Παρασκευή σύνθετων νανογαλακτωμάτων τροφίμων και διατήρησή τους σε ψύξη

Abstract

Οι τάσεις των καταναλωτών σήμερα έχουν κατευθύνει τη βιομηχανία προς την ανάπτυξη νέων λειτουργικών τροφίμων εμπλουτισμένων με βιοδραστικά συστατικά, όπως βιταμίνες, φυσικά αντιμικροβιακά και αντιοξειδωτικά συστατικά, φυσικές χρωστικές κ.α. Η νανοτεχνολογία αποτελεί έναν ανερχόμενο κλάδο στην ανάπτυξη τέτοιων συστημάτων μεταφοράς και ενσωμάτωσης βιοδραστικών συστατικών. Με ελεγχόμενο και προσεκτικό σχεδιασμό τα νανογαλακτώματα μπορούν να έχουν μοναδικές φυσικοχημικές ιδιότητες καθιστώντας αυτά ως κατάλληλα συστήματα χορήγησης. Τα τελευταία χρόνια, ο κλάδος της νανοτεχνολογίας τροφίμων έχει στρέψει την προσοχή στη μελέτη και την ανάπτυξη των σύνθετων/διπλών νανογαλακτωμάτων ως καινοτόμα συστήματα ενσωμάτωσης και μεταφοράς επιθυμητών συστατικών. Τα σύνθετα νανογαλακτώματα ελαίου-σε-νερό-σε-έλαιο (ε/ν/ε) είναι πολυφασικά συστήματα που αποτελούνται από ένα νανογαλάκτωμα ελαίου-σε-νερό διεσπαρμένο σε μία συνεχή φάση. Τα συστήματα αυτά παρουσιάζουν διάφορα πλεονεκτήματα ως συστήματα ενσωμάτωσης λόγω της πολυστρωματικής δομής τους, καθώς σε αυτά μπορούν να ενσωματωθούν ταυτόχρονα τόσο λιποδιαλυτές όσο και υδατοδιαλυτές ενώσεις, οι οποίες παράλληλα προστατεύονται από χημική αποικοδόμηση. Παρά τα πιθανά πλεονεκτήματα που παρουσιάζουν στην ανάπτυξη προϊόντων, η παραγωγή σύνθετων νανογαλακτωμάτων ε/ν/ε είναι περιορισμένη και απαιτείται περαιτέρω μελέτη για τον σχεδιασμό και την ανάπτυξη τέτοιων κολλοειδών συστημάτων, διερευνώντας τα κατάλληλα συστατικά για τη σύνθεσή τους καθώς και τον αποτελεσματικότερο τρόπο ομογενοποίησης (συσκευή ομογενοποίησης, χρόνος διεργασίας) για την παρασκευή τους. Επιπλέον, παρότι αυτά εμφανίζουν γενικώς αυξημένη κινητική σταθερότητα κατά την αποθήκευση, ανάλογα με τη θερμοκρασία αποθήκευσης μπορεί να μεταβληθούν οι φυσικοχημικές τους ιδιότητες, με αποτέλεσμα να προκύψει ένα αποσταθεροποιημένο γαλάκτωμα. Γι' αυτό το λόγο απαιτείται εκτενής μελέτη της επίδρασης της θερμοκρασίας αποθήκευσης (περιβάλλον, ψύξη) στην κινητική σταθερότητα των διπλών νανογαλακτωμάτων. Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η διερεύνηση της ικανότητας του εξαιρετικού παρθένου ελαιόλαδου και του πυρηνέλαιου στον σχηματισμό σύνθετων νανογαλακτωμάτων ε/ν/ε χρησιμοποιώντας την τεχνική ομογενοποίησης δύο σταδίων συνδυάζοντας τον ομογενοποιητή υψηλής ταχύτητας και τον ομογενοποιητή υπερήχων. Ταυτόχρονα μελετήθηκε η ενσωμάτωση λιπόφιλων (συνένζυμο Q10 (CoQ10) και συζυγές λινελαϊκό οξύ (CLA)) και υδρόφιλων βιοδραστικών συστατικών (εκχύλισμα φαινολικών συστατικών από ελαιοπυρήνα) σε αυτά, επιδιώκοντας τη διερεύνηση των μηχανισμών φυσικής και χημικής αποσταθεροποίησης που διέπουν τα κολλοειδή αυτά συστήματα ενσωμάτωσης κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης στο περιβάλλον ή σε ψύξη. Το μεγάλο ενδιαφέρον της παρούσας ερευνητικής εργασίας για την αξιοποίηση των παραπάνω φυτικών ελαίων αποδίδεται στο γεγονός ότι και τα δύο φυτικά έλαια έχουν υψηλή διατροφική αξία και αξιόλογη περιεκτικότητα σε βιοδραστικά συστατικά, καθώς επίσης θεωρούνται εξαιρετική επιλογή για εφαρμογές που εμπλέκονται με υψηλές θερμοκρασίες επεξεργασίας. Επιπλέον, τα προς μελέτη λιπόφιλα βιοδραστικά συστατικά επιλέχθηκαν με βάση τα διάφορα οφέλη στην υγεία του ανθρώπου που εμφανίζουν και τη μεγάλη υδροφοβικότητα και χημική αστάθεια που παρουσιάζουν, ιδιότητες οι οποίες δημιουργούν την ανάγκη εγκλεισμού και προστασίας τους πριν την εισαγωγή τους στο τρόφιμο. Τέλος, το εκχύλισμα φαινολικών συστατικών που ενσωματώθηκε στα νανογαλακτώματα προέρχεται από τον ελαιοπυρήνα της ελιάς. Η επιλογή αυτή έγινε, διότι τα πολυφαινολικά συστατικά από ελαιοπυρήνα είναι αντίστοιχα με αυτά που βρίσκονται φυσικά στο ελαιόλαδο, και επίσης θεωρούνται εξαιρετικά αντιοξειδωτικά συστατικά, προστατεύοντας αποτελεσματικά τα λιπαρά συστήματα από την οξείδωση. Επίσης, τα συστατικά αυτά αναφέρεται ότι δρουν ως σταθεροποιητές και συν-επιφανειοδραστικά συστατικά στα γαλακτώματα με τελικό αποτέλεσμα να διευκολύνουν την ομογενοποίηση. Τέλος, οι συνθήκες αποθήκευσης αποτέλεσαν σημαντικό κομμάτι της έρευνας καθώς τα συστήματα ενσωμάτωσης με βάση τις κολλοειδείς δομές θα πρέπει να παραμένουν σταθερά με την πάροδο του χρόνου σε διάφορες θερμοκρασίες αποθήκευσης. Αρχικά η διατριβή επικεντρώθηκε στη διερεύνηση των συνθηκών που επηρεάζουν τον σχηματισμό ενός νανογαλακτώματος ε/ν και στην εύρεση των κατάλληλων συνθηκών (συστατικά σύνθεσης) που θα οδηγήσουν σε νανογαλακτώματα ε/ν με μικρή διάμετρο