RS59685B1 - Guma arabika od acacia seyal - Google Patents

Description

Opis

Područje ovog pronalaska

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na gumu arabiku, postupke poboljšanja svojstava gume arabike i upotrebu gume arabike.

Pozadina ovog pronalaska

[0002] Akacija guma (guma arabika) je najstarija i najpoznatija od sva tri eksudata gume. Dobija se od stabala i grana drveća Acacia koje raste širom Podsaharske Afrike, od Mauritanije, Senegala i države Mali na zapadu, preko Burkine Farso, Nigera, severnih delova Nigerije i Čada do Sudana, Eritreje, Etiopije i Somalije na istoku, i južnih delova Ugande i Kenije. One formiraju takozvani "gumeni pojas". Guma arabika je uvedene u Evropu preko raznih arapskih luka i otuda i njen naziv "guma arabika" po mestu porekla ili luci za izvoz.

[0003] Acacia koja je jedna od najpopularnijih vegetacija biljnog carstva i predstavlja kosmopolitski rod koji broji preko 13500 vrsta (Maslin et al., 2003). Acacia senegal i Acacia seyal su jedine preostale komercijalno eksploatisane vrste celokupnog resursa Acacia.

[0004] Acacia senegal pripada seriji Vulgares dok A. seyal pripada seriji Gummiferae. Smatra se da se A. senegal generalno javlja u četiri varijante. U njih spadaju: A. senegal (L.) Willd

varijanta senegal (sinonim A. verek Guill. & Perry); A. senegal (L.) Willd varijanta kerensis Schweinf; A. senegal (L.) Willd varijanta rostata Brenan; i A. senegal (L.) Willd varijanta leiorhachis Brenan (sinonim A. circummarginata Chiov.).

[0005] Acacia seyal se javlja u dve varijante: A. seyal Del. varijanta seyal; i A. seyal Del.

varijanta fistula (Schweinf) Oliv (Coppen, 1995). Prema Zajedničkom ekspertskom komitetu za hranu i dodatke ishrani (JECFA) FAO-a, guma arabika je definisana kao suvi eksudat koji se dobija od stabala i grana Acacia senegal (L.) Willdenow ili Acacia seyal (fam. Leguminosae) (JECFA-FAO, 1998).

[0006] Sistematska povreda drveta akacije da bi se izazvala eksudacija gume (gumoza) se naziva zasecanje drveća i smatra se standarnom praksom koja se primenjuje za A. senegal. Sa druge strane, A. seyal se generalno sakuplja iz prirodne eksudacije bez zasecanja drveća ali postoje i neki dokazi da se primenjuje na određenoj lokaciji u Sudanu. Kod određenih izvora gume prirodni eksudati su zabeleženi kao tamniji po boji u poređenju sa gumama koje su dobijene zasecanjem drveća. (Anderson & Bridgeman, 1985).

[0007] U novije vreme, Andres-Brull et al su zabeležili da je tanin kontaminant iz kore drveta akacije i pronašli su da je povezan sa oblikom eksudata (odnosno curenja ili čvorova) (Andres-Brull et al., 2015). Najviša koncentracija tanina je povezana sa eksudatom koji ima više kontakta sa korom drveta tokom postupka gumoze. Eksudati gume iz seyal se ne stvrdnjavaju brzo i zbog toga su dobili naziv "trošni".

[0008] Guma arabika je sačinjena od kompleksa razgranatih polisaharida kao i od nekog proteinskog materijala koji predstavlja sastavni deo njene strukture. Nakon hidrolize gume arabike identifikovani su: galaktopiranoza, arabinopiranoza, arabinofuranoza, ramnopiranoza, glukopiranozil uronska kiselina i 4-O-metil glukuropiranozil uronska kiselina (Anderson & Stoddart, 1966; Anderson et al., 1967).

[0009] A. seyal se sastoji od istog ostatka šećera kao A. senegal, ali ima niži sadržaj ramnoze i glukuronske kiseline, a viši sadržaj arabinoze i 4-O-metil glukuronske kiseline (Jurasek et al., 1995). A. seyal ima niži sadržaj azota od A. senegal (Jurasek et al., 1993), i specifičnu optička rotacija dve vrste je različita (Biswas & Phillips, 2003). Sugerisano je da je A. seyal bude izuzetno razgranata i kompaktnije strukture u poređenju sa A. senegal (Flindt et al., 2005; Imasan et al., 2005; Street & Anderson, 1983).

[0010] Street i Anderson (Street & Anderson, 1983) u ponovnom tumačenju dela Churms et al. (Churms et al., 1983) sugerišu da su strukture polisaharida različite za A. senegal i A. seyal gum. Zaključeno je da A. senegal sadrži u celosti ponavljajuće jedinice Tipa 1, dok se A. seyal sastoji od malih blokova dve ili tri modifikovane ponavljajuće jedinice odvojene značajnim blokovima ponavljajućih jedinica Tipa 2 (Flindt et al., 2005). U novije vreme, (Nie, Wang, Cui, Wang, Xie & Phillips, 2013) su razjasnili finu strukturu Acacia seyal varijante seyal i prijavili su prisustvo 13.6% galakturonske kiseline, koja nije prethodno identifikovana.

[0011] Ispitivanja su otkrila prisustvo tri glavne komponente u gumi arabiki (A. Senegal): visoku molekulsku težinu gume arabinogalaktan-proteina (AGP), arabinogalaktan (AG) i glikoprotein (GP), računajući, redom, u regionu od 10%, u regionu od 90% i u regionu od 1% ukupne gume (Randall et al., Food Hydrocolloids, 1988, 2, 131; Randall et al., Food Hydrocolloids, 1989, 3, 65).

[0012] Različite komponente su odgovorne za različite funkcionalnosti gume arabike. Na primer, komponenta arabinogalaktan-proteina (AGP), u acacia senegal, je identifikovana kao aktivna emulgatorska komponenta, koja obezbeđuje interfacijalno aktivnost i stabilnost tokom emulzifikacije (Williams & Phillips, Handbook of Hydrocolloids, 2000, 155).

[0013] Underwood and Cheetham (Underwood & Cheetham, 1994) su prijavili deljenje na frakcije A. Seyal upotrebom istog uslova koji se primenjivao i za akaciju Senegal (Underwood et al., Journal of the Science of Hrana and Agriculture, 1994, 66, 217). Što se tiče frakcije A. seyal koja odgovara AGP od A. Senegal, postoje samo 2.4% od ukupnog, a ukupni sadržaj proteina je takođe niži od onog kod A. senegal. Frakcije molekulske težine sa različitim svojstvima emulzifikacije su identifikovane za talha gumu (A. seyal) (Underwood & Cheetham, 1994). Tri glavne komponente označavaju arabinogalaktan protein (AGP), arabinogalaktan (AG) i glikoprotein (GP) za koje se zna da su prisutne u Acacia senegal, su takođe prisutne u Acacia seyal. Nakon njih, Siddig et al. su prijavili da taj protein u A. Seyal, nije bio uglavnom lociran u komponenti visoke molekulske težine (AGP) kao za A. senegal i naznačili su da su najmanje dve komponente prisutne u frakciji visoke molekulske težine kod A. seyal (Siddig et al., 2005). Flindt et al. su prijavili frakcije koje su apsorbovane na kapljicama ulja emulzija A. seyal i pokazali su da su manje efikasne nego Acacia senegal (Flindt, Al-Assaf, Phillips & Williams, 2005). Za A. Senegal, na kapljicama ulja se uglavnom apsorbuje proteinski materijal pika visoke molekulske težine (AGP). Sa druge strane, A. seyal je pokazala različito ponašanje. Pik visoke molekulske težine A. seyal se teško apsorbuje, a proteinski materijal koji pripada drugom piku se uglavnom apsorbuje. Veruje se da je razlika ove apsorbovane komponente povezana sa razlikom mogućnosti emulzija A. senegal i A. seyal.

[0014] Tip Senegal daje visoke nivoe funkcionalnosti u formiranju i stabilnosti emulzija i mikrokapsuliranja ukusa, i ima veoma važnu ulogu u industrijama hrane i pića. Prema Coppen (1995) "Gum talha from Sudan (lokalni naziv za A. seyal) je sama po sebi guma lošijeg kvaliteta od imahaba (lokalni naziv za A. senegal) – ima slabija svojstva emulgovanja i čak svetli uzorci cele gume ponekad formiraju tamne rastvore u vodi usled prisustva tanina i drugih nečistoća. Trošnija je od imahaba". Acacia seyal ne nudi dobar učinak emulzifikacije, i u Indiji se konzumira kao slatkiš i koristi se u oblogama, adhezivima itd. na drugim tržištima. Opšti konsenzus je taj da je sposobnost emulzifikacije A. seyal slabija u poređenju sa A. senegal (Fauconnier et al., 2000).

[0015] Acacia seyal pokazuje značajno manje površinske aktivnosti u poređenju sa acacia senegal i na vazduh/tečnost i tečnost/tečnost razdelnoj površini (Elmanan, Al-Assaf, Phillips & Williams, 2008). Za Acacia seyal je otkriveno da je otpornija na razgradnju enzima, budući da samo ∼40% frakcije visoke molekulske težine može da se svari ponovo što ukazuje na prisustvo dve komponente. Međutim, postoji suprotan izveštaj koji pokazuje da uzorak A. seyal koji ima najmanje proteinskog sadržaja daje bolju stabilnost emulzije nego neki uzorci A. Senegal (Buffo et al., 2001). Trebalo bi imati u vidu da iako se smatra da je A. senegal dobar emulgator za emulziju ulje u vodi, ali učinak raznih uzoraka sakupljenih iz različitih oblasti je pokazao značajnu razliku. Neki od njih se mogu smatrati slabi kao široko priznati učinak emulzifikacije A. seyal (Al-Assaf et al., 2008).

[0016] Pokazano je da A. seyal gume poseduju veću varijaciju posebno kompercijalni uzorci sa različitih lokacija (Jurasek et al., 1995, Al-Assaf et al., 2005).

