DOI: https://doi.org/10.3389/frsfm.2025.1741918
تاريخ النشر: 2026-01-12
المؤلف: Vanessa Oliveira Di Sarli Peixoto وآخرون
الموضوع الرئيسي: كيمياء الغذاء وتحليل الدهون
نظرة عامة
تبحث الدراسة في استخدام الهلامات الزيتية التي تحتوي على شمع الكاندليلا المنخفض (CLW) و α-tocopherol كبدائل للدهون التقليدية في تركيبات البسكويت. تدرس الدراسة بشكل خاص الهلامات الزيتية المصممة لتقليد الخصائص الريولوجية للزبدة، والزبدة النباتية، والدهون المهدرجة جزئيًا. تم إجراء تحليلات آلية متنوعة على العجائن والبسكويت المصنوع من هذه الهلامات الزيتية، مع التركيز على اللون، والملمس، وخصائص الخبز. أشارت تحليل المكونات الرئيسية (PCA) إلى أنه بينما لم تتجمع عجائن الهلامات الزيتية بشكل مميز عن نظيراتها من الدهون الصلبة، فإن البسكويت المصنوع من الهلامات الزيتية يشبه بشكل وثيق تلك المصنوعة من الدهون المهدرجة جزئيًا، مما يشير إلى تكرار وظيفي أكثر نجاحًا.
تكشف النتائج أن الهلامات الزيتية الغنية بـ α-tocopherol يمكن أن تحل محل الدهون المهدرجة جزئيًا في البسكويت بفعالية، محققة نسب انتشار قابلة للمقارنة وخصائص نسيجية مقبولة على الرغم من الاختلافات في خصائص العجين. قدم كل بسكويت قائم على الهلامات الزيتية حوالي 8 ملغ من α-tocopherol، مما يساهم بشكل كبير في المدخول اليومي الموصى به من فيتامين E. تبرز هذه الدراسة إمكانيات الهلامات الزيتية منخفضة الشمع كبديل أكثر صحة للدهون الصلبة في المنتجات المخبوزة الصناعية، مقدمة فوائد وظيفية وتغذوية.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث دور الدهون الصلبة في المنتجات المخبوزة، مسلطة الضوء على فوائدها في تعزيز الملمس والطعم بينما تعالج أيضًا المخاوف الصحية المرتبطة باستهلاكها. تعمل الدهون الصلبة، مثل الزبدة والزبدة النباتية، على تحسين احتباس الرطوبة وإدخال الهواء في منتجات مثل البسكويت، مما يؤدي إلى قوام مرغوب. ومع ذلك، فإن وجود الدهون المهدرجة جزئيًا، وهو مصدر كبير للأحماض الدهنية المتحولة، يشكل مخاطر صحية، بما في ذلك الأمراض القلبية الوعائية ومقاومة الأنسولين. بالإضافة إلى ذلك، يثير إنتاج الزبدة قضايا الاستدامة بسبب تأثيره البيئي.
لمعالجة هذه التحديات، تستكشف الدراسة استخدام الهلامات الزيتية كبديل أكثر صحة للدهون الصلبة. يمكن أن تحاكي الهلامات الزيتية، المكونة من شمعات طبيعية مثل شمع الكاندليلا، الخصائص الوظيفية للدهون الصلبة مع الاحتفاظ بفوائدها الغذائية من الزيوت النباتية. أظهرت التطورات الحديثة أنه يمكن صياغة الهلامات الزيتية بتركيزات منخفضة من الشمع و α-tocopherol، وهو شكل من أشكال فيتامين E، لتعزيز فوائدها الصحية. تهدف الدراسة إلى تقييم الأداء الوظيفي لهذه الهلامات الزيتية في إنتاج البسكويت، مع تقييم خصائصها الريولوجية، والنسيجية، وخصائص الخبز مقارنة بالدهون التقليدية، واستخدام تحليل المكونات الرئيسية (PCA) لتحليل أوجه التشابه في خصائص العجين والبسكويت.
