Un team internazionale guidato da scienziati alimentari neozelandesi presso il Riddet Institute ha utilizzato tecniche di diffusione dei neutroni per caratterizzare la struttura di un'emulsione olio in acqua comunemente usata negli alimenti, come il latte, crema, condimenti per insalate e salse.

Olio e acqua non si mescolano e le emulsioni sono intrinsecamente instabili, quindi vengono utilizzati emulsionanti per impedire la separazione dei loro componenti.

Esistono diversi modi per stabilizzare un'emulsione. Nei sistemi alimentari, l'uso di molecole come proteine ​​o tensioattivi per uso alimentare è più comune; però, possono essere utilizzate anche particelle.

"In questa ricerca pubblicata in Langmuir , i nostri collaboratori hanno utilizzato particelle prodotte dalle proteine ​​del siero del latte per rivestire le goccioline di emulsione, ", ha affermato il coautore, il prof. Elliot Gilbert, responsabile delle attività di ANSTO nella scienza dei materiali alimentari.

Queste particelle più piccole agiscono per stabilizzare le goccioline di emulsione molto più grandi, " disse Gilberto.

"Queste emulsioni hanno un enorme potenziale nello sviluppo di alimenti funzionali e potrebbero favorire un aumento della consegna e un migliore assorbimento dei nutrienti alimentari per aiutare a combattere la malnutrizione, " disse Gilberto.

"Anche la durata di conservazione dei prodotti che contengono queste emulsioni è di gran lunga maggiore rispetto ad altri prodotti".

Un sistema di stabilizzazione naturale correlato negli alimenti è l'emulsione Pickering, che utilizza particelle solide come stabilizzanti che si accumulano all'interfaccia tra due liquidi non miscelabili.

"È simile al modo in cui le micelle di caseina possono stabilizzare i globuli di grasso nel latte per prevenire la separazione, " disse Gilberto.

La diffusione di neutroni è stata utilizzata per determinare la disposizione di impaccamento delle particelle all'interfaccia delle goccioline di emulsione primaria che formano una rete frattale.

Le misurazioni della diffusione di neutroni a piccoli angoli e ultrapiccoli hanno rivelato che la natura della rete è stata influenzata dalla struttura e dalla concentrazione delle particelle di microgel di proteine ​​del siero di latte.

"Negli esperimenti sono stati utilizzati sia Bilby che Kookaburra. Quando si studiano campioni contenenti particelle con dimensioni dell'ordine di centinaia di nanometri, la dispersione ad angolo ridotto va bene, ma è davvero necessaria una dispersione ad angolo ultra-piccolo per raggiungere quelle scale di lunghezza maggiore nell'intervallo 1-10 micron, " disse Gilberto.

"Un altro vantaggio significativo dell'utilizzo dei nostri strumenti a neutroni è che queste misurazioni possono essere effettuate allo stato liquido, nelle condizioni in cui vengono utilizzati, " ha detto Gilbert. "Non c'è bisogno di essiccazione o colorazione come per altri metodi analitici; basta fare il campione e presentarlo al raggio di neutroni."

I ricercatori hanno determinato che la condizione ottimale per la produzione di particelle di micro-gel di proteine ​​del siero di latte era l'applicazione di un trattamento termico a pH 5,9 senza tampone.

Gilbert sottolinea che le tecniche SANS sono preziose per studiare una moltitudine di materiali alimentari; ciò include il controllo della digestione dell'amido e dei lipidi per migliorare i risultati di salute, ottimizzazione dei processi industriali e progettazione di sistemi di somministrazione dei nutrienti.