[0017] Problemi u industriji povezani sa opštom upotrebom gume arabike su ti što ona ima nedosledan učinak i funkcionalnost. Nedoslednost je delimično zbog najmanje jedne varijacije u proporciji tri glavne komponente. Pored toga, usled promenjivog porekla iz zemalja širom Sahelijskog pojasa Afrike, sa različitim količinama kiše, zemljištima i sveukupnom geografijom, proizvod poseduje značajnu nedoslednost usled prirodne promenjivosti. Kao rezultat, sirov materijal onako kako se isporučuje od primarnih proizvođača često se ne ponaša isto prilikom različitih primena, (Williams, P.A. and Phillips, G.O.,(2000) in Handbook of Hydrocolloids, Editors Williams, P.A. and Phillips, G.O pp155-168, Woodhead, London and New York). Stoga su se razni pristupi koristili u pokušaju da se eliminiše nedoslednost kako je navedeno u nastavku.

[0018] Postoji nekoliko postupaka za modifikaciju kako bi se poboljšao opšti učinak emulzifikacije gume arabike, a posebno acacia seyal u nekim primerima koji su dati u nastavku.

[0019] U US 6,841,644 (Phillips et al.) i US/GB 7,462,710 B2 (Al-Assaf), opisan je postupak modifikacije radijacijom i toplotnim tretmanom kako bi se dobila guma arabika sa jednom ili više poboljšanih funkcionalnosti pri čemu su molekulska težina i sadržaj AGP modifikovane gume arabike povećani. Pored toga, poznato je da preterana modifikacija dovodi do negativnih efekata uključujući smanjenu rastvorljivost u vodi i degradaciju gume arabike.

[0020] EP-A-1505078 je usmeren na postupak za modifikovanje gume arabika zagrevanjem gume arabike na temperaturi višoj od 40°C u vlažnim uslovima, što povećava njenu sposobnost emulgovanja.

[0021] Slično, EP-A-1666502 daje opis tretmana zagrevanja gume arabike, iako i u suvim uslovima, dovodi do poboljšanja njene mogućnosti emulgovanja.

[0022] EP-A-1734056 se odnosi na postupak za modifikaciju gume arabike rastvaranjem gume arabike u vodi, a zatim tretiranjem toplotom rastvora na temperaturi ispod 60°C, na taj način poboljšavajući njena svojstva emulzifikacije.

[0023] US-A-2005/124805 takođe daje opis modifikovane gume arabike (od Acacia Senegal ili Acacia seyal), koja ima poboljšanu mogućnost emulgovanja. Modifikovana guma arabika se dobija zagrevanjem gume arabike, u čvrstom stanju, na 110°C u trajanju od najmanje 10 sati.

[0024] Najrelevantniji patenti, u kojima je prijavljena modifikacija acacia seyal, ovog pronalaska, su: JP 2008-297359 (A) koji opisuje uklanjanje tanina iz rastvora gume arabike (Talha gume) koja potiče od Acacia seyal, upotrebom postupka obrade koji ne koristi vodonik peroksid. Postupak se oslanja na rastvaranje (Talha gume) koja potiče od Acacia seyal u vodi iz koje je uklonjen rastvoren kiseonik. Ovaj vodeni rastvor se zatim obrađuje sintetičkim sredstvom za apsorpciju kako bi se tanin apsorbovao i uklonio. Na ovaj način, dobija se talha guma koja ne sadrži tanin i koja se može koristi u prehrambenim primenama.

[0025] WO 02/069981 A1 opisuje hemijski proces koji se bazira na reakcionom proizvodu hidrokoloida (kao što je Acacia seyal) sa dikarboksilnim anhidridima naročito za proizvodnju emulgatora za emulzije ulje-u-vodi.

[0026] WO 2013/091799 A1 opisuje postupak za pripremu modifikovane gume arabike koji obuhvata tretiranje gume arabike sa enzimom odabranim od grupe glikozidaza u koncentraciji od 1 do 1000 jedinica enzima po gramu gume arabike, modifikovane guma arabika koja se može dobiti primenom pomenute metode, emulziju koja obuhvata modifikovanu gumu arabiku i koncentrat pića i gotovo piće koje obuhvata emulziju.

[0027] U svim gore pomenutim patentima, fizički ili hemijski tretman gume arabike se koristi za postizanje upečatljivo viših mogućnosti emulgovanja, izraženih u obliku manjih prečnika uljanih kapljica u stabilnim emulzijama ulje u vodi gume arabike.

Kratak sadržaj ovog pronalaska

[0028] Ovaj pronalazak je izložen u skladu sa priloženim patentnim zahtevima.

[0029] Predmet ovog pronalaska je da obezbedi postupke za pripremu preparata gume arabike od acacia seyal poželjno preparata koji imaju poboljšana svojstva.

[0030] Ovaj predmet se rešava u jednom načinu ostvarivanja postupkom za pripremu poboljšane gume arabike koji obuhvata faze

● dobijanja gume arabike od acacia seyal

● odabir gume arabike čiji je sadržaj tanina > 700 ppm (m/m).

[0031] Zaključeno je da svojstva gume arabike od acacia seyal zavise od sadržaja tanina. Merenje tanina se izvodi prema postupku opisanom u primerima.

[0032] Bilo koja guma arabika od acacia seyal se može koristiti, poželjno, može se koristiti guma arabika od acacia seyal varijanta, acacia seyal varijanta fistula i njihove kompozicije. Poželjno, sadržaj tanina iznosi >750 ppm (m/m) ili > 1000 ppm (m/m) ili > 2000 ppm (m/m).

[0033] Dalji način ostvarivanja ovog pronalaska je kompozicija gume arabike od acacia seyal čiji je sadržaj tanina > 700 ppm (m/m). Poželjno, sadržaj tanina je >750 ppm (m/m) ili > 1000 ppm (m/m) ili > 2000 ppm (m/m).

[0034] Sadržaj tanina se meri u skladu sa primerima. Kao alternativa, odabir može biti načinjen od gume arabike od acacia seyal boje Gardner na 1% od 2.5 ili više, mereno u skladu sa primerima.

[0035] Stoga, način ostvarivanja ovog pronalaska predstavlja postupak, pri čemu ta guma ima i) boju Garnder indeksa od najmanje 2.5, poželjnije 2.5-3.0 i čak poželjnije > 3 na 1 mas.% u vodi ili ii) boju Garnder indeksa od najmanje 15, poželjnije 15-16 i čak poželjnije > 16 na 20 mas.% u vodi.

[0036] Dalji način ostvarivanja ovog pronalaska je postupak za pripremu poboljšane gume arabike koji obuhvata faze

● dobijanja gume arabike od acacia seyal

● odabir gume arabike, pri čemu ta guma ima

i) boju Garnder indeksa od najmanje 2.5, poželjnije 2.5-3.0 i čak poželjnije > 3 na 1 mas.% u vodi ili ii) boju Garnder indeksa od najmanje 15, poželjnije 15-16 i čak poželjnije > 16 na 20 mas.% u vodi.

[0037] Dalje je zaključeno, da guma arabika može biti poboljšana povećavanjem sadržaja fenola. Stoga, dalji način ostvarivanja ovog pronalaska predstavlja postupak za poboljšanje gume arabike koji obuhvata faze

● dobijanja gume arabike

● pripreme disperzije gume arabike

● dodavanje izvora fenola.

[0038] Ovaj postupak se primenjuje na gumu arabiku acacia seyal, gumu arabiku acacia senegal, ili njihovu kompoziciju. Bilo koja varijanta acacia senegal se može koristii, poželjno A. senegal (L.) Willd varijanta senegal (sinonim A. verek Guill. & Perry); A. senegal (L.) Willd varijanta kerensis Schweinf; A. senegal (L.) Willd varijanta rostata Brenan; i A. senegal (L.) Willd varijanta leiorhachis Brenan (sinonim A. circummarginata Chiov.). Postupak takođe može da se primenjuje na druge varijante gume kao što su acacia polyyacantha varijanta campylacantha, acacia sieberana varijanta sieberana, acacia Nilotica, acacia mellifere i Acacia laeta.

[0039] U jednostavnom postupku, kora drveta se može pripremiti u obliku praška, kombinovati sa vodom i inkubirati. Inkubacija može biti na povišenim temperaturama, npr. između 20 i 80°C. Moguće je dodati gumu arabiku nakon inkubacije ili kombinovati je sa vodenom fazom tokom inkubacije.

[0040] Kao izvor fenola, naročito su poželjni kora drveta, polifenoli i galijumova kiselina. Kora drveta bi poželjno trebalo da sadrži polifenole. Kora drveta od acacia seyal je poželjna kora drveta. Drugi poželjni izvori fenola su oni koji su dobijeni od drugih varijanti gume akacije kao što su acacia nilotica, acacia tortilis kao i ekstrakti polifenola od masline i lišća masline.

[0041] Uopšteno, dodatak male količine izvora fenola je dovoljan. Poželjan odnos (m/m) gume arabike: izvora fenola je 100:1 do 100:5.

[0042] Proizvod postupka predstavlja dalji način ostvarivanja ovog pronalaska, odnosno kompoziciju koja obuhvata

● gumu arabiku

● izvor fenola.

[0043] Ovaj postupak je primenjiv na gumu arabiku acacia seyal, gumu arabiku acacia senegal, ili njihovu kompoziciju.

[0044] Kao izvor fenola naročito su poželjni polifenoli i galijumova kiselina. Kora drveta bi poželjno trebalo da sadrži polifenole. Kora drveta od acacia seyal je poželjna kora drveta.

[0045] Dalje je zaključeno, da svojstva gume arabike acacia seyal mogu biti poboljšana dodavanjem gume arabike acacia senegal.

[0046] Stoga, način ostvarivanja ovog pronalaska predstavlja postupak za poboljšanja gume arabike acacia senegal koji obuhvata fazu:

● dodavanje gume arabike acacia seyal

● dodavanje gume arabike acacia senegal.

[0047] Dalji način ostvarivanja je kompozicija koja obuhvata

● gumu arabiku od acacia seyal

● gumu arabiku od acacia senegal.

[0048] Odnos količine gume arabike acacia seyal i količine gume arabike acacia senegal može iznositi 5:95 do 95:5 (m/m). Poželjan odnos je 20:80 do 80:20 (m/m) ili 40:60 do 60:40 (m/m). Veoma poželjan odnos je 50:50 (m/m).

