish Ministerio de Economía y CompetitividadEuropean Commission (FEDER Programme)KA

Influence of nanoemulsion/gum ratio on droplet size distribution, rheology and physical stability of nanoemulgels containing inulin and omega-3 fatty acids

Background: New consumer habits are forcing the food industry to develop new and healthy products. In response to this tendency, in this investigation, we obtained nanoemulgels by microfluidization containing inulin fibre and omega-3 fatty acids. First, the influence of the number of microfluidization cycles on the physical properties of the nanoemulsions was studied. Subsequently, an advanced-performance xanthan gum was added to the nanoemulsion in different nanoemulsion/xanthan ratios (1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 1:2, and 1:3). Results: Laser diffraction, multiple light scattering, and rheology techniques were used to characterize nanoemulsions and the corresponding nanoemulgels. The nanoemulsion with the lowest Sauter mean diameter (138 nm) and the longest physical stability was obtained after three passes through a microfluidization device at a fixed pressure of 103 421 kPa. Thus, these processing conditions were always used to obtain the nanoemulsion; these were subsequently mixed with a xanthan gum solution to produce nanoemulgels that showed weak gel-like viscoelastic and shear-thinning flow behaviours. A decrease in the nanoemulsion/xanthan ratio (i.e. by an increase in the content of xanthan gum in the nanoemulgel) increased the viscoelastic moduli and the zero shear viscosity values. A rise in the droplet size was observed with aging time, probably due to flocculation. The nanoemulsion/xanthan gum mass ratio of 1:3 yielded the most stable nanoemulgel. Conclusions: This work is a contribution to the development of functional foods. It has been demonstrated that it is possible to obtain a stable nanoemulgel-based food matrix containing fibre and omega-3 fatty acids. © 2022 The Authors. Journal of The Science of Food and Agriculture published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.Universidad de Sevilla PP2019-1329