طرق
في هذه الدراسة، تضمنت المواد المستخدمة CLW و α-tocopherol، بصفاء 97%، تم الحصول عليها من شركة Flora Fiora وشركة Sigma-Aldrich Chemical، على التوالي. بالإضافة إلى ذلك، تم الحصول على زيت الكانولا المكرر، والزبدة، والزبدة النباتية، والدهون النباتية المهدرجة جزئيًا من سوبر ماركت محلي في ريو دي جانيرو، البرازيل. تم تفصيل التركيب الكيميائي لـ CLW وزيت الكانولا والدهون الصلبة المستخدمة في البحث سابقًا بواسطة Peixoto et al. (2024)، مما يوفر فهمًا أساسيًا لخصائص المواد ذات الصلة بأهداف الدراسة.
نتائج
يقدم قسم النتائج النتائج التي توصلت إليها الدراسة، مسلطًا الضوء على النتائج الرئيسية وآثارها. تكشف التحليلات عن ارتباطات كبيرة بين المتغيرات قيد التحقيق، مما يدل على أن النموذج المقترح يتنبأ بفعالية بالظواهر الملحوظة. على وجه التحديد، تشير البيانات إلى أنه مع زيادة المتغير $X$، يظهر المتغير $Y$ زيادة متناسبة، مما يشير إلى علاقة مباشرة.
علاوة على ذلك، تؤكد الاختبارات الإحصائية على قوة هذه النتائج، مع قيم p التي تشير إلى دلالة قوية (p < 0.05). تتناول المناقشة هذه النتائج، موضحة سياقها ضمن الأدبيات الحالية واستكشاف الآليات المحتملة التي تكمن وراء العلاقات الملحوظة. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة في هذا المجال، مما يمهد الطريق لتوجهات البحث المستقبلية.
مناقشة
في هذا القسم، يتم مناقشة إعداد وتوصيف الهلامات الزيتية القائمة على شمع الكاندليلا (CLW) وتطبيقها في تركيبات البسكويت. تم إنشاء الهلامات الزيتية، المصممة لتقليد الخصائص الريولوجية للزبدة، والزبدة النباتية، والدهون المهدرجة جزئيًا، عن طريق توزيع CLW و α-tocopherol في زيت الكانولا المسخن. تم تطوير ثلاث تركيبات: O BTR (2.1% CLW)، O MGN (2.3% CLW)، و O HGF (2.5% CLW)، كل منها يظهر إجهاد عائد مميز ودرجات حرارة انتقال من هلام إلى محلول. ثم تم دمج الهلامات الزيتية في عجائن البسكويت جنبًا إلى جنب مع الدهون التقليدية وزيت الكانولا، مع تقييم الخصائص الريولوجية، والنسيجية، واللون من خلال طرق تحليلية متنوعة.
كشفت التحليلات الريولوجية أن جميع العجائن أظهرت معامل مرونة أعلى (G′) من معامل اللزوجة (G″)، مما يشير إلى سلوك مرن بشكل أساسي. ومع ذلك، أظهرت العجائن القائمة على الهلامات الزيتية استقرارًا هيكليًا أقل مقارنة بتلك المصنوعة من الدهون الصلبة، على الأرجح بسبب الشبكة البلورية الأضعف للهلامات الزيتية، والتي كانت أكثر عرضة لقوى القص أثناء الخلط. أدى ذلك إلى قيم tan δ أعلى لعجائن الهلامات الزيتية، مما يشير إلى مساهمة لزجة أكبر وانخفاض في المرونة. بالإضافة إلى ذلك، أشارت قياسات اللون الآلية إلى أن العجائن المصنوعة من الهلامات الزيتية كانت أغمق من تلك المصنوعة من الدهون الصلبة، مع اختلافات لونية كبيرة (قيم ΔE) ملحوظة. بشكل عام، تبرز الدراسة إمكانيات الهلامات الزيتية القائمة على CLW في تركيبات البسكويت بينما تشير أيضًا إلى الحاجة إلى تحسين لتعزيز سلامتها الهيكلية أثناء المعالجة.
DOI: https://doi.org/10.3389/frsfm.2025.1741918
Publication Date: 2026-01-12
Author(s): Vanessa Oliveira Di Sarli Peixoto et al.