[0049] Bilo koja od kompozicija ovog pronalaska se može koristi posebno za pravljenje emulzije.

[0050] Stoga dalji način ostvarivanja ovog pronalaska je emulzija koja obuhvata vodu, hidrofobno jedinjenje i kompoziciju ovog pronalaska. Poželjno, emulzija je O/W ili W/O/W emulzija koja sadrži najmanje hidrofobnu supstancu.

[0051] Prigodna hidrofobna jedinjenja su ulja od povrća, ulja triglicerida srednjeg lanca (MCT), i njihove kompozicije. Dalji primeri hidrofobnih supstanci uključuju esencijalno ulje dobijeno od biljnih izvora kao što su pomorandža, limun, limeta, grejpfurt; oleorezin dobijen od biljnih izvora kao što su papir, cimet i đumbir postupkom oleorezina; aroma bazirana na ulju kao što su sintetička aromatska jedinjenja i aromatske kompozicije bazirane na ulju, sredstva za bojenje bazirana na ulju kao što su b-karoten, vitamini rastvorljivi u ulju kao što su vitamini A, D, E i K; polinezasićene masne kiseline kao što su dokosaheksanoinska kiselina, eikosapentaenoinska kiselina i linolenska kiselina; masti i ulja životinjskog i biljnog porekla kao što su sojino ulje, ulje repice, kukuruzno ulje, biljni sterol i riblje ulje; SAIB (saharoza acetat izobutirat), guma estra (estar glicerol triabietata); obrađena jestiva ulja kap što su C6-C12trigliceridi srednjeg lanca i kompozicije bilo kakvih materijala jestivih ulja.

[0052] Emulzije mogu biti deo hrane ili pića, primera radi bezalkoholnih pića. Stoga, dalji način ostvarivanja ovog pronalaska je piće ili hrana koja obuhvata emulziju ovog pronalaska. Takođe se može koristi u mnogim oblastima uključujući poslastičarstvo, zdravu hranu, oblaganje tableta, žvake, emulgovane arome i boje.

[0053] Ovaj pronalazak je u nastavku detaljnije opisan sa pozivanjem na sledeće primere i crteže. Cilj ovih primera je da se samo ilustruje pronalazak i oni nemaju za cilj da ograniče obim ovog pronalaska kako je to definisano u zahtevima.

Kratak opis crteža

[0054]

FIG.1 predstavlja profil eluiranja Acacia seyal (uzorak br.5) praćeno (a) rasipanjem svetlosti (detektor 90<0>), (b) indeksom refrakcije i (c) UV na 214nm kako je opisano u primeru 1. Rezultati se obrađuju za celu gumu i prema dva pika kako je identifikovano na detektoru indeksa refrakcije (FIG.

1b).

Na FIG.2 je prikazana distribucija kapljica emulzije po veličini načinjena upotrebom uzorka br.5 prema primeru 1. Načinjena pri 20% gume:20% MCT. Emulzija je stavljena u uslove stresnog ubrzanog starenja u trajanju od 3 i 7 dana na 60°C.

Na FIG.3 je prikazana zapreminski izmerena srednja vrednost (D4,3) i sadržaj tanina za opseg Acacia seyal (Talha guma), pri čemu su uzorci uzeti kako bi se napravila emulzija ulja u vodi, 20% guma:20% MCT, prema primeru 1.

Na FIG.4 je prikazan % kapljica na početku i nakon ubrzanog starenja na 60°C za emulzije koje su napravljene upotrebom opsega Acacia seyal (Talha guma) uzoraka koji se koriste da bi se napravila emulzija ulje u vodi, 20% guma:20% MCT, prema primeru 1. Boja Gardner izmerena na 1 mas.% u vodi je takođe data u grafikonu.

Na FIG.5 su prikazani D4,3 i % kapljica na početku i nakon ubrzanog starenja na 60°C za emulzije napravljene upotrebom opsega uzoraka Acacia seyal (Talha gume) koji se koriste da bi se napravila ulje u vodi emulzija, 20% guma:20% MCT, prema primeru 1. Boja Gardner izmerena na 1 mas.% u vodi je takođe data na grafikonu.

Na FIG.6 je prikazan profil eluiranja Acacia seyal (uzorak br.18) praćen indeksom refrakcije detektora u prisustvu i odsustvu dodatog tanina (generisanog od Acacia seyal kore drveta) kako je opisano u primeru 2.

Na FIG.7 je prikazana zapreminski izmerena srednja vrednost i % kapljica većih od 1 mikrona za emulziju napravljenu upotrebom kontrole acacia seyal uzoraka i nakon dodavanja kore drveta prema primeru 2. Merenja su takođe prijavljena za emulziju koja je bila postavljena u uslove stresnog ubrzanog starenja, tako što se ta emulzija inkubira na 60°C u trajanju od 3 i 7 dana.

Na FIG.8 su prikazani profili eluiranja izbeljene acacia seyal pre i posle dodavanja kore drveta acacia seyal prema primeru 3 praćeni (a) indeksom refrakcije, (b) detektorom rasipanja svetlosti (90<0>) i (c) UV at 280 nm.

Na FIG.9 je prikazana zapreminski izmerena srednja vrednost (D4,3) i % kapljica većih od 1 i 2 mikrona za sveže i emulzije iz ubrzanog starenja koje su napravljene upotrebom izbeljene acacia seyal pre i posle dodavanja kore drveta akcije prema primeru 3.

Na FIG.10 je prikazana distribucija čestica emulzije ulje u vodi napravljene upotrebom acacia Senegal (br.1) za sveže i emulzije iz ubrzanog starenja (3 i 7 dana na 60°C) napravljenih upotrebom (a) kontrolnog uzorka, (b) sa dodatom korom drveta acacia seyal i (c) nakon dodavanja galijumove kiseline u skladu sa primerom 4.

Na FIG.11 je prikazano poređenje odgovora rasipanja svetlosti (detektor 90<0>) za A. senegal sa dodatkom galijumove kiseline i dodatkom kore drveta u skladu sa primerom 4.

Na FIG.12 a i b je prikazana zapreminski izmerena srednja vrednost (D4,3) i % kapljica većih od 1 i 2 mikrona za sveže i emulzije iz uslova ubrzanog starenja napravljenih upotrebom prskanja suve Acacia Senegal (uzorak br.2 i 3) pre i posle dodavanja kore drveta acacia seyal u skladu sa primerom 4. Na FIG.13 je prikazana zapreminski izmerena srednja vrednost (D4,3) i % kapljica većih od 1 mikrona za sveže i emulzije iz ubrzanog starenja (3 i 7 dana na 60°C) napravljene upotrebom acacia Senegal (uzorak br.4) i acacia seyal i kompozicija napravljenih u odnosu 50:50% od senegal i seyal u skladu sa primerom 5.

Na FIG.14 je prikazana raspodela veličine kapljica sveže i čuvane emulzije napravljene upotrebom Acacia seyal (uzoak br.23) na 12 mas.%).

Na FIG.15 je prikazana raspodela veličine kapljice sveže i čuvane emulzije napravljene upotrebom 15 mas.% Acacia seyal (uzoak br.23) i 5 mas.% Acacia senegal ((uzoak br.5).

Na FIG.16 su date merenja boje Garnder za uzorke ovog pronalaska; FIG.16a se odnosi na 1%, a FIG.

16b na 20 mas.%.

Primeri

Uzorci i postupci ispitivanja

[0055] Autentični uzorci acacia seyal (guma talha) dobijeni kao kompozicija malih nodula i polomljenih delova gume raznih boja su dobijeni iz raznih lokacija u Sudanu, tokom dva godišnja doba. Ukupno su upotrebljena 23 uzorka. Uzorci Acacia Senegal, u grudvastoj gumi raznih veličina, su takođe dobijeni iz Sudana od raznih dobavljača. Pored toga, acacia senegal osušena rasipanjem je takođe korišćena i dobijena je iz Noreva (Nemačka). Acacia seyal osušena rasipanjem koja je izbeljena vodonik peroksidom je dobijena od Dansa Food (Nigerija). Gume osušene rasipanjem se koriste u isporučenom stanju. Uzorci surove gume se izdrobe upotrebom tarionika sa pistolom kako bi se pripremio homogeni uzorak (u obliku praška) koji se zatim upotrebljava za sva merenja navedena u nastavku:

Problem u praksi je taj što se acacia seyal iz raznih zemalja proizvođača dostavlja u različitim bojama i samim tim ima različita svojstva. Veruje se da glavni uzrok ovakve varijacije nastaje usled (i) varijacija vrsta, odnosno Acacia seyal var seyal i Acacia seyal varijanta Fistula. U novijem radu (Andres Brull 2015) pokazano je kako ove raznolikosti mogu biti različite čak i ako potiču iz iste oblasti i godišnjeg doba. Varijanta fistula ima praškastu koru drveta, normalno bele do zelenkasto-žute boje, dok varijanta seyal ima koru drveta crvenkaste boje. U gore pomenutom radu, navedeno je sledeće „Zašto seyal dobijena iz različitih proizvodnih oblasti pokazuje takvu varijaciju u smislu boje i oblika još uvek nije dovoljno jasno. Trenutno, sve A.seyal koje potiču iz Sudana se prodaju kao "seyal" (koja je lokalno poznata pod nazivom talha guma) nevezano od svoje taksonomske raznolikosti." Pored toga, drugi razlog zašto je acacia seyal različita i zašto nije u mogućnosti da se koristi u industriji je taj što različite proizvodne oblasti unutar iste proizvodne zemlje koriste različite postupke za tretmane pre i posle žetve. U jednoj oblasti drvo akacije se zaseca jer je to normalan postupak koji se koristi za Acacia senegal dok se u drugim oblastima jednostavno sakuplja prirodni eksudat bez zasecanja. Iz ovog razloga, često su rezultat noduli raznih boja budući da je tanin zapravo sredstvo za zadržavanje koje proizilazi iz kore drveta acacia seyal. Već je poznato da kada se drvo zaseca, guma je svetlije boje jer zasecanje suštinski predstavlja ručnu povredu drveta uklanjanjem njegove kore kako bi se izazvala gumoza.