σταγονιδίων, υψηλή κινητική σταθερότητα, δηλαδή αυξημένη αντίσταση στους μηχανισμούς αποσταθεροποίησης και αυξημένο ποσοστό ενσωμάτωσης βιοδραστικού συστατικού. Τα νανογαλακτώματα ε/ν με τα επιθυμητά χαρακτηριστικά αποτέλεσαν την εσωτερική φάση (διεσπαρμένη φάση) του διπλού νανογαλακτώματος ε/ν/ε. Τα νανογαλακτώματα ε/ν παρασκευάστηκαν ακολουθώντας την τεχνική ομογενοποίησης δύο σταδίων, συνδυάζοντας τον ομογενοποίητη υψηλής ταχύτητας και την συσκευή υπερήχων με ρύγχος. Διερευνήθηκαν οι συνθήκες ομογενοποίησης και οι κατάλληλες αναλογίες γαλακτωματοποιητή, υδατικής και λιπαρής φάσης (τριαδικά διαγράμματα φάσης) που μπορούν να οδηγήσουν στην παρασκευή νανογαλακτώματος ε/ν με λιπαρή φάση εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο ή πυρηνέλαιο. Μελετήθηκε η επίδραση της λιπαρής φάσης (εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο και πυρηνέλαιο), του είδους (Tween 20 και Tween 40) και της συγκέντρωσης του γαλακτωματοποιητή (2%, 4%, 6% και 8% κ.β.) και του κλάσματος όγκου της διεσπαρμένης φάσης (2%, 4%, 6% και 8% κ.β.) στις φυσικοχημικές ιδιότητες των νανογαλακτωμάτων. Η αξιολόγηση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων και της κινητικής σταθερότητας των νανογαλακτωμάτων προέκυψε μέσω του προσδιορισμού του μεγέθους και της κατανομής μεγέθους σταγονιδίων, του φορτίου των σταγονιδίων, της εμφάνισης (θολότητα) και του δείκτη σταθερότητας γαλακτώματος (βαρυτικός διαχωρισμός, ESI%) καθώς επίσης και με τη χρήση της Ανάλυσης Κύριων Συνιστωσών (Principal Component Analysis - PCA). Από την κατασκευή των τριαδικών διαγραμμάτων φάσης προσδιορίστηκαν οι βέλτιστες περιοχές των συγκεντρώσεων νερού, ελαίου και μη ιοντικού γαλακτωματοποιητή (Tween 20 ή Tween 40) που σχηματίζουν νανογαλάκτωμα. Η περιεκτικότητα της λιπαρής φάσης, εντός της νανοπεριοχής, κυμάνθηκε από 1 έως 15% κ.β, ενώ του γαλακτωματοποιητή από 1 έως 40% κ.β. ως προς το συνολικό δείγμα. Τα κολλοειδή συστήματα με περιεκτικότητα λιπαρής φάσης άνω του 30% κ.β. δεν ανήκουν στην κατηγορία του νανογαλακτώματος και παρουσίασαν μεγάλες διακυμάνσεις στις τιμές ιξώδους και στην εμφάνισή τους. Η αύξηση της περιεκτικότητας του γαλακτωματοποιητή αύξησε τα όρια της νανοπεριοχής, παρόλα αυτά συγκεντρώσεις ανώτερες του 42% κ.β. δεν οδήγησαν σε σχηματισμό νανογαλακτωμάτων. Τα αποτελέσματα της επιταχυνόμενης δοκιμής σταθερότητας έδειξαν ότι τα νανογαλακτώματα με λιπαρή φάση εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο ή πυρηνέλαιο σε συγκεντρώσεις από 12 έως 14% κ.β. υπέστησαν βαρυτικό διαχωρισμό κατά τη φυγοκέντρηση, ενώ αντιθέτως εκείνα με 10% κ.β. έλαιο παρέμειναν σταθερά. Ωστόσο, τα νανογαλακτώματα με περιεκτικότητα λιπαρού 10% κ.β μετά από 3 κύκλους ψύξης-απόψυξης αποσταθεροποιήθηκαν, αρχικά εμφανίζοντας κρέμα και στη συνέχεια υπέστησαν διαχωρισμό φάσης. Συγκεντρωτικά, τα νανογαλακτώματα με 4-6% κ.β. λιπαρή φάση και 2-6% κ.β. συγκέντρωση γαλακτωματοποιητή ήταν σταθερά έως 12 ημέρες. Ακολούθως για όλες τις εξετασθείσες συνθήκες (4%, 6% και 8% κ.β. λιπαρής φάσης και 2%, 4%, 6% και 8% κ.β. γαλακτωματοποιητή) παρασκευάστηκαν νανογαλακτώματα ε/ν με ικανοποιητική κινητική σταθερότητα, μικρό μέγεθος σταγονιδίων, στενή κατανομή μεγέθους σταγονιδίων, ικανοποιητικό φορτίο σταγονιδίων, χαμηλές τιμές ιξώδους και διαυγή εμφάνιση. Συγκρίνοντας τα δύο φυτικά έλαια ως προς τις φυσικές τους ιδιότητες (επιφανειακή τάση, ιξώδες, δείκτης διάθλασης) και το συνολικό φαινολικό τους περιεχόμενο (ανάλυση HPLC) τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι το χαμηλότερο ιξώδες (67,3 ± 0,2 cP) και η μικρότερη επιφανειακή τάση (30,553 ± 0,010 mN/m) οδηγεί σε νανογαλακτώματα με μικρότερο μέγεθος σταγονιδίων. Τα νανογαλακτώματα ε/ν με εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο παρουσίασαν μικρότερο μέγεθος σταγονιδίων (207,4 ± 8,2 nm) και υψηλότερη κινητική σταθερότητα (ESI%: 98%). Ωστόσο και το πυρηνέλαιο αποδείχτηκε κατάλληλη επιλογή ελαίου για τον σχηματισμό νανογαλακτωμάτων ε/ν με υψηλή κινητική σταθερότητα (ESI%: 98,5%), αν και με σταγονίδια μεγαλύτερης διαμέτρου (247,1 ± 6,5 nm). Επιπλέον, παρατηρήθηκε ότι και για τα δύο φυτικά έλαια η αύξηση της συγκέντρωσης της διεσπαρμένης φάσης οδηγεί σε αύξηση του μεγέθους των σταγονιδίων. Όσον αφορά τους εξετασθέντες μη-ιοντικούς γαλακτωματοποιητές (Tween 20 και Tween 40), και οι δύο σχημάτισαν νανογαλακτώματα με υψηλή κινητική σταθερότητα και επιθυμητές ιδιότητες όπως σταγονίδια με μικρή διάμετρο, μικρό εύρος κατανομής μεγέθους, υψηλό φορτίο σταγονιδίων και υψηλή σταθερότητα κατά την αποθήκευση στους 4 oC και 25 oC. Παρά το χαμηλό παραγόμενο φορτίο στη διεπιφάνεια των σταγονιδίων, τα νανογαλακτώματα είτε με Tween 20 είτε με Tween 40 παρέμεναν κινητικά σταθερά για διάστημα 60 έως 90 ημερών στους 4oC και 25oC. Επιπλέον, βρέθηκε ότι η αύξηση της συγκέντρωσης του γαλακτωματοποιητή οδηγεί στη μείωση της μέσης διαμέτρου σταγονιδίων (208,9 ± 2,3nm για 2% κ.