Een internationaal team onder leiding van Nieuw-Zeelandse voedingswetenschappers van het Riddet Institute heeft neutronenverstrooiingstechnieken gebruikt om de structuur te karakteriseren van een olie-in-water-emulsie die vaak wordt gebruikt in voedingsmiddelen, zoals melk, Room, saladedressings en sauzen.

Olie en water mengen niet en emulsies zijn inherent onstabiel, dus emulgatoren worden gebruikt om te voorkomen dat hun componenten scheiden.

Er zijn een aantal manieren om een ​​emulsie te stabiliseren. In voedselsystemen, het gebruik van moleculen zoals eiwitten of oppervlakteactieve stoffen van voedingskwaliteit komt het meest voor; echter, deeltjes kunnen ook worden gebruikt.

"In dit onderzoek gepubliceerd in Langmuir , onze medewerkers hebben deeltjes gebruikt die zijn geproduceerd uit wei-eiwitten uit melk om de emulsiedruppels te coaten, " zei co-auteur Prof Elliot Gilbert. Leider van de activiteiten van ANSTO op het gebied van voedselmateriaalwetenschap.

Deze kleinere deeltjes werken om de veel grotere emulsiedruppels te stabiliseren, ’ zei Gilberte.

"Deze emulsies hebben een enorm potentieel bij de ontwikkeling van functionele voedingsmiddelen en kunnen helpen bij een verhoogde afgifte en verbeterde opname van voedingsstoffen in de voeding om ondervoeding te helpen bestrijden, ’ zei Gilberte.

"De houdbaarheid van de producten die deze emulsies bevatten is ook veel langer dan bij andere producten."

Een natuurlijk verwant stabilisatie-arrangement in voedsel is de Pickering-emulsie, die vaste deeltjes gebruikt als stabilisatoren die zich ophopen op het grensvlak tussen twee niet-mengbare vloeistoffen.

"Het is vergelijkbaar met de manier waarop caseïnemicellen vetbolletjes in melk kunnen stabiliseren om scheiding te voorkomen, ’ zei Gilberte.

Neutronenverstrooiing werd gebruikt om de pakkingsrangschikking van de deeltjes op het grensvlak van de primaire emulsiedruppels te bepalen die een fractaal netwerk vormen.

Kleine hoek- en ultrakleine neutronenverstrooiingsmetingen onthulden dat de aard van het netwerk werd beïnvloed door de structuur en concentratie van de wei-eiwit microgeldeeltjes.

"Zowel Bilby als Kookaburra werden gebruikt in de experimenten. Bij het bestuderen van monsters die deeltjes bevatten met een grootte in de orde van honderden nanometers, kleine hoekverstrooiing is prima, maar je hebt echt ultrakleine hoekverstrooiing nodig om die langere lengteschalen in het bereik van 1-10 micron te bereiken, ’ zei Gilberte.

"Een ander belangrijk voordeel van het gebruik van onze neutroneninstrumenten is dat deze metingen in vloeibare toestand kunnen worden gedaan, onder de omstandigheden waarin ze worden gebruikt, "zei Gilbert. "Drogen of kleuren is niet nodig, zoals bij andere analytische methoden; je maakt gewoon het monster en presenteert het aan de neutronenbundel."

De onderzoekers stelden vast dat de optimale conditie voor de productie van wei-eiwit microgeldeeltjes de toepassing van een warmtebehandeling bij pH 5,9 zonder buffer was.

Gilbert benadrukt dat SANS-technieken waardevol zijn om een ​​groot aantal voedselmaterialen te bestuderen; dit omvat het beheersen van de vertering van zetmeel en lipiden om de gezondheidsresultaten te verbeteren, optimalisatie van industriële verwerking en het ontwerp van nutriëntenafgiftesystemen.