[0056] Gubitak sušenjem: % gubitka sušenjem se određuje prema JECF postupku koji predstavlja meru gubitka vlage kada se uzorak zagreva 5 sati na 105°C (Al-Assaf, S., et al.2005);

videti www.cybercolloids.net/library/jecfa/gum-arabic.

1

[0057] Optička rotacija: optička rotacija se meri na 1 mas.% rastvora (u odnosu na suvu masu) pripremljenog u destilovanoj vodi i hidriranog preko noći u mešalici. Rastvor se zatim filtrira kroz sito promera pora 100 mikrona.

[0058] Boja Gardner: Isti rastvor se takođe koristi da bi se odredio indeks boja Gardner kao što sledi: kalibrisani Lovibond Tintometer PFXi - 195/1 kolorimetar se koristi da bi se odredila boja Gardner uzoraka acacia seyal. Merenja se sprovode upotrebom ćelija dužine staze 10mm na 1 mas.% rastvora pripremljenih na gore opisan način. Skala boje Gardner iznosi od 1 do 18 pri čemu 1 sadrži najmanju količinu boje, a 18 maksimalnu količinu boje. Gardner predstavlja jednu dimenzionisanu skalu koja se koristi da se gradiraju tečnosti kao što su lakovi, smole i ulja.

[0059] Ukupna količina fenola: Ukupna količina fenola se određuje upotrebom modifikovanog testa Prussian Blue Assay kako je detaljnije opisano kod Andres-Brull 2015 i kako je dato u nastavku.

[0060] Sadržaj tanina je ovde uzet kako bi predstavljao "ukupnu količinu fenola" i preciznije "ekvivalente galijumove kiseline" budući da se galijumova kiselina - čistoće 99% koja se nabavlja od Sigma Aldrich – koristi kao analitički standard za određivanje hidrolizabilnih tanina. Rastvor 1 mas.% se pravi prema gore opisanom postupku i koristi se da bi se odredio sadržaj tanina u datim uzorcima.

[0061] 500 µg/g galijumove kiselina se pripremi u destilovanoj vodi. Onda se to serijski razblaži kako bi se dobile koncentracije od 400, 300, 200, 100 i 50 µg/g koje se koriste kao standardi.0.10 mL svakog uzorka ili standarda se odmeri u 30ml univerzalnog sredstva.3 mL destilovane vode se dodaje nakon mešanja u vorteks mešalici. Zatim, 1.00 mL 0.016 M K3Fe(CN)6a nakon toga 1.00 mL od 0.02M FeCl3se dodaju i neposredno mešaju u vorteks mešalici. Tačno 15 minuta nakon dodavanja reagensa uzorku, dodaje se 5.00 mL stabilizatora i meša se u vorteks mešalici. Stabilizator se pripremi mešanjem 10 mL 85% H3PO4, 10mL 1 mas.% gume arabike i 30ml destilovane vode. Uzorak gume arabike se koristi kao standard acacia senegal varijante senegal u izdrobljenom obliku dobijenom iz Sudana. Slepe probe rastvarača se pripremaju dodavanjem svih reagenasa i 0.1mL rastvarača umesto seyal ili standarda galijumove kiseline. Absorbanca se očita na 700 nm u duplikatu za sve upotrebon Perkin Elmer Lambda 40 UV/Vis spektrofotometra. Greška u merenju sadržaja tanina je bila ispod 10% za sve uzorke i određena je prosečna vrednost.

[0062] Molekulska težina: Parametri molekulske težine gume arabike se određuju gel propusnom hromatografijom kuplovanom na liniji radi laserskog rasipanje svetlosti, indeksa refrakcije i UV detektora (GPC-MALLS). Upotrebom GPC-MALLS sistema se prvo razdeljuje materijal upotrebom kolone gel propusne hromatografije (Superose 610/300GL), a zatim se detektuje svaka frakcija upotrebom: detektor proteina (UV absorbanca upotrebom Agilent 1100 serije UV detektora, Agilent Technologies, U.K.) koji funkcioniše na 214 nm ili 280nm), detektora višeugaonog laserskog rasipanja svetlosti (mereno upotrebom DAWN EOS detektora višeugaonog rasipanja svetlosti, Wyatt Technology Corporation, U.K., koji funkcioniše na 690 nm), i detektora koncentracije (indeks refrakcije, RI mereno upotrebom Optilab refraktometra, Wyatt Technology Corporation, U.K.). Vodeni rastvor NaCl (0.2 M) sa 0.005%

NaN3filtriran kroz 0.2µm Millipore filter je usvojen kao sredstvo za eluiranje i isporučen je na brzini konstante od 0.4 mL/min. pomoću KNAUER HPLC pumpe K-501 (Kinesis, U.K.). Ispitivani materijal se pripremi u istom rastvaraču pri koncentraciji od 2 mg/mL. Ubrizgava se u GPC-MALLS sistem nakon filtriranja kroz 0.45 µm Nylon filter. Podaci su sakupljeni i njihova analiza je urađena pomoću Astra 4.90.08 softvera. Sistem omogućava da se raspodela molekulske težine gume arabike izmeri a na taj način se molekulska težina cele gume kao i pojedinačne frakcije mogu odrediti zajedno sa svojom proporcijom u poređenju sa ukupnom ubrizganom masom.

[0063] Emulzifikacija: Učinak emulzifikacije raznih uzoraka acacia seyal kao i acacia senegal i njihovih kompozicija se procenjuje u uobičajenoj ulje-u-vodi emulziji kako je opisano u nastavku. U postupku se koriste trigliceridi srednjeg lanca kao uljana faza bez upotrebe sredstva za merenje težine. Uobičajene formulacije se pripremaju na sledeći način: 40 gm emulzija se napravi tako da sadrži 0.12 mas.% sirćetne kiseline (kako bi se podesila pH), 0.13 mas.% benzoične kiseline (kao konzervansa), ulje triglicerida srednjeg lanca (MCT) se koristi kao model ulja na 20 mas.%, a guma arabika na 20 mas.%. Kompozicije gume arabike (seyal i senegal, kerensis, polyacantha itd.) se prave mešanjem čvrste gume koja se koristi da se napravi osnovni rastvor na 30 mas.% i od kog se razblaženje do 20 mas.% postiže upotrebom destilovane vode. Sastojci se prvo mešaju upotrebom visokosmicajnog homogenizatora (Polytron PT-2100) na 26000 rpm u trajanju od 3 minuta nakon čega dva puta prolaze kroz homogenizator pod visokim pritiskom na 50MPa (Nanovater, NV L, Yoshida, Japan). Veličina kapljice emulzije i raspodela veličine se mere upotrebom postupaka laserske difrakcije (Mastersizer, Malvern Instruments, UK) uklapanjem podataka upotrebom modela opšte svrhe. Vrednosti od 1.45 i 0.001 se koriste redom za MCT indeks refrakcije i indeks apsorpcije, a 1.33 i 0 za sredstvo za dispergovanje (vodu). Emulzije se zatim postavljaju u uslove stresnog ubrzanog starenja tako što se inkubiraju na 60°C. Učinak i stabilnost emulzije se procenjuju merenjem početne veličine kapljice odmah nakon pripreme emulzija i nakon čuvanja istih na ambijentalnoj temperaturi i takođe na 60°C (ispitivanje naprezanja pod uslovima ubrzanog starenja) u trajanju od 3 do 7 dana. Rezultati se izražavaju kao srednja vrednost prečnika zapreminskog momenta (D4,3) jer je osetljivija na veće čestice. Pored toga, % kapljica većih od 1 µm ili 2 µm ili više je takođe prijavljen jer su veće proporcije ovih kapljica uglavnom odgovorne za razvoj formiranja prstena koji na kraju dovodi do neuspeha emulzije.

Primer 1: Ulje u vodi emulzija napravljena samo upotrebom Acacia seyal

[0064] Acacia seyal uzorak (br.5) je odabran radi ilustracije primera pravljenja emulzije ulje u vodi sa odličnim učinkom emulzifikacije i stabilnosti. Rezultati mogu da se uporede sa Acacia senegal i u nekim slučajevima su čak i bolji. Karakteristike uzorka se mere kako je gore okvirno predstavljeno na sledeći način:

% gubitak sušenjem 11.25%,

tanin (ekvivalent galijumove kiseline) sadržaj 942ppm,

Boja Gardner na 1% 3.3,

Boja Gardner na 20% 16.2,

pH 4.74 (merena na 20 mas.% u vodi) i

Optička rotacija od 50.

[0065] Parametri molekulske težine mereni pomoću GPC-MALLS, čije su karakteristike prethodno prijavljene (Elmanan et al., 2008; Imasan et al., 2005) i ukratko prikazane u nastavku.

[0066] Profil eluiranja praćen rasipanjem svetlosti, indeksom refrakcije i UV detektorima je redom prikazan na FIG.1a-c. Dva pika mogu da se identifikuju pomoću detektora rasipanja svetlosti (FIG.1a). Prvi pik nije svaren pomoću proteaza, za razliku od Acacia Senegal i samim tim se ne naziva frakcijom arabinogalaktana (AGP). Prethodne studije su pokazale da se ovaj pik sastoji od dve komponente, od kojih je samo jedna svarena pomoću enzima proteaze (Elmanan et al, 2008).

[0067] Detektor indeksa refrakcije (mera koncentracije) takođe pokazuje dva pika (FIG.1b). Prvi pik odgovara frakciji visoke molekulske težine dok drugi odgovara frakcijama arabinogalaktana (AG) i glikoproteina (GP). UV odgovor (FIG.1c) pokazuje tri pika slična onom za Acacia senegal ali nižeg intenziteta, i u saglasnosti su sa nižim sadržajem proteina u Acacia seyal (Elmanan et al, 2008). Prosečna molekulska težina cele gume određena obradom podataka od početka eluiranja (∼7.6 mL) do kraja (∼17.8mL) iznosi 8.44 x 10<5>g/mol. Svaki pik se takođe pojedinačno obrađuje integrisanjem oblasti ispod RI pika. Pik 1 odgovara frakciji visoke molekulske težine i identifikuje se iz odgovora RI detektora dok pik 2 predstavlja jedinicu arabinogalaktana (AG) i pik glikoproteina (GP). Prosečna vrednost molekulske težine i proporcija pika 1 i 2 iznose, redom (pik 1: Mw 1.68 x 10<6>, % mase 28.5%) i (pik 2, Mw 5.09 x 10<5>, % mase 71.5).