β. συγκέντρωση Tween 20, ενώ 172 ± 3 nm για 4% κ.β. συγκέντρωση Tween 20). Παράλληλα, ο γαλακτωματοποιητής Tween 40 βρέθηκε ότι έχει μεγαλύτερη επιφανειοδραστική ικανότητα (37,103 ± 9,297 mN/m) σε σύγκριση με τον Tween 20 (38,103 ± 9,22 mN/m), διευκολύνοντας έτσι περαιτέρω τον σχηματισμό νανογαλακτωμάτων ελαίου-σε-νερό. Όσον αφορά τις πιθανές συσχετίσεις μεταξύ των ιδιοτήτων των γαλακτωμάτων που παρασκευάστηκαν με εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο ή πυρηνέλαιο και σταθεροποιήθηκαν με Tween 20 ή Tween 40, η ανάλυση κύριων συστατικών έδειξε ότι η μέση διάμετρος σταγονιδίων παρουσιάζει ισχυρή αρνητική συνεισφορά στην πρώτη κύρια συνιστώσα, ενώ το ζ-δυναμικό και το ιξώδες ισχυρή θετική συνεισφορά στη δεύτερη κύρια συνιστώσα. Επιπλέον, ο δείκτης σταθερότητας γαλακτώματος συσχετίζεται αρνητικά με το ζ-δυναμικό. Τέλος, τα εξεταζόμενα νανογαλακτώματα ομαδοποιήθηκαν σε 4 μεγάλες ομάδες. Τα δείγματα της ομάδας α’ εμφάνισαν τις βέλτιστες φυσικοχημικές ιδιότητες, συγκεκριμένα χαμηλότερες τιμές μεγέθους σταγονιδίων και ιξώδους (δείγματα κυρίως με χαμηλή συγκέντρωση εξαιρετικού παρθένου ελαιόλαδου), ενώ τα δείγματα της ομάδας γ’ παρουσίασαν υψηλές τιμές μεγέθους σταγονιδίων και ιξώδους (δείγματα με υψηλή συγκέντρωση γαλακτωματοποιητή Tween 20 ή Tween 40). Επιπλέον, όλα τα δείγματα της ομάδας δ’ φάνηκε να έχουν την ελάχιστη κινητική σταθερότητα και τις μικρότερες απόλυτες τιμές ζ-δυναμικού (δείγματα κυρίως με πυρηνέλαιο και με υψηλότερη συγκέντρωση γαλακτωματοποιητή), ενώ τα δείγματα της ομάδας β’ παρουσίασαν υψηλές απόλυτες τιμές ζ-δυναμικού (δείγματα κυρίως με χαμηλή συγκέντρωση γαλακτωματοποιητή). Στη συνέχεια, εξετάστηκε η επίδραση της ενσωμάτωσης του συνένζυμου Q10 (6% κ.β. ως προς τη λιπαρή φάση) και του συζυγούς λινελαϊκού οξέος (6% κ.β. ως προς τη λιπαρή φάση) στις φυσικοχημικές ιδιότητες των νανογαλακτωμάτων καθώς επίσης μελετήθηκε η κινητική και χημική σταθερότητα αυτών των κολλοειδών συστημάτων. Μελετήθηκε η επίδραση της λιπαρής φάσης (εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο και πυρηνέλαιο), του είδους (Tween 20 και Tween 40) και της συγκέντρωσης του γαλακτωματοποιητή (4%, 6%, 8% και 10% κ.β.), του κλάσματος όγκου της διεσπαρμένης φάσης (4%, 6%, 8% και 10% κ.β) και των συνθηκών αποθήκευσης (60-90 ημέρες στους 4 οC και 25 οC) στις φυσικοχημικές ιδιότητες των νανογαλακτωμάτων. Η αξιολόγηση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων, της κινητικής και χημικής σταθερότητας των νανογαλακτωμάτων προέκυψε μέσω του προσδιορισμού του μεγέθους και της κατανομής μεγέθους σταγονιδίων, του φορτίου των σταγονιδίων, της εμφάνισης (θολότητα), της μεταβολής του μεγέθους και του φορτίου των σταγονιδίων καθώς και της μείωσης του ποσοστού διατήρησης του ενσωματωμένου βιοδραστικού συστατικού κατά την αποθήκευση στους 4 οC και 25 οC. Για τα εμπλουτισμένα νανογαλακτώματα με συνένζυμο Q10 (CoQ10) πραγματοποιήθηκε αξιολόγηση της επίδρασης των συνθηκών ομογενοποίησης στις φυσικοχημικές ιδιότητες των νανογαλακτωμάτων μέσω Ανάλυσης Ομαδοποίησης (Cluster Analysis). Ενώ για τα εμπλουτισμένα νανογαλακτώματα με συζυγές λινελαϊκό οξύ (CLA) πραγματοποιήθηκε αριστοποίηση των συνθηκών διεργασίας μέσω μεθοδολογίας Αποκριτικών Επιφανειών (Response Surface Methodology, RSM).

Πραγματοποιήθηκε επιτυχής ενσωμάτωση του συνένζυμου Q10 στα νανογαλακτώματα ελαίου-σε-νερό χρησιμοποιώντας είτε εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο είτε πυρηνέλαιο και μη ιονικούς γαλακτωματοποιητές. Όλες οι εξετασθείσες πειραματικές συνθήκες κατέληξαν στον σχηματισμό νανογαλακτωμάτων με μέση διάμετρο σταγονιδίων μικρότερη από 500 nm κατά τη διάρκεια αποθήκευσης 90 ημερών στους 4 °C και 25 °C. Από την άποψη της χημικής σταθερότητας, η παρουσία του ενσωματωμένου CoQ10 επιβεβαιώθηκε μετά από αποθήκευση 3 μηνών, με ποσοστό διατήρησης 52,87% και στις δύο θερμοκρασίες αποθήκευσης (4 °C, 25 °C). Το ποσοστό διατήρησης ήταν υψηλότερο στα νανογαλακτώματα με εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο, πιο συγκεκριμένα τα νανογαλακτώματα με 6% και 8% κ.β. διεσπαρμένη φάση εμφάνισαν τα υψηλότερη ποσοστά διατήρησης, 77,17 ± 1,53% και 79,89 ± 1,33%, αντίστοιχα μετά από 3 μήνες. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της κινητικής και χημικής σταθερότητας, τα νανογαλακτώματα μπορούν να θεωρηθούν ως άριστα συστήματα ενσωμάτωσης και μεταφοράς του CoQ10, καθώς όλα τα δείγματα εμφάνισαν ικανοποιητική μακροπρόθεσμη φυσική και χημική σταθερότητα. Τα δεδομένα που προέκυψαν αναλύθηκαν με τη στατιστική μέθοδο Ανάλυσης Ομαδοποίησης (Cluster Analysis) και τα δείγματα διακρίθηκαν δύο κύριες ομάδες. Η πρώτη ομάδα περιλαμβάνει όλα τα δείγματα με χαμηλές τιμές μεγέθους σταγονιδίων (103 ± 5 - 195,4 ± 3,3 nm), θολότητας και ποσοστού διατήρησης CoQ10 (41,45 ± 1,5-73,98 ± 2,34%) και υψηλές τιμές απόλυτου ζ-δυναμικού. Τα δείγματα αυτά χαρακτηρίζονται κυρίως από χαμηλή συγκέντρωση ελαίου και Tween 40. Η δεύτερη ομάδα περιλαμβάνει δείγματα που παρουσιάζουν υψηλές τιμές μεγέθους σταγονιδίων (208 ± 4 – 319 ± 9 nm), θολότητας και ποσοστού διατήρησης CoQ10 (42,46 ± 1,36% έως 80,11 ± 1,99%), αλλά χαμηλές τιμές απόλυτου ζ-δυναμικού. Τα δείγματα αυτά χαρακτηρίζονται κυρίως από υψηλή συγκέντρωση ελαίου και Tween 20. Όσον αφορά την ενσωμάτωση του CLA, τα αποτελέσματα της μελέτης ήταν παρόμοια και εξίσου ικανοποιητικά όπως και του CoQ10, καθώς όλα τα εμπλουτισμένα νανογαλακτώματα παρουσίασαν καλή μακροχρόνια φυσική και χημική σταθερότητα και διαυγή εμφάνιση κατά την αποθήκευση στους 4 °C και 25 °C για διάρκεια 60 ημερών. Όλα τα νανογαλακτώματα είχαν μέγεθος σταγονιδίων μικρότερο από 300 nm μετά το πέρας της αποθήκευσης και στις δύο θερμοκρασίες. Η διατήρηση του ενσωματωμένου CLA ήταν υψηλότερη στα νανογαλακτώματα με λιπαρή φάση το πυρηνέλαιο και κυρίως σε θερμοκρασία ψύξης. Συγκεκριμένα, νανογαλακτώματα πυρηνέλαιου με 6% κ.β. Tween 20 παρουσίασαν το υψηλότερο ποσοστό διατήρησης CLA (80,154% στους 25 oC και 84,165% 4 oC) μετά από 2 μήνες. Τα δείγματα με τη μικρότερη συγκέντρωση γαλακτωματοποιητή εμφάνισαν καλύτερη κινητική σταθερότητα, δηλαδή τη μικρότερη αύξηση διαμέτρου η οποία κυμάνθηκε από 10,2 έως 18,85 nm και βέλτιστη χημική σταθερότητα με τα μεγαλύτερα ποσοστά διατήρησης CLA (61,88 ± 3,12%). Επιπλέον, τα ποσοστά διατήρησης του ενσωματωμένου CLA ήταν υψηλότερα (75,09 ± 2,13%) στα νανογαλακτώματα με 8% κ.β. λιπαρή φάση. Παρατηρήθηκε, συνεπώς, ότι η κινητική σταθερότητα των νανογαλακτωμάτων συμπίπτει με τη χημική τους σταθερότητα. Με βάση το μοντέλο παλινδρόμησης που αναπτύχθηκε οι βέλτιστες συνθήκες που βρέθηκαν είναι οι εξής: για νανογαλακτώματα με εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο, η ελάχιστη συγκέντρωση (4% κ.β.) λιπαρής φάσης επέδειξε βέλτιστες τιμές μέσου μεγέθους σταγονιδίων (80,122 ± 4,22 nm στους 25 oC και 99,043 ± 1,089 στους 4 oC) και απόλυτου ζ-δυναμικού (-8,225 ± -1,500 mV στους 25oC και -10,43 ± -1,63mV στους 4 oC), καθώς και τα βέλτιστα ποσοστά διατήρησης CLA (73,065 ± 5,020% στους 25 oC για 3% κ.β Tween 40 και 61,879 ± 4,129% στους 4 oC για 5% κ.β Tween 40). Η βέλτιστη συγκέντρωση ελαίου για τα νανογαλακτώματα με πυρηνέλαιο ήταν το 5% ή το 6% κ.β. για τις ιδιότητες του μεγέθους (122,24 ± 3,2 nm στους 25 oC και 119,24 ± 5,06 nm στους 4 oC, με 4% κ.β. Tween 40) και του φορτίου των σταγονιδίων (-8,404 ± -0,922 mV στους 25 oC και -8,939 ± -0,989 mV στους 4 oC, με 6% κ.β. Tween 40), ενώ οι βέλτιστες συνθήκες για τη διατήρηση του CLA ήταν: 8% κ.β. έλαιο με 4% κ.β. Tween 40 (72,243 ± 2,543% στους 25 oC) ή 6% κ.β. Tween 20 (85,942 ± 1,002, στους 4 oC). Επίσης, η προσθήκη φαινολικών συστατικών από ελαιοπυρήνα στην υδατική φάση του νανογαλακτώματος ε/ν αποδείχτηκε ευεργετική για τον σχηματισμό τους, μειώνοντας τη διάμετρο των σταγονιδίων (μείωση κατά 12,06 nm). Στη συνέχεια η παρούσα διατριβή εστίασε στη μελέτη των παραγόντων που επηρεάζουν τη δομή και σταθερότητα των διπλών νανογαλακτωμάτων ε/ν/ε με βάση το εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο. Τα δείγματα παρασκευάστηκαν ακολουθώντας την τεχνική ομογενοποίησης δύο σταδίων. Αρχικά σχηματίστηκε το νανογαλάκτωμα ε/ν το οποίο ομογενοποιήθηκε με την εξωτερική λιπαρή φάση με την χρήση ομογενοποιητή υψηλής ταχύτητας. Το πρώιμο σύνθετο γαλάκτωμα ε/ν/ε ομογενοποιήθηκε εκ νέου με ομογενοποιητή υπερήχων. Διερευνήθηκε, λοιπόν, η επίδραση του χρόνου ομογενοποίησης (χρόνος υπερήχων 120 s και 180 s), της σύστασης του εσωτερικού νανογαλακτώματος ε/ν (νανογαλάκτωμα ε/ν με 4% κ.β. λιπαρή διεσπαρμένη φάση και 4% Tween 20, νανογαλάκτωμα ε/ν με 6% κ.β. λιπαρή διεσπαρμένη φάση και 6% κ.β Tween 40, και νανογαλάκτωμα ε/ν με 8% κ.β λιπαρή διεσπαρμένη φάση και 8% κ.