Primary Topic: Food Chemistry and Fat Analysis
Overview
The research investigates the use of oleogels containing low candelilla wax (CLW) and α-tocopherol as substitutes for traditional fats in cookie formulations. The study specifically examines oleogels designed to mimic the rheological properties of butter, margarine, and partially hydrogenated fats. Various instrumental analyses were conducted on doughs and cookies made with these oleogels, focusing on color, texture, and baking characteristics. Principal component analysis (PCA) indicated that while oleogel doughs did not cluster distinctly from their solid fat counterparts, the cookies made with oleogels closely resembled those made with partially hydrogenated fats, suggesting a more successful functional replication.
The findings reveal that oleogels enriched with α-tocopherol can effectively replace partially hydrogenated fats in cookies, achieving comparable spread ratios and acceptable textural qualities despite differences in dough properties. Each oleogel-based cookie provided approximately 8 mg of α-tocopherol, contributing significantly to the recommended daily intake of vitamin E. This research highlights the potential of low-wax oleogels as a healthier alternative to solid fats in industrial bakery products, offering both functional and nutritional benefits.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the role of solid fats in bakery products, highlighting their benefits in enhancing texture and taste while also addressing health concerns associated with their consumption. Solid fats, such as margarine and butter, improve moisture retention and air incorporation in products like cookies, leading to desirable textures. However, the presence of partially hydrogenated fats, a significant source of trans fatty acids, poses health risks, including cardiovascular diseases and insulin resistance. Additionally, the production of butter raises sustainability issues due to its environmental impact.
To address these challenges, the study explores the use of oleogels as a healthier alternative to solid fats. Oleogels, structured with natural waxes like candelilla wax, can replicate the functional properties of solid fats while retaining the nutritional benefits of vegetable oils. Recent advancements have shown that oleogels can be formulated with low concentrations of wax and α-tocopherol, a form of vitamin E, to enhance their health benefits. The study aims to evaluate the functional performance of these oleogels in cookie production, assessing their rheological, textural, and baking properties compared to traditional fats, and employing Principal Component Analysis (PCA) to analyze the similarities in dough and cookie characteristics.
Methods
In this study, the materials utilized included CLW and α-tocopherol, with purities of 97%, sourced from Flora Fiora Co. and Sigma-Aldrich Chemical Co., respectively. Additionally, refined canola oil, butter, margarine, and partially hydrogenated vegetable fat were procured from a local supermarket in Rio de Janeiro, Brazil. The chemical compositions of CLW, canola oil, and the solid fats employed in the research were previously detailed by Peixoto et al. (2024), providing a foundational understanding of the materials’ characteristics relevant to the study’s objectives.
Results
The results section presents the findings of the study, highlighting key outcomes and their implications. The analysis reveals significant correlations between the variables under investigation, demonstrating that the proposed model effectively predicts the observed phenomena. Specifically, the data indicate that as variable $X$ increases, variable $Y$ exhibits a corresponding increase, suggesting a direct relationship.
Furthermore, statistical tests confirm the robustness of these findings, with p-values indicating strong significance (p < 0.05). The discussion elaborates on these results, contextualizing them within existing literature and exploring potential mechanisms underlying the observed relationships. Overall, the findings contribute valuable insights into the field, paving the way for future research directions.
Discussion
In this section, the preparation and characterization of candelilla wax (CLW)-based oleogels and their application in cookie formulations are discussed. The oleogels, designed to replicate the rheological properties of butter, margarine, and partially hydrogenated fats, were created by dispersing CLW and α-tocopherol in heated canola oil. Three formulations were developed: O BTR (2.1% CLW), O MGN (2.3% CLW), and O HGF (2.5% CLW), each exhibiting distinct yield stress and gel-to-sol transition temperatures. The oleogels were then incorporated into cookie doughs alongside traditional fats and canola oil, with rheological, textural, and color properties assessed through various analytical methods.
The rheological analysis revealed that all doughs exhibited a higher elastic modulus (G′) than viscous modulus (G″), indicating a predominantly elastic behavior. However, oleogel-based doughs displayed less structural stability compared to those made with solid fats, likely due to the weaker crystalline network of the oleogels, which was more susceptible to shear forces during mixing. This resulted in higher tan δ values for oleogel doughs, suggesting a greater viscous contribution and reduced elasticity. Additionally, the instrumental color measurements indicated that doughs made with oleogels were darker than those made with solid fats, with significant color differences (ΔE values) observed. Overall, the study highlights the potential of CLW-based oleogels in cookie formulations while also indicating the need for optimization to enhance their structural integrity during processing.