[0068] Uzorak se koristi za pripremu emulzije kako je opisano gore iznad. Na FIG.2 prikazana je raspodela veličine kapljica za svežu emulziju. Nakon toga, emulzija se zagreje (na 60°C u trajanju od 3 i 7 dana) kao u uslovima stresnog ubrzanog starenja, i ta raspodela veličine kapljica se meri ponovo i poredi sa onim koje su čuvane na ambijentalnoj temperaturi isti vremenski period. Poređenje sa početnom raspodelom veličine kapljica je takođe prikazano na FIG.2. Rezultati jasno pokazuju odličan početni učinak emulzifikacije pri čemu su sve kapljice ispod 1 mikrona. Čuvanje na sobnoj temperaturi u trajanju od 3 i 7 dana nije dovelo do daljih značajnih promena u veličinama kapljica. Dalje, nakon ubrzanog starenja, postoji mala promena u raspodeli veličine čak i nakon 7 dana. D4,3 početna 0.406 µm, 3 dana na 60°C 0.411 µm, 7 dana na 60C 0.393 µm. % kapljice > 1 mikrona na početku 0.07%, 3d 0.148%, 7 dana 0.146%. % kapljice veći od 2 mikrona iznosi nula pre i nakon ubrzanog starenja. Rezultati prikazani na FIG.2 odgovaraju onim dobijenim od Acacia senegal dobrog kvaliteta kada se stave u iste uslove obrade da bi se pripremila emulzija ulje u vodi. Rezultati prikazani na FIG.2 su novi i nisu pre prijavljeni za prirodnu acacia seyal bez bilo kog daljeg tretmana ko što je hemijska ili enzimska modifikacija. Kako je detaljnije opisano u pozadini, Acacia seyal je široko priznata da ima slabiji učinak emulzifikacije u

1

poređenju sa standardom Acacia senegal koji se koristi u industriji za emulzifikaciju koja zahteva dugoročnu stabilnost. Međutim, trebalo bi imati u vidu, da acacia seyal može da napravi dobru početnu emulziju kako smo prikazali na FIG.1 i obično se koristi za kapsuliranje ili primene koje ne zahtevaju dugoročnu stabilnost emulzije. Novina ovog primera je ta da se dugoročna stabilnost za emulziju ulje u vodi može dobiti od acacia seyal u njenom prirodnom obliku bez bilo kog dodatnog tretmana. U sledećem odeljku je istaknuta glavna razlika učinka emulzifikacije i stabilnosti između acacia senegal i seyal . Naročito, uloga tanina u acacia seyal i njegova uloga u učinku emulzifikacije i stabilnosti.

[0069] AGP komponenta gume arabike (Acacia Senegal) je odgovorna za efektivnost emulzifikacije emulzija ulje u vodi (Randall et al., Hrana Hydrocolloids, 1988, 2, 131; Randall et al., Food Hydrocolloids, 1989, 3, 65); (Dickinson, E. (2003)). Veruje se da AGP oblaže kapljice ulja i sprečava ih od ponovnog združivanja. Kao rezultat, takva jedna emulzija je stabilna duži vremenski period. Viši sadržaj AGP obično dovodi do stabilnijih emulzija i samim tim čini gumu vrednijom. Smatra se da je visok sadržaj AGP takođe povezan sa drugim funkcionalnostima kao što je vezivanje vode i vezivanje arome. Povećanje količine AGP komponente u samoj gumi obezbeđuje dodatnu vrednost proizvodu gume arabike. Sa druge strane, Acacia seyal može u početku da formira dobru emulziju ali stabilnost emulzije je oduvek bila problem. Pošto je kompozicija prvog pika različita kod seyal, stabilnost emulzije obično opada nakon ubrzanog starenja. Nije deo nikakve posebne teorije, ali se smatra da je ovo povećanje stabilnosti direktan doprinos tanina. Određenije, smatra se da je bolja stabilnost posledica doprinosa tanina molekulskom združivanju prisutnom kod prvog pika. Poznato je da se tanin vezuje za protein i takođe je prijavljeno da taloži protein. Dobra i stabilna emulzija može da se dobije, kako je pokazano u nastavku, iz opsega uzoraka acacia seyal.

[0070] Na FIG.3 je prikazana početna zapreminski izmerena srednja vrednost (D4,3) za emulziju napravljenu upotrebom raznolike Acacia seyal sa sadržajem tanina koji je u opsegu od 227 do 1900ppm. Rezultati demonstriraju korelaciju sa početnom veličinom kapljica i sadržaja tanina. Najniže vrednosti od 0.3 mikrona i najviše vrednosti kao 0.9 mikrona mogu da se dobiju u zavisnosti od prisutnog tanina. Uzorci sa sadržajem tanina > 800ppm generalno obezbeđuju kapljice veličine od 0.4mikrona ili manje. Na oko 600-800ppm, veličina kapljice u opsegu od 0.4 - 0.6 mikrona. Na 400ppm ili ispod, veličina kapljica je u opsegu od 0.55 - 0.9 mikrona. Početni učinak emulzije se određuje mogućnošću molekula da se apsorbuju na razdelnoj površini i nižim površinskim naponom između ulja i vode. Prema Dickinson, E. (2003) za molekul koji sadrži azot (protein), kao što su gume akacije, za dva glavna molekulska faktora se očekuje da utiču na brzinu snižavanja površinskog napona a nakon toga i da promovišu efikasni proces emulzifikacije: oni su (i) molekulska težina kompleksa proteina-polisaharida i (ii) pristupačnost proteinske komponente unutar makromolekulskog kompleksa. Frakcije niske molekulske težine se brzo šire do razdelne površine, što dovodi do brzog smanjenja tenzije što na kraju dovodi do niske veličine kapljice. Sa druge strane, frakcije visoke molekulske težine se sporo šire i sporo smanjuju tenziju. Onog trenutka kada se molekul gume akacije raširi do razdelne površine, apsorbuje se ukoliko je grupa proteina pristupačna razdelnoj površini odnosno ukoliko nije skrivena u centru tog molekula. Nakon čuvanja ili ubrzanog starenja, javlja se ponovno raspoređivanje na razdelnoj površini što dovodi do promene raspodele veličine kapljica do čega dolazi usled koalescencije kapljica.

[0071] Na FIG.4 je prikazan početni % kapljica veći od 1 mikrona kao i nakon ubrzanog starenja u trajanju od 3 dana na 60°C zajedno sa bojom Gardner za 20 uzoraka prikazanih takođe na FIG.3. Boja Gardner je dobro međusobno povezana sa sadržajem tanina budući da predstavlja meru skale boje koja je dodeljena prisutnom taninu. Uzorci sa bojom Gardner od >3 je povezana sa niskom D4, 3 i % kapljice > 1 mikrona ispod 1% ukupne zapremine. Nakon ubrzanog starenja od 3 dana na 60°C, % kapljice > 1 mikrona raste samo blago ali ostaje ispod 1% ukupne zapremine. Sa druge strane, uzorci sa bojom Gardner ispod 3 daju višu proporciju (jednaku ili višu od 1%) i značajno povećavaju kada se postave u uslove ubrzanog starenja na 60°C u trajanju od 3 i 7 dana kako je prikazano na FIG.5. Postoje veoma blage promene u stabilnosti emulzije za uzorke acacia seyal na 60°C u poređenju sa značajnijom promenom za uzorke sa nižim sadržajem tanina.

[0072] Rezultati dati na FIG.3-5 pokazuju da je odabir prirodne acacia seyal za emulziju ulje u vodi moguć. Emulzija je slična ili bolja od standardnih materijala (Acacia Senegal) koji se obično koriste u industriji pića i drugim povezanim industrijama.

Primer 2: Dodavanje kore drveta Acacia seyal gumi Acacia seyal

[0073] U ovom primeru, iskoristili smo tri uzorka koja su dala slab učinak emulzifikacije i stabilnosti da bi se demonstriralo kako tanin (određenije tanin rastvorljiv u vodi) može da poboljša svojstva molekulske težine i emulzifikaciju.

[0074] Ti uzorci su bili br.18, br.19 i br.20 sa sadržajem tanina u iznosu od, redom 373, 287 i 227. Uzorci su odabrani na osnovu toga koji pokazuje najmanju količinu tanina u 20 uzoraka prikazanih na FIG.3, 4 i 5 gore iznad. Prvo, postupak dobijanja i kvantifikovanja tanina otpuštenog iz kore drveta se određuje upotrebom testa Prussian Blue Assay kako je gore opisano. Kora drveta (sama) dobijena od drveta Acacia seyal se napravi u obliku praška upotrebom električnog mlina.5 mg ovog praška se disperguje u 500ml destilovane vode i zagreva 3 sata na 60°C. Ukupni fenol se određuje i dobija se vrednost od 131 ±2 ppm (ekvivalenta galijumove kiseline). Uzorci acacia seyal (sa slabim učinkom emulzifikacije) se rastvore u vodi da bi se dobio 30 mas.% rastvor. Ovom rastvoru se dodaje 1 gm samlevene kore drveta (kako je gore prikazano) da bi se povećao sadržaj tanina na 700, 614 i 554ppm za uzorke, redom 18, 19 i 20.

[0075] (Napomena: ovo se računa na sledeći način: 1% čvrste kore drveta (odnosno rastvaranje 5gm u 500ml vode) daje 131ppm tanina. Osnovni rastvor seyal se pripremi na 30 mas.% u vodi i tome se dodaje 1gm čvrste kore drveta u ukupnoj zapremini od 40gm. Koncentracija kore drveta je zatim∼2.5%. Svaki 1% čvrste kore drveta daje 131ppm tanina kako je prikazano gore iznad. Stoga za uzorak 18 (131 x

1

2.5) 273ppm (količina originalno prisutnog tanina = ∼700ppm ukupno tanina u gumi nakon dodavanja kore drveta.

za uzorak 19 (131 x 2.5) 273ppm (količina originalno prisutnog tanina = ∼614ppm ukupno tanina u gumi nakon dodavanja kore drveta.

[0076] Uzorak 20 (131 x 2.5) 227ppm (ukupno tanina u gumi nakon dodavanja kore drveta = ∼554ppm ukupno tanina u gumi nakon dodavanja kore drveta.

[0077] Kompozicija se zagreva 3 sata na 60°C zatim se ostavi da se meša u mešalici tokom noći. Rastvor se zatim filtrira upotrebom sita promera pora 100 mikrona kako je opisano gore iznad. Razblaženje do 2mg/mL u 0.2M NaCl se napravi od kontrole i uzorka sa dodatim taninom. Uzorci se zatim ubrizgavaju u sistem GPC-MALLS, a parametri molekulske težine su dati u tabeli 1 u nastavku.

[0078] Alternativno, isti postupak se primenjuje upotrebom drugog izvora polifenola: naime, ekstrakt lista masline (N-O-02.02 Olexelo (rastvor), dobavljača N-Zyme, Germany). Ukupna količina polifenola za ovaj ekstrakt se određuje prema već opisanom postupku i dobija se vrednost od 3042 ppm.0.5ml Olexelo-a se dodaje u 3g 17.6 mas.% rastvora Acacia seyal (uzorak br.23) i rastvor se tretira na isti način pomoću inkubacije na 60°C, 3 sata a zatim se razblaži 2mg/mL u 0.2M NaCl za GPC-MALLS merenja . Rezultati su takođe dati u tabeli 1.

Tabela 1. Parametri molekulske težine, određeni pomoću GPC-MALLS, Acacia seyal (uzorak br.18, 19 i 20) u prisustvu ili odsustvu dodatog tanina.

[0079] Nakon dodavanja tanina svi uzorci su pokazali porast u molekulskoj težini i zajedno sa povećanjem Rg vrednosti, mada u različitoj meri. Rezultati pokazuju da je povećanje parametara molekulske težine direktno povezano sa formulacijom frakcije visoke molekulske težine. Ove promene su jasno prikazane na FIG.6 na kojoj je dato poređenje profila eluiranja uzorka br.18 u prisustvu i odsustvu dodatog tanina.

[0080] Bez osnove u teoriji, ovu promenu pripisujemo jednostavnom združivanju molekula gume arabike kroz raspodelu taninom. Dodatak tanina dovodi do molekulskog združivanja dok su gotovo svi molekuli zahvaćeni. Kao posledica toga, postoji jasan porast u površini prvog pika i smanjenje u površini drugog pika (AG+GP frakcije). Zanimljivo je imati u vidu da je odgovor ukupne zapreminske površine (19-

1

24mL) gotovo identičan za kontrolu i za odgovor tanina koji potvrđuje da se iz kore drveta oslobađa samo rastvorljivi tanin tokom disperzije u vodi.

[0081] Učinak emulzifikacije uzoraka u prisustvu i odsustvu dodatog tanina je upoređen na FIG.7. Na FIG.7 je dat prikaz zapreminski izmerene srednje vrednosti (D4,3) i % kapljica većih od mikrona za emulziju koja se pravi upotrebom kontrolnih uzoraka Acacia seyal (br.18, 19 i 20) i onih sa dodatom korom drveta. Svi uzorci su pokazali porast u veličini kapljica nakon ispitivanja u uslovima stresnog ubrzanog starenja na 60°C u trajanju od 3 i dana. Nakon ubrzanog starenja veličina kapljica emulzija napravljenih upotrebom kontrolnih uzoraka (odnosno bez dodate kore drveta) je porasla do 3-6 puta u odnosu na svoju originalnu veličinu kao rezultat koalescencije kapljica. Svi uzorci sa dodatom korom drveta su pokazali poboljšan početni učinak emulzifikacije pri čemu su D4,3 i % kapljica većih od 1 mikrona bili smanjeni. Još značajnije je da je poboljšana stabilnost kod svi svih uzoraka nakon ubrzanog starenja na 60°C u trajanju od 3 i 7 dana. Proporcija kapljica > 1 mikrona kontrolnih uzoraka (br.18, 19 i 20) nakon 7 dana ubrzanog starenja na 60°C je redom iznosila 47, 90 i 83%, bila je smanjena, redom 29, 42 i 28%, nakon dodavanja kore drveta. Veličina kapljica za kontrolne uzorke nakon 7 dana iznosila je 2.77, 3.96 i 6.2 i smanjene su na ∼1 mikron u prisustvu tanina.

Primer 3: Dodavanje kore drveta Acacia seyal izbeljenoj Acacia seyal

[0082] U ovom primeru smo odabrali uzorak acacia seyal koji je izbeljen, upotrebom vodonik peroksida, kako bi se dalje demonstrirao efekat dodavanje kore drveta kao izvora rastvorljivog tanina Acacia seyal. Prvo su određeni parametri molekulske težine pre i posle dodavanja kore drveta upotrebom tehnika GPC-MALLS kako je iznad opisano a rezultati su prikazani u tabeli 2 u nastavku.

Tabela 2. Parametri molekulske težine kontrolne izbeljene A. seyal u obliku osušenom prskanjem i sa dodatkom kore drveta.

1

[0083] Rezultati dati u tabeli 2 pokazuju da je prosečna vrednost molekulske težine za celu gumu gotovo udvostručena nakon dodavanja kore drveta i to je praćeno porastom Rg (kvadratni koren srednje vrednosti radijusa okretanja) vrednosti od 25 do 54nm. Dok je proporcija prvog pika gotovo ista, najznačajnije je imati u vidu da molekulska težina raste od 1.9 x 10<6>do 5.5 x 10<6>g/mol, a takođe raste i njegova Rg vrednost od 32 do 58nm. Parametri za drugi pik (odnosno AG i GP frakcija) ostaju u velikoj meri nepromenjeni sa izuzetkom blagog porasta u molekulskoj težini. Ove promene su jasno prikazane u poređenju profila eluiranja praćenim indeksom refrakcije, rasipanjem svetlosti (detektor 90<0>) i UV detektorima za izbeljenu seyal pre i posle dodavanja kore drveta kako je prikazano, redom, na FIG.8 a,b,c. Na FIG.8a je prikazan veoma sličan refraktivni odgovor, iako najprimetnija razlike može biti identifikovana na početku zapremine eluiranja (∼7.3mL) i na visini pika za AG pik (∼13mL). Međutim, najznačajnija razlika je pojava velikog pika rasipanja svetlosti koji takođe pokazuje veliki UV odgovor na 280nm obično povezan sa fenolnim materijalima. Rezultati pokazuju da je rastvorljivi tanin povezan sa frakcijom visoke molekulske težine i samim tim to dovodi do porasta parametara molekulske težine datih u tabeli 2 gore iznad.

[0084] Slično, procenjen je učinak emulzifikacije izbeljene acacia seyal pre i posle dodavanja kore drveta acacia seyal. Emulzija na 20% gume:20% MCT ulja pripremljena prema standardnom postupku opisanom gore iznad. Emulzije se zatim procenjuju merenjem raspodele veličine čestica za svežu emulziju i nakon ubrzanog starenja u trajanju od 3 i 7 dana na 60°C, a prikazane su na FIG.9. Na FIG.9 je prikazana zapreminski izmerena srednja vrednost (D4, 3) i % kapljica većih od mikrona za emulziju napravljenu upotrebom uzorka izbeljene Acacia seyal pre i posle dodavanja kore drveta. Sve emulzije su pokazale porast u veličini kapljice nakon uslova stresnog ubrzanog starenja na 60°C u trajanju od 7 dana. Nakon ubrzanog starenja, veličina kapljica emulzije napravljene upotrebom kontrolnog uzorka (odnosno onog bez dodate kore drveta) je porasla sa 4.46 µm na 5.64 µm kao rezultat koalescencije kapljica dok su kapljice > 1µm za oba iznosile ∼90%. Sa druge strane, emulzija sa dodatom korom drveta je dovela do smanjenja vrednosti D4, 3 na 1.45µm, a porasla je samo do 1.73 mm nakon ubrzanog starenja u trajanju od 7 dana na 60°C, time demonstrirajući značajno pojačan učinak emulzifikacije i stabilnost.

Primer 4: Dodatak kore drveta Acacia seyal ili galijumove kiseline Acacia Senegal

[0085] U prethodnim primerima smo demonstrirali kako dodavanje kore drveta acacia seyal u acacia seyal (guma talha) kao i u izbeljenu acacia seyal može da pojača učinak emulzifikacije i stabilnost.

Dodavanje kore drveta je uglavnom izvor rastvorljivog tanina (tanina rastvorljivog u vodi) koji je izvor polifenolnih jedinjenja. U ovom primeru koristili smo Acacia Senegal za koju je opšte poznato da sadrži tanin. Ovde, na početku smo ponovili isti postupak koji se primenjuje na uzorke Acacia seyal pri čemu se 1 gm kore drveta dodaje čvrstom materijalu tokom postupka rastvaranja. U drugom delu, koristili smo

1

čistu galijumovu kiselinu (99%) dobijenu od Sigma-e kao izvor rastvorljivog fenolnog jedinjenja. Cilj upotrebe galijumove kiseline je da se pokaže da u uslovima koji se koriste, odnosno prilikom dodavanja kore drveta gumi arabiki, da se samo rastvorljivi tanin (polifenol) otpušta u vodeni rastvor koji je odgovoran za molekulsku povezanost između frakcija gume arabike. Uzorak gume odabran u ovom primeru potiče iz Sudana i dostavlja se u obliku grumena gume (Acacia Senegal, uzorak br.1). Uzorak se izdrobi upotrebom tarionika sa pistolom i nakon toga se od njega pravi fini prah. 0.04g galijumove kiseline se dodaje u ∼13g gume arabike i dopuni se do 40g sa destilovanom vodom. Krajnja koncentracija gume arabike (bazirano na suvoj težini) iznosi 30 mas.% koji sadrži 1000ppm galijumove kiseline. Rastvor se ostavi da se rastvori tokom noći mešanjem na mešalici sa valjkom. Kontrolni uzorak se pripremi na sličan način bez dodavanja galijumove kiseline. Nakon rastvaranja odgovarajuća težina tog rastvora se napravi do 10g sa GPC rastvaračem (0.2M NaCl) radi određivanja molekulske težine. Emulzije se pripreme prema uobičajenom postupku na 20% guma arabika i 20% MCT koji sadrži 0.13% benzoične kiseline i 0.12 sirćetne kiseline. Zatim se mešaju na visokosmicajnoj mešalici upotrebom politrona a zatim dva puta prolaze kroz 50MPa upotrebom homogenizatora pod visokim pritiskom. Prosečna vrednost molekulske težine za celu gumu i Rg vrednosti su date u tabeli 3 u nastavku za kontrolni i uzorak sa dodatom korom drveta kao i sa dodatkom galijumove kiseline.