β Tween 20) και του κλάσματος όγκου της διεσπαρμένης φάσης (3%, 5% και 7% περιεκτικότητα εσωτερικού νανογαλακτώματος νανογαλάκτωμα ε/ν). Επιπλέον, μελετήθηκε η επιφανειοδραστική ικανότητα των γαλακτωματοποιητών Tween 20, Tween 40, Tween 80, Span 20 και Span 80, μετρώντας την επιφανειακή τάση συναρτήσει της συγκέντρωσής τους. Προσδιορίστηκαν οι μεταβολές στις φυσικοχημικές ιδιότητες (μέση διάμετρος σταγονιδίων, μορφή διασποράς, απεικόνιση δομής, θολότητα, δείκτης διάθλασης, ιξώδες, ποσοστό ενσωμάτωσης (oiling off%, EE%)), καθώς και η κινητική σταθερότητα κατά την αποθήκευση σε συνθήκες περιβάλλοντος συναρτήσει των πειραματικών συνθηκών. Παρατηρήθηκε ότι η ομογενοποίηση με υπέρηχους με ρύγχος με διάρκεια επεξεργασίας 120 s ή 180s αποτελεί μία αποτελεσματική μέθοδο για την παραγωγή πολλαπλών νανογαλακτωμάτων ε/ν/ε χρησιμοποιώντας χαμηλές ποσότητες γαλακτωματοποιητή (1% έως 8% κ.β.). Η πλειοψηφία των δειγμάτων εμφάνισε μικρό μέγεθος σταγονιδίων (288 ± 7,5 έως 506,32 ± 10,16 nm), διαφανή ή ημιδιαφανή εμφάνιση (111 ± 9 έως 506 ± 12 NTU), αυξημένη κινητική σταθερότητα (ESI% >87 ± 1,5%) και ικανοποιητικά ποσοστά ενσωμάτωσης (oiling off < 12±0,65% και ΕΕ% > 82±2,5%). Και για τους δύο χρόνους διεργασίας παρασκευάστηκαν διπλά νανογαλακτώματα με παρόμοια χαρακτηριστικά όσον αφορά το μέγεθος των σωματιδίων (για t=120 s μέση διάμετρος σταγονιδίων 573,69 ± 11,23nm, 616,62 ± 89,28nm αντίστοιχα για t=180 s), τη σταθερότητα (80 ± 2,84% και 93 ± 2,48%, αντίστοιχα), το ιξώδες και τη μικροδομή τους. Ωστόσο, παρατηρήθηκε μια μικρή μείωση του ιξώδους στα δείγματα που είχαν ομογενοποιηθεί με μεγαλύτερο χρόνο επεξεργασίας, για t = 180 s ιξώδες 89,05 ± 3,15 cP ενώ για t = 120 s ιξώδες 92,89 ± 4,03 cP. Επιπλέον, όλοι οι εξετασθέντες μη ιοντικοί γαλακτωματοποιητές και τα μίγματά τους (Span 20, Span 80, Tween 20, Tween 40, Tween 80) αποδείχθηκε ότι μπορούν να παράγουν διπλά νανογαλακτώματα ελαίου-σε-νερό-σε-έλαιο με ικανοποιητικό μέγεθος σταγονιδίων, θολότητα και κινητική σταθερότητα. Διαπιστώθηκε, ωστόσο ότι οι χαμηλότερες συγκεντρώσεις (1% και 2% κ.β.) των γαλακτωματοποιητών δεν ήταν πολύ αποτελεσματικές καθώς σχημάτισαν σταγονίδια μεγάλης διαμέτρου (από 544,23 ± 8,63 nm έως 891,7 ± 11,3 nm). Όλα τα διπλά γαλακτώματα έδειξαν ευρεία κατανομή μεγέθους σταγονιδίων (δείκτης πολυδιασποράς: 0,471), ανεξάρτητα από τον τύπο και τη συγκέντρωση του χρησιμοποιούμενου γαλακτωματοποιητή. Οι γαλακτωματοποιητές με χαμηλή επιφανειακή τάση (26,849 ± 0,104 mN/m, 27,643 ± 0,065 mN/m), κυρίως οι Span 20, Span 80, σχημάτισαν διπλά γαλακτώματα με διάμετρο μικρότερη από τα 500 nm. Αντίστοιχα, οι γαλακτωματοποιητές με υψηλή επιφανειακή τάση (31,953±0,013 mN/m) σχημάτισαν διπλά γαλακτώματα με αυξημένες τιμές διαμέτρου (739,92 ± 91,04 nm) και θολή εμφάνιση, καθώς και χαμηλή κινητική σταθερότητα (ESI% <85%). Oι πιο υδρόφιλοι γαλακτωματοποιητές (Tween 20, Tween 40, Tween 80) σχημάτισαν διπλά νανογαλακτώματα ε/ν/ε με αυξημένη διάμετρο σταγονιδίων (585,1 ± 81,52 nm) και περιορισμένη σταθερότητα (δείκτης σταθερότητας <80%), η χρήση μίγματος λιπόφιλων και υδρόφιλων γαλακτωματοποιητών (Span, Tween) έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα και ως προς το μέγεθος των σταγονιδίων (557,21 ± 83,47 nm) και τη θολότητα/εμφάνιση καθώς και ως προς την κινητική τους σταθερότητα (ESI% >85%). Εκτός από το είδος του γαλακτωματοποιητή, και το είδος της διεσπαρμένης φάσης (αρχικό νανογαλάκτωμα) επηρέασε σημαντικά τη μέση διάμετρο σταγονιδίων του σύνθετου νανογαλακτώματος, καθώς όσο μικρότερα είναι τα σταγονίδια του αρχικού νανογαλακτώματος, τόσο μικρότερα σταγονίδια σχηματίστηκαν κατά τον σχηματισμό του διπλού γαλακτώματος. Πιο συγκεκριμένα, όταν χρησιμοποιήθηκε ως διεσπαρμένη φάσης το νανογαλάκτωμα ε/ν με τη μικρότερη επιφανειακή τάση (33,526 ± 0,150 mN/m), διάμετρο σταγονιδίων (124,2 ± 2,013 nm) και το μικρότερο ιξώδες (3,9 ± 0,3cP), δηλαδή το νανογαλάκτωμα ε/ν με 6% κ.β εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο και 6% κ.β Tween 40, σχηματίστηκαν διπλά νανογαλακτώματα ε/ν/ε με μικρότερη διάμετρο (εύρος από 300,0 ± 9,5 έως 613,0 ± 12,9nm) και λιγότερο θολή εμφάνιση. Αντιθέτως το νανογαλάκτωμα ε/ν με 8% κ.β. εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο το οποίο είχε και τη μεγαλύτερη επιφανειακή τάση (34,843 ± 0,252 mN/m), διάμετρο σταγονιδίων (235,62 ± 1,53nm) και το μεγαλύτερο ιξώδες (4,70 ± 0,1 cP), οδήγησε σε διπλά γαλακτώματα με τη μεγαλύτερη διάμετρο σταγονιδίων με εύρος που κυμαινόταν από 487 ± 17 έως 1200 ± 22nm. Επιπλέον, όσον αφορά την επίδραση του κλάσματος όγκου της διεσπαρμένης φάσης, παρατηρήθηκε ότι καθώς αυξάνεται ο όγκος της διεσπαρμένης φάσης από 3% κ.