İkili emülsiyon sistemlerinde farklı emülsifikasyon yöntemlerinin değerlendirilmesi: Yanıt yüzey optimizasyonu yaklaşımı ve emülsiyon özellikleri


Creative Commons License

OKUTAN G., Boran G.

Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, cilt.29, sa.4, ss.649-661, 2025 (TRDizin) identifier

Özet

İkili emülsiyonlar, dağılmış faz damlacıklarını hapsederken salınımı geciktirme, tat ve koku maskeleme, oksidasyona karşı koruma sağlama gibi avantajları nedeniyle birçok çalışmada ilgi odağı olmuştur. Bu çalışmada, emülsiyon verimi ve stabilite açısından değerlendirmek amacıyla farklı emülsifiye yöntemleri olan tek adımlı, iki adımlı ve membran yöntemleri kullanılarak su-yağ-su (s/y/s) tipi çift emülsiyonlar hazırlanmıştır. Sonuçlar, tek adımlı yöntemin zeta potansiyeli ve polidispersite indeksi açısından daha tercih edilebilir olduğunu, damlacık boyutu açısından ise membran yöntemi ile benzer sonuçlar verdiğini göstermiştir. Basitliği ve kullanım kolaylığı nedeniyle tek adımlı yöntem, damlacık boyutu ve polidispersite indeksini etkileyen faktörlerin değerlendirildiği bir optimizasyon çalışmasında daha ayrıntılı olarak incelenmiştir. Optimum koşullar altında (yağ oranı: %35,1; emülgatör oranı: %6,9; homojenizasyon hızı: 15.000 rpm ve homojenizasyon süresi: 5 dk), damlacık boyutu ve polidispersite indeksi sırasıyla 180,7±6,6 nm ve 0,13±0,01 olarak bulunmuştur. Elde edilen emülsiyonun pH değeri 2,89±0,01, iletkenliği 9,65±0,05 mS/cm, emülsiyon stabilitesi %8,02±0,66 ve zeta potansiyeli -50,30±1,70 mV olarak belirlenmiştir. Bu çalışma, optimum koşullar altında tek adımlı yöntemle gıda endüstrisinde çeşitli uygulamalar için nano-ölçekte ve yüksek stabiliteye sahip emülsiyonlar elde edilebileceğini göstermiştir.
Double emulsions have been the focus of several studies due to their advantages such as trapping dispersed phase droplets, delaying the release, masking taste-odor, and providing protection against oxidation. In this study, double emulsions (w/o/w) were prepared by different emulsifying methods including one-step, two-steps and membrane methods to assess their emulsion yield and stability. Results showed that one-step method was preferable for zeta potential and polydispersity index but similar in droplet size as in membrane method. Due to its simplicity and ease of use, one step method was further studied in an optimization study to evaluate factors affecting droplet size and polydispersity index. Under optimum conditions (oil ratio: 35.1%, emulsifier ratio: 6.9%, homogenization speed: 15000 rpm and homogenization time: 5 min), droplet size and polydispersity index were 180.7±6.6 nm and 0.13±0.01, respectively. pH of the resultant emulsion was 2.89±0.01, conductivity was 9.65±0.05 mS/cm, emulsion stability was 8.02±0.66%, and zeta potential was -50.30±1.70 mV. This study demonstrated that nano-scale emulsion and highly stable emulsions can be obtained for various applications in the food industry under optimum conditions by a single-step method.