Tabela 3. Parametri molekulske težine acacia senegal (u sirovom obliku, Senegal br.1) pre i posle dodavanja kore drveta ili galijumove kiseline.

[0086] Rezultati daju prosečnu molekulsku težinu za kontrolni uzorak od 4.0 x 10<5>g/mol sa Rg vrednošću od 28nm. Smatra se da je ova vrednost blago ispod prosečne A senegal i ukazuje da je u pitanju svež uzorak pošto % gubitka sušenjem iznosi 13.7%. Viskozitet od 98 cps (meren upotrebom viskometra Brookfield, 100 rpm, osovine 02) na 20% sa pH vrednošću od 4.4 koje su uobičajene vrednosti acacia senegal u sirovom obliku. Profil eluiranja praćen rasipanjem svetlosti, indeksom refrakcije i UV detektorima takođe pokazuje uobičajenu acacia Senegal pri čemu prisustvo tri frakcije: naime AGP, AG i GP može biti identifikovano. Učinak emulzifikacije se ispituje, a raspodela veličine čestica je prikazana na FIG.10a. Uzorak daje odličan učinak emulzifikacije i stabilnost do 3 dana u uslovima ubrzanog starenja na 60°C. Međutim, dalji uslovi stresnog ubrzanog starenja na 60°C u trajanju od 7 dana je dovela do formiranja većih kapljica kako rezultat rasturanja emulzije usled koalescencije

1

kapljica. % kapljica veći od 1 mikrona raste od 0.11% do 7.23% nakon 7 dana u uslovima ubrzanog starenja na 60°C. Stupanj emulzije za ovaj uzorak je stoga kategorisan kao prosečan, kao rezultat povećanja veličine kapljica nakon ubrzanog starenja na 60°C. Raspodela veličine čestica emulzije napravljene upotrebom rastvora sa dodatkom kore drveta ili galijumove kiseline je prikazana, redom, na FIG.10b i 10c. Pik kapljice > 1 mikrona nestaje kod obe i stoga je emulzija klasifikovana kao odlična emulzija budući da gotovo nema promene u raspodeli veličine čestica nakon ubrzanog starenja na 60°C u trajanju od 3 i 7 dana.

[0087] Emulzifikacija je uglavnom poboljšana zahvaljujući rastućoj molekulskoj težini cele gume od 4 x 10<5>najmanje 2.5-struko u poređenju sa polaznim materijalom. Najupečatljivije promene su da je nakon dodavanja galijumove kiseline formiran ukupni pik na startu zapremine eluiranja. Profil eluiranja uzorka sa dodatom korom drveta je gotovo identičan onom sa dodatkom galijumove kiseline (FIG.11) sa izuzetkom pika agregata. Proporcija pika ovog agregata iznosi samo oko 0.64% ukupne mase ali prividna molekulska težina iznosi 11.64 x 10<7>sa Rg vrednošću od 108nm. Promene u profilu eluiranja naročito na početku koje su povezane sa molekulima visoke molekulske težine, ukazuju da ovi materijali visoke molekulske težine i formiranje ukupnog pika najupečatljivije mogu da se povežu dodavanje galijumove kiseline.

[0088] Rezultati dati na FIG.11 pokazuju najvažnije promene, a one predstavljaju porast molekulske težine nakon dodavanja kore drveta ili čiste galijumove kiseline. Dodavanje kore drveta prema našem računanju dovodi do dodavanja 327ppm tanina (tj., otpuštenog iz 2.5% kore drveta koja je dodata rastvoru gume), ali sa dodatkom 1000ppm galijumove kiseline, modifikacije u frakciji visoke molekulske težine postaje značajna i dovodi do formiranja ukupnog pika što je jasno prikazano kod površine pika (7-8mL). Za acacia Senegal opšte je prijavljeno da se pik rabinogalaktana sastoji od jedinica ugljenih hidrata (∼250-300K) povezanih sa zajedničkim peptidom kako bi se formirala takozvana struktura cveta akacije kako je opisano gore iznad. Struktura AGP je otvorenija u poređenju sa kompaktnom strukturom za koju se već pokazalo da je prisutna u acacia seyal. Kao rezultat, dodatak galijumove kiseline u obliku fenolnog jedinjenja može da ima lak pristup do slobodnih mesta kako bi stupilo u interakciju sa proteinom. Ova interakcija jednostavno predstavlja zajedničko spajanje više AGP jedinica kako bi se formirali supermolekuli kako je prikazano u ukupnom piku sa molekulskom težinom od 11.64 x 10<7>sa Rg vrednošću od 108nm. Poređenje ovoga sa uobičajenim vrednostima molekulske težine za AGP frakciju predstavlja 1.5 - 3 miliona sa Rg oko 35nm. Formiranje ovog ukupnog pika je obično povezano sa sušenjem prskanjem i ovo ponašanje moramo da pripišemo toplotnom tretmanu rastvora gume tokom obrade. Formiranje agregacije u materijalu osušenom prskanjem je obično povezano sa nižim učinkom emulzifikacije budući da su ukupni pikovi isuviše veliki da bi bili korisni kod emulzifikacije kada je u upotrebi standardna homogenizacija pod visokim pritiskom. Obično im je potrebna homogenizacija pod višim pritiskom kako bi se disocirali i kako bi bili korisni da apsorbuju kapljicu ulja, ali generalno uzorci sa

2

visokom proporcijom ukupnih pikova nisu dobri emulgatori obzirom da postoji nešto denaturacije proteina koja dovodi do hidrofilnijeg karaktera koji se razvija nakon sušenja prskanjem.

[0089] Pored gornjeg primera, takođe smo koristili i druge uzorke Acacia Senegal sa slabim učinkom emulzifikacije. Ovi uzorci su osušeni prskanjem i dobijeni su od raznih dobavljača. Parametri molekulske težine uključujući ukupni pik su prikazani u tabeli 4 u nastavku pre i posle dodavanja kore drveta. U oba slučaja molekulska težina raste kao rezultat povećanja proporcije frakcije visoke molekulske težine nazvane AGP. Takođe postoji porast Rg vrednosti za obe gume nakon dodavanja kore drveta. Ovaj porast koji je ponovo sličan onom koji smo pronašli kod A seyal i praćen je smanjenjem molekulske težine drugog pika (AG+GP frakcije). Smanjenje se ponovo pripisuje združivanju molekula nakon dodavanja kore drveta. Ponovo, dodavanje kore drveta predstavlja čisto izvor rastvorljivog tanina koji se otpušta u rastvor i na taj način se dobijaju polifenolna jedinjenja potrebna za postupak združivanja.

Tabela 4. Parametar molekulske težine Acacia senegal u obliku osušenom prskanjem pre i posle dodavanja kore drveta acacia seyal kao izvora rastvorljivog tanina.

[0090] Stoga smo takođe ispitali efekat dodavanja kore drveta na učinak emulzifikacije i stabilnost. Oba uzorka su odabrana imaju slaba svojstva emulzifikacije kako je odrešeno porastom D4,3 vrednosti i % kapljica većim od 1 mikrona nakon ubrzanog starenja na 60C u trajanju od 3 i 7 dana. Oba uzorka daju na početku kapljice manje od ∼0.48 mikrona sa % većim od jednog mikrona, redom, od 3.9 i 6.4%. Nakon ubrzanog starenja na 60°C u trajanju od 7 dana, proporcija kapljica većih od 1 mikrona se povećava do > 40% (FIG.12). Iz ovog razlog oba uzorka se klasifikuju kao slabi emulgatori. Dodavanje kore drveta ovim uzorcima, na sličan način kao što se može videti sa Acacia seyal, na početku dovodi do smanjenja veličine kapljica i značajnog poboljšanja stabilnosti nakon ubrzanog starenja na 60°C.

Proporcija kapljica većih od 1 mikrona nakon ubrzanog starenja na 60°C u trajanju od 7 se smanjuje na 1.48% u prisustvu tanina otupštenog iz dodate kore drveta acacia. Porast stabilnosti se pripisuje porastu AGP proporcije i formiranju stabilnog skupa putem tanina koji je dobijen dodavanjem kore drveta.

Primer 5: Kompozicije Acacia seyal sa Acacia Senegal

[0091] Ovde je prikazan primer koji pokazuje da se emulzija ulje u vodi može dobiti mešanjem Acacia senegal i Acacia seyal. Acacia Senegal (Senegal br.4) dobijena iz Sudana u grumenu gume se obrađuje drobljenjem i nakon toga se pretvara u prah upotrebom tarionika sa pistolom. Uzorak acacia senegal se koristi kako bi se napravile kompozicije sa tri uzorka Acacia seyal (uzorci br.21, 22 i 23 se takođe na sličan način prerađuju u praškasti oblik) na 50:50% u suvom stanju mešanjem jednake težine svakog uzorka da bi se dobila, redom, Kompozicija 1, Kompozicija 2 i Kompozicija 3. Uzorci se zatim ostave da se mešaju u mešalici kako bi se osigurala homogena kompozicija. Prvo se odrede % gubitka sušenjem, optička rotacija, pH i indeks boje Gardner primenom gore opisanih postupaka. Vrednosti za % gubitka sušenjem za kompozicije predstavljaju gotovo prosečnu sumu te dve komponente. Optička rotacija dobijena za uzorke acacia senegal (-30) i acacia seyal predstavlja tipične vrednosti i u saglasnosti sa onim prethodno dobijenim (Imasan et al, 2005).

[0092] Nakon mešanja senegal i seyal optička rotacija se menja kao funkcija komponenti šećera. Takođe sve pH vrednosti za sve uzorke i kompozicije su slične onim koje su prijavljene u prethodnim ispitivanjima i u one su u okviru opsega od 4.1 - 4.8. Glavnu razliku između uzoraka

Senegal i seyal predstavlja L* vrednost (mera transparentnosti rastvora) i boja Gardner, izmerena na 1 i 20% rastvora u destilovanoj vodi. Boja Gardner pokazuje porast sa rastućom koncentracijom i uzoraka senegal, seyal i kompozicija. Pri višim koncentracijama vrednosti Gardner ulaze u crveniji deo skale (brojevi 9-18). L*se smanjuje kako se koncentracija povećava usled povećavanja zatamnjenosti rastvora. Za Acacia Senegal na 1 mas.% vrednost 96 (gotovo u potpunosti transparentan) se dobija poređenjem do 80 na 20 mas.%. Sa druge strane, za uzorke acacia seyal vrednost ∼40 na 20 mas.% se poredi sa ∼95 na 1 mas.% rastvora. Ova razlika između Senegal i seyal je uglavnom izazvana prisustvom tanina u Seyal. Mešanje Senegal i seyal dovodi do svetlije boje i transparentnijih rastvora za te tri kompozicije. Ponovljena merenja na istom rastvoru ili svežem rastvoru daju slične vrednosti dobre reproduktivnosti što ukazuje da je kompozicija u potpunosti kompatibilna i da ne dolazi ni do kakvog razdvajanja faze.

Tabela 5. % gubitka sušenjem, optička rotacija, pH i merenja boje za rastvore na 1 i 20 mas.% rastvora Acacia Senegal i seyal zajedno sa njihovim kompozicijama.

Spektrokolorimetar

% sadržaja Optička

Uzorak Koncentracija Gardner pH

[0093] U tabeli 6 su dati parametri molekulske težine uzoraka acacia Senegal i seyal zajedno sa njihovim kompozicijama. Molekulska težina acacia Senegal za celu gumu iznosi 5.5 x10<5>, a proporcija frakcije proteina (AGP) na 10.85% sa od 2.1 x 10<6>g/mol. Ove vrednosti su uobičajene za gumu arabiku u sirovom obliku kako je prethodno prijavljeno (Al-Assaf et al, 2005).

[0094] Parametri molekulske težine za uzorke Acacia seyal za celu gumu iznose 11.9, 10.6 i 11.6 x 10<5>g/mol za uzorke 21, 22 i 23 kako je prikazano u tabeli 6 u nastavku. Molekulska težina za 1. pik iznosi 3.6, 3.0 i 3.2 sa proporcijom od 15.2, 11.9 i 15.0 a Rg vrednosti su u opsegu od 26 - 37nm. Molekulska težina za drugi iznosi ∼8 x 10<5>g/mol. Ovo su uobičajeni parametri molekulske težine acacia seyal kako je prethodno prijavljeno (Imasan et al, 2005).

[0095] Molekulska težina za kompozicije pripremljene na 50:50 masenog procenta se takođe određuju upotrebom postupka koji se primenjuje za kontrolne uzorke a rezultati su prikazani u tabeli 6.

Kompozicije Acacia seyal i Senegal daju prosečne parametre molekulske težine u smislu prosečne vrednosti molekulske težine za celu gumu i za drugi pik (obično povezan sa frakcijama arabinogalaktana

2

AG i glikoproteina GP). Postoji smanjenje u proporciji površine prvog pika u poređenju i sa uzorcima Senegal i sa uzorcima seyal ali se može uporediti sa molekulskom težinom uzoraka Acacia seyal.

Tabela 6. Parametri molekulske težine za A. senegal i Acacia seyal i njihove kompozicije. Mw (cela) srednja vrednost molekulske težine se određuje za tri frakcije prisutne u datom uzorku. Rg označava kvadratni koren srednje vrednosti radijusa okretanja.

[0096] Učinak emulzifikacije i stabilnosti se procenjuje upotrebom gore okvirno predstavljenih postupaka a rezultati su prikazani na FIG.13. Na FIG.13 je prikazana zapreminski izmerena srednja vrednost (D4,3) i kapljica veća od 1 mikrona za svežu emulziju i one koje su izmerena nakon uslova stresnog ubrzanog starenja u trajanju od 3 i 7 dana na 60°C za Senegal, seyal i kompozicije pripremljena na 20% gume arabike : 20T MCT ulje. Prvo, učinak emulzije uzoraka Acacia Senegal odabranih u ovom primeru daje D4,3, a % kapljica većih od 1 mikrona pokazuje veoma malo izmena nakon ubrzanog starenja što ukazuje na odlično ponašanje koje je karakteristično za dobar emulgator. Stvarna proporcija početne kapljice veće od 1 mikrona kao i D4,3 zavise od homogenizacije pritiska koji se koristi tokom postupka homogenizacije. Postupak koji se koristi je konzistentan na 50MPa , a dve faze za sve emulzije čine deo istraživanja. Cilj je, stoga, da se pokaže kako se ove emulzije, napravljene upotrebom različitih uzoraka, mogu porediti u istim uslovima obrade. Uzorci seyal odabrani u ovom primeru pokazuju dobar, prosečan i slab učinak sa početnim vrednostima D4,3 od 0.674, 0.846 i 0.452 µm. Ove vrednosti se porede sa Acacia Senegal sa početnom vrednošću D4,3 od 0.515 ∝m pripremljenoj u istoj koncentraciji i uslovima obrade. Dobar učinak je povezan sa niskom proporcijom kapljica većih od 1 mikrona i malih promena nakon ubrzanog starenja na 60°C u trajanju od 3 dana. Ovo se jasno može videti za uzorak seyal 23. Slab učinak je povezan sa početno visokim procentom kapljica većih od 1 mikrona i značajnih promena nakon ubrzanog starenja što se jasno može videti kod seyal 22. Seyal br.21 pokazuje prosečan učinak ako se poredi sa uzorkom Seyal br.22 i 23. Nakon mešanja ovih uzoraka sa akacijom Senegal u odnosu 50:50, rezultati emulzifikacije su takođe prikazani na FIG.13. Rezultati pokazuju da se prosečan ili uporedivi učinak od senegal i seyal može dobiti kao što se može videti, redom, u Kompoziciji 1 i 2. Pored toga, takođe je moguće da se značajno poboljša emulzifikacija slabe acacia seyal (br.22) kao što se može videti iz dobijene kompozicije 2. Kompozicija 2 daje kapljice veoma male veličine na početku, a nakon ubrzanog starenja u trajanju od 7 dana na 60C, % kapljica većih od 1 mikrona ostaje ispod 5% što se može uporediti sa dobrom acacia Senegal. Bez teorijskih osnova, mi ova poboljšanja u emulzifikaciji objašnjavamo time što je došlo do formiranja razdelne površine koja predstavlja rezultate dobijanja optimalne raspodele sa molekulima iz seyal koji mogu brzo da stignu do razdelne površine i na taj način snize površinski napon i veće molekule kao što su oni prisutni u AGP frakciji kod acacia Senegal. Ovo potonje je uglavnom odgovorno za stabilnost emulzija putem apsorpcije na ulju.

Primer 6: Zamućena emulzija

[0097] U ovom primeru, pored prethodnih primera datih sa MCT uljem prikazanim na FIG.13, dat je uobičajeni recept za zamućenu emulziju koja se pravi u velikom opsegu.

[0098] Acacia seyal (br.23) se koristi zajedno sa Acacia senegal varjantom senegal (uzoak br.5, Mw6.57 x 10<5>), 11.1% AGP sadržaja). Postupak rastvaranja da bi se pripremilo 1000Kg 20 mas.% Acacia seyal ili 15 mas.% Acacia seyal sa 5 mas.% Acacia senegal je sproveden kako sledi: odgovarajuća težina (videti tabelu 7 u nastavku) gume arabike se dodaje dejonizovanoj vodi na 10-15 °C i meša se 8 sati digitalnom IKA- RW20 sa 900 rpm. Nakon toga, rastvoru se dodaje sirćetna kiselina (na 46.5%) dok se meša 5 minuta. Rastvor se zatim pasterizuje na 80°C/10 min. Viskozitet, izmeren Brookfield viscometrom iznosi 43.4 mPa.s za samu Acacia seyal i 40.1 mPa.s za Acacia seyal na 15 mas.% pomešanu sa 5 mas.% Acacia senegal.

[0099] U tabeli 8 su dati detalji pripremanja emulzije opisane kako sledi. Za pripremu uljane faze, rastvori se estar gume u ulju narandže upotrebom digitalne IKA-RW20 mešalice koja radi na 400 rpm, u

2

trajanju od 3 sata. Vodena faza se priprema mešanjem rastvora gume sa sirćetnom kiselinom, kalijum sorbatom i hldnom dejonizovanom vodom upotrebom digitalne mešalice IKA- RW20 na 400 rpm, u tajanju od 10 minuta. Preliminarna emulzija se priprema dodavanjem uljane faze vodenoj fazi upotrebom osnovne visokosmicajne mešalice Utra Turrax T50, u trajanju od 5 minuta na 10000 rpm. Preliminarna emulzija se homogenizuje 3 puta sa 250/50 bar sa homogenizatorom pod visokim pritiskom (Gaulin APV Typ LAB 60/60-TBS).

Tabela 7. Primeri recepata za pripremu rastvora gume

Tabela 8. Recept za emulziju ulje u vodi napravljenu upotrebom gume arabike na 12 mas.% : uljana faza na 15 mas.%.

[0100] Rezultati raspodele veličine čestica za sveže i čuvane (14 dana na ambijentalnoj temperaturi) emulzije napravljene upotrebom same Acacia seyal i kompoziciju (15 mas.% Acacia seyal i 5 mas.% Acacia senegal) su prikazani, redom na FIG.14 i 15.

[0101] Rezultati prikazani na FIG.14 i 15 pokazuju odličan učinak emulzifikacije na početku, pri čemu su sve kapljice ispod 1 mikrona, za emulzije napravljene upotrebom same Acacia seyal i kompozicije Acacia

2

seyal i Acacia senegal na 12 mas.% gume arabike i 15% uljane faze. Obe emulzije pokazuju odličnu stabilnost nakon čuvanja u trajanju od 14 dana na ambijentalnoj temperaturi i formiraju se jako male promene u proporciji većih kapljica i održava se kvalitet kapljica ispod 1 mikrona. Rezultati dati na FIG.

14 i 15 dalje potvrđuju primenu