β. σε 7% κ.β. αυξάνεται επίσης το μέγεθος των σταγονιδίων. Η τιμή μέσης διαμέτρου των διπλών γαλακτωμάτων κυμάνθηκε από 288 ± 4 nm έως 1297,3 ± 9,13 nm. Τα δείγματα με το μεγαλύτερο κλάσμα όγκου διεσπαρμένης φάσης (7% κ.β) εμφάνισαν μέσο μέγεθος σταγονιδίων μεγαλύτερο από τα 500 nm. Για παράδειγμα με κλάσμα όγκου διεσπαρμένης φάσης 3% κ.β. (εσωτερικό νανογαλάκτωμα ε/ν) η μέση διάμετρος του διπλού νανογαλακτώματος ήταν 487 ± 12 nm, ενώ όταν το κλάσμα όγκου αυξήθηκε στο 7% κ.β. η μέση διάμετρος των σταγονιδίων ήταν 1297,3 ± 9,13nm. Ο χρόνος επεξεργασίας με υπέρηχους δεν επηρέασε σημαντικά το μέγεθος των σταγονιδίων, για παράδειγμα για το διπλό γαλάκτωμα με 5% κ.β. κλάσμα όγκου διεσπαρμένης φάσης η μέση διάμετρος των σταγονιδίων ήταν 689 ± 9 nm για t=120 s, ενώ 636 ± 12nm για t=180 s. Ωστόσο, ο συνδυασμός του μεγαλύτερου χρόνου διεργασίας (180 s) και της μέσης τιμής κλάσματος όγκου διεσπαρμένης φάσης (5% κ.β.) είχε ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό διπλών γαλακτωμάτων με τη μικρότερη τιμή μέσης διαμέτρου σταγονιδίων (447,16 ± 21,4nm). Επιπλέον παρατηρήθηκε ότι, τα δείγματα με 2% κ.β. γαλακτωματοποιητή Tween 40 και με το υψηλότερο κλάσμα όγκου διεσπαρμένης φάσης (7% κ.β.) είχαν τις μεγαλύτερες τιμές ιξώδους (από 75 ± 2,5 έως 81 ± 3cP) και μεγαλύτερες τιμές διαμέτρου σταγονιδίων (από 819 ± 7,5 έως 1297,3 ± 9,13nm), τα οποία όμως παρέμειναν σταθερά κατά την αποθήκευση. Επίσης, και εδώ το μίγμα λιπόφιλων και υδρόφιλων γαλακτωματοποιητών (Span 20, Tween 40) έδωσε πολύ καλά αποτελέσματα ως προς το μέγεθος των σταγονιδίων (από 625,27 ± 8,7έως 643,20 ± 11,6nm) και το δείκτη σταθερότητας (από 82% έως 93,7%), ακόμη και για τα δείγματα με το μεγαλύτερο κλάσμα όγκου διεσπαρμένης φάσης (7% κ.β.). Παράλληλα, όσον αφορά την αποτελεσματικότητα των διπλών νανογαλακτωμάτων ε/ν/ε ως συστήματα ενσωμάτωσης, παρατηρήθηκαν παρόμοια αποτελέσματα με εκείνα της κινητικής σταθερότητας (oiling off%, διαφορικής θερμιδομετρίας σάρωσης (DSC)). Δηλαδή τα δείγματα με υψηλή κινητική σταθερότητα (δείκτης γαλακτώματος > 85%) δεν παρουσίασαν διαρροή της εσωτερικής χρωματισμένης λιπαρής φάσης στην εξωτερική. Το κλάσμα όγκου της διεσπαρμένης φάσης επηρέασε σημαντικά το ποσοστό διαχωρισμού της χρωματισμένης λιπαρής φάσης (oiling off%). Το διπλό γαλάκτωμα που είχε ως εσωτερική φάση το νανογαλάκτωμα με 4% κ.β. έλαιο παρουσίασε το μικρότερο ποσοστό διαχωρισμού της λιπαρής φάσης, λιγότερο από 10%. Αντίστοιχα τα δείγματα με ποσοστά διαχωρισμού άνω του 15%, εμφάνισαν και μειωμένη κινητική σταθερότητα με δείκτη σταθερότητας κάτω από 80%. Επιπρόσθετα, μέσω της διαφορικής θερμιδομετρίας σάρωσης επιβεβαιώθηκε η διπλή δομή του συστήματος, προσδιορίστηκε η ικανότητα ενσωμάτωσής του καθώς και εξηγήθηκαν τα φαινόμενα αποσταθεροποίησης (διαχωρισμός φάσης). Tα υψηλά ποσοστά ενσωμάτωσης φανερώνουν την επιτυχημένη χρήση των υπερήχων για τον σχηματισμό διπλών νανογαλακτωμάτων, καθώς η ένταση των υπερήχων δεν κατέστρεψε τη διπλή δομή του συστήματος, απλά μείωσε τη διάμετρο των σταγονιδίων. Διαπιστώθηκε ότι οι χαμηλότερες τιμές ενσωμάτωσης (EE%) σχετίζονται με τις χαμηλότερες τιμές μεγέθους σταγονιδίων. Για παράδειγμα το διπλό γαλάκτωμα με μέση διάμετρο σταγονιδίων 432 ± 8 nm εμφάνισε απόδοση ενσωμάτωσης (ΕΕ%) 92,4 ± 1,8% και δείκτη σταθερότητας γαλακτώματος 90%. Αντιθέτως το δείγμα με μέση διάμετρο σταγονιδίων 1155,73 ± 29,33nm εμφάνισε απόδοση ενσωμάτωσης (ΕΕ%) 98,53 ± 2,69% και δείκτη σταθερότητας γαλακτώματος 93,3%. Επιπλέον, από το θερμογράφημα παρατηρήθηκε ότι τα σύνθετα γαλακτώματα με εσωτερική φάση το νανογαλακτώματα με 4% κ.β. εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο και τα διπλά νανογαλακτώματα με 3% και 5% κ.β. διεσπαρμένη φάση, το νανογαλάκτωμα με 6% κ.β εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο είχαν μεγάλο δείκτη πολυδιασποράς (δείκτης πολυδιασποράς > 0,3), δηλαδή μεγάλο εύρος κατανομής μεγέθους σταγονιδίων. Επίσης, παρατηρήθηκε από τα θερμογραφήματα ότι όλα τα διπλά γαλακτώματα με εσωτερική φάση το νανογαλακτώματα με 8% κ.β. εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο και εκείνα με 7% κ.β. διεσπαρμένη φάση το νανογαλάκτωμα με 6% κ.β. εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο είχαν υποστεί διαχωρισμό φάσης Τέλος, η μελέτη εστίασε στην αξιολόγηση της κινητικής και χημικής σταθερότητας των σύνθετων νανογαλακτωμάτων ε/ν/ε εμπλουτισμένων με συζυγές λινελαϊκό οξύ ή με συνένζυμο Q10, με λιπαρή φάση εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο ή πυρηνέλαιο. Μελετήθηκε η επίδραση της λιπαρής φάσης και του είδους του βιοδραστικού συστατικού, και αξιολογήθηκε η ικανότητα του πυρηνέλαιου στον σχηματισμό διπλών νανογαλακτωμάτων με υψηλή κινητική και χημική σταθερότητα. Επιπλέον, διερευνήθηκε η απόδοση ενσωμάτωσης και η προστασία των ενσωματούμενων βιοδραστικών συστατικών, για το λόγο αυτό στην εσωτερική υδατική φάση του διπλού νανογαλακτώματος προστέθηκαν εκχύλισμα φαινολικών συστατικών από ελαιοπυρήνα. Στόχος ήταν η ενίσχυση της κινητικής και χημικής σταθερότητας των δειγμάτων, διότι τα συστατικά αυτά εμφανίζουν αντιοξειδωτική και επιφανειοδραστική δράση, καθώς και η μελέτη της επίδρασής τους στις φυσικοχημικές ιδιότητες της σύνθετης κολλοειδούς δομής. Μελετήθηκαν οι φυσικοχημικές ιδιότητες (μέγεθος σταγονιδίων, κατανομή μεγέθους, εμφάνιση/θολότητα), καθώς και η κινητική (μεταβολή μεγέθους σταγονιδίων, δείκτης σταθερότητας γαλακτώματος) και η χημική σταθερότητα (διατήρηση ενσωματωμένου βιοδραστικού συστατικού, μεταβολή συνολικού φαινολικού περιεχομένου και αντιοξειδωτικής ικανότητας, αξιολόγηση δομής μέσω FTIR) κατά την αποθήκευση σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και σε ψύξη (4 oC και 25 oC). Όσον αφορά τα διπλά νανογαλακτώματα, και τα δύο φυτικά έλαια έδειξαν παρόμοια αποτελέσματα, οδηγώντας στα σύνθετα κολλοειδή συστήματα με ικανοποιητική διάμετρο σταγονιδίων (355,7 ± 15,3 nm έως 499 ± 21 nm) και αυξημένη σταθερότητα (ESI% > 90%). Τα σύνθετα νανογαλακτώματα με εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο εμφάνισαν μικρότερη τιμή μέσης διαμέτρου σταγονιδίου (335 ± 11,50 έως 477 ± 11nm) σε σχέση με εκείνα με πυρηνέλαιο (490 ± 19 έως 499 ± 13,5 nm). Ωστόσο, τα δείγματα με πυρηνέλαιο εμφάνισαν μικρότερο εύρος κατανομής μεγέθους (δείκτης πολυδιασποράς, 0,274 ± 0,042 έως 0,294 ± 0,008). Επιπλέον, η προσθήκη φαινολικών ενώσεων μείωσε, εκτός από το μέγεθος των σταγονιδίων (από 393 ± 13 nm σε 335 ± 11,50 nm), και το ιξώδες (από 81,7 ± 2,7 cP σε 79,5 ± 3,0 cP). Παρατηρήθηκε ότι η ταυτόχρονη ενσωμάτωση CLA και φαινολικών συστατικών διευκόλυνε τη διαδικασία ομογενοποίησης, οδηγώντας σε διπλά νανογαλακτώματα με μικρότερη διάμετρο σταγονιδίων (335,0 ± 11,50 nm). Κατά την αποθήκευση, μετά από 30 ημέρες, τα πολλαπλά νανογαλακτώματα με βάση το εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο φάνηκε να είναι πιο σταθερά, δείχνοντας ελάχιστη αύξηση της διαμέτρου των σταγονιδίων (αύξηση μεγέθους κατά 91,61 nm, ενώ αύξηση μεγέθους κατά 119,42 nm για το πυρηνέλαιο). Ωστόσο, η διάμετρος σταγονιδίων όλων των δειγμάτων αυξήθηκε πάνω από 500 nm ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία αποθήκευσης (4 oC και 25 oC). Ο δείκτης σταθερότητας γαλακτώματος, δηλαδή οι αλλαγές στην οπτική εμφάνιση των δειγμάτων (ίζημα, κρέμα) παρουσίασε παρόμοια αποτελέσματα με την αύξηση του μεγέθους των σταγονιδίων κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης. Πιο συγκεκριμένα, ο διαχωρισμός φάσης ήταν μικρότερος στα διπλά νανογαλακτώματα με σταγονίδια μικρότερου μεγέθους σταγονιδίων. Στα πλαίσια της αξιολόγησης της χημικής σταθερότητας των διπλών νανογαλακτωμάτων και της αποτελεσματικότητάς τους ως συστήματα ενσωμάτωσης και μεταφοράς, τα αποτελέσματα ήταν ικανοποιητικά. Τόσο το ενσωματωμένο CLA όσο και το CoQ10 διατηρήθηκαν σε υψηλά ποσοστά στα νανογαλακτώματα ελαίου-σε-νερό-σε-έλαιο, το ποσοστό διατήρησης και για τα δύο βιοδραστικά συστατικά κυμαινόταν από 77 ± 1,5% έως 89 ± 3% μετά από 30 ημέρες στους 4 oC και 25 oC. Τέλος, παρατηρήθηκε ότι τα δείγματα με χαμηλή αρχική μέση διάμετρο σταγονιδίων (335,7 ± 15,3 nm) έδειξαν υψηλή σταθερότητα (ESI%= 91,7 ± 0,5%) κατά την αποθήκευση καθώς και υψηλές τιμές διατήρησης των ενσωματωμένων βιοδραστικών συστατικών (80,89 ± 1,3%). Παράλληλα, η προσθήκη φαινολικών ενώσεων στη υδατική φάση του σύνθετου γαλακτώματος ε/ν/ε ενίσχυσε τη σταθερότητα των διπλών νανογαλακτωμάτων. Τα διπλά νανογαλακτώματα με βάση το πυρηνέλαιο εμφάνισαν ικανοποιητική χημική σταθερότητα καθώς η διατήρηση του βιοδραστικού συστατικού κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης ήταν πάνω από 90 ± 2% για τους 25 oC και πάνω από 93,1 ± 1,5% για τους 4 oC. Επίσης παρατηρήθηκε ότι το συνολικό φαινολικό περιεχόμενο των νανογαλακτωμάτων εμπλουτισμένων με CoQ10 με βάση το εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο ήταν σταθερό μετά από 30 ημέρες (0,20 mg GAE/ g γαλακτώματος), ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία αποθήκευσης. Ωστόσο, η αντιοξειδωτική ικανότητα των διπλών νανογαλακτωμάτων (0,108 mg Trolox/ g γαλακτώματος) μειώθηκε περισσότερο στους 25 oC σε σύγκριση με τους 4 oC (0,124 mg Trolox/ g γαλακτώματος) μετά από 30 ημέρες αποθήκευσης. Στη συνέχεια, στα πλαίσια της διερεύνησης της ικανότητας του ομογενοποιητή υπερήχων στον σχηματισμό διπλών νανογαλακτωμάτων μελετήθηκαν οι αλληλεπιδράσεις σε μοριακό επίπεδο μεταξύ των ενσωματωμένων λιπόφιλων βιοδραστικών συστατικών καθώς και της επίδρασης της ομογενοποίησης με υπέρηχους. Η χρήση της φασματοσκοπίας υπερύθρου (FTIR) αποδείχτηκε μία ταχεία και αποτελεσματική μέθοδος η οποία προσδιόρισε την επίδραση των υπερήχων στη χημική σταθερότητα των δειγμάτων. Τα φάσματα FTIR έδειξαν ότι η διαδικασία υπερήχων δεν αλλοίωσε σημαντικά τη σύσταση της λιπαρής φάσης, κυρίως στα δείγματα που είχαν ως βάση το εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο. Παρατηρήθηκε όμως, ότι ο δείκτης καρβονυλίου (CI) μειώθηκε σημαντικά κατά την αποθήκευση των γαλακτωμάτων στους 25 °C. Ωστόσο, τόσο η προσθήκη φαινολικών συστατικών όσο και η ενσωμάτωση του CoQ10 προστάτεψε τη λιπαρή φάση έναντι της οξείδωσης, ειδικά στα δείγματα με βάση το πυρηνέλαιο. Ο δείκτης CI για τα διπλά νανογαλακτώματα εμπλουτισμένα με CoQ10 με βάση το πυρηνέλαιο μειώθηκε περίπου κατά 13,47 ± 0,67%, ενώ για τα αντίστοιχα δείγματα με CLA μειώθηκε περίπου κατά 24,10% ± 1,02, όμως πρέπει να σημειωθεί ότι για τα διπλά νανογαλακτώματα εμπλουτισμένα με CoQ10 με βάση το εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο ο δείκτης CI κατά την αποθήκευση μειώθηκε περίπου κατά 6,78% ± 0,52. Συγκεντρωτικά όσον αφορά την απεικόνιση της μικροδομής των διπλών νανογαλακτωμάτων ε/ν/ε, η σύνθετη δομή τους επιβεβαιώθηκε με τη χρήση συνεστιακού ανάστροφου μικροσκοπίου σάρωσης με λέιζερ (CLSM). Η χρήση του μικροσκοπίου έδειξε ότι η υδατική και η λιπαρή φάση διαφοροποιούνται και απεικονίζονται με σαφήνεια. Η πλειονότητα των γαλακτωμάτων δεν εμφάνισε συστάδες, ωστόσο είχε ευρεία κατανομή μεγέθους σταγονιδίων. Όλα τα δείγματα εμφάνισαν παρόμοιες δομές, με την πλειονότητα των σταγονιδίων να έχουν παγιδεύσει ένα μικρό σταγονίδιο ελαίου. Ωστόσο παρατηρήθηκαν επίσης μεγάλα σφαιρικά ή ακανόνιστα σταγονίδια νερού με παγιδευμένα πολλά ακανόνιστα σταγονίδια ελαίου. Τα σύνθετα γαλακτώματα σταθεροποιημένα με Span 20 είχαν ακανόνιστο σχήμα σταγονιδίων και αυξημένη ετερογένεια όσον αφορά το μέγεθος των σταγονιδίων νερού με πολλά μεγάλα συσσωρευμένα σταγονίδια ελαίου. Αντίστοιχα τα δείγματα που είχαν σταθεροποιηθεί με το Tween 40, παρουσίασαν ένα πιο ομοιογενές δίκτυο σφαιρικών σταγονιδίων νερού. Τέλος, παρατηρήθηκε ότι αυξάνοντας το κλάσμα όγκου της διεσπαρμένης φάσης, ανεξάρτητα από τον τύπο του χρησιμοποιούμενου γαλακτωματοποιητή, η παρουσία συστάδων ήταν συχνότερη και τα σταγονίδια ήταν μεγάλα. Τα πολλαπλά νανογαλακτώματα ε/ν/ε με βάση το πυρηνέλαιο είχαν ομογενή κατανομή λεπτών σφαιρικών σταγονιδίων. Αντιθέτως, τα πολλαπλά νανογαλακτώματα με βάση το εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο ήταν ετερογενή με ακανόνιστο σχήμα και με πολλά μεγάλα συσσωματώματα σταγονιδίων. Επιπλέον, παρατηρήθηκε ότι η ενσωμάτωση CLA ή CoQ10 δεν είχε σημαντική επίδραση στη δομή των δειγμάτων. Τέλος, η ενσωμάτωση πολυφαινολών στηn ενδιάμεση υδατική φάση του σύνθετου γαλακτώματος ε/ν/ε οδήγησε σε πιο σφαιρικά και ομοιογενή εσωτερικά σταγονίδια. Από τη μελέτη επομένως διαφαίνεται ότι το εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο και το πυρηνέλαιο αποτελούν κατάλληλη επιλογή λιπαρής φάσης για τον σχηματισμό διπλών νανογαλακτωμάτων ε/ν/ε και νανογαλακτωμάτων ε/ν. Επιπλέον, τίθεται η βάση για περαιτέρω μελέτη και αξιοποίηση των υπερήχων για τον σχηματισμό νανογαλακτωμάτων τροφίμων. Η ομογενοποίηση με υπέρηχους για το δεύτερο στάδιο της διεργασίας αποτελεί μία εξελισσόμενη μέθοδο η οποία παρουσιάζει πλεονεκτήματα όπως η ευκολία χειρισμού, ο μικρός χρόνος διεργασίας και η απαίτηση μικρών συγκεντρώσεων γαλακτωματοποιητών μικρού μορίου. Τέλος, η ταυτόχρονη ενσωμάτωση ευαίσθητων λιπόφιλων βιοδραστικών συστατικών (συζυγές λινελαϊκό οξύ, συνένζυμο Q10) και υδρόφιλων πολυφαινολών ανοίγουν το δρόμο, έτσι ώστε να μελετηθεί η ενσωμάτωση άλλων βιοδραστικών συστατικών, αρωματικών συστατικών ακόμη και αντιμικροβιακών παραγόντων και να αναπτυχθεί η χρήση των διπλών νανογαλακτωμάτων ε/ν/ε ως συστήματα χορήγησης. Ωστόσο, κρίνεται απαραίτητη η περαιτέρω έρευνα και μελέτη της δομής, των ιδιοτήτων, της χημικής και φυσικής σταθερότητας των σύνθετων αυτών κολλοειδών δομών. Επιπλέον, χρήσιμη θα ήταν η περαιτέρω μελέτη γύρω από τις συνθήκες ομογενοποίησης με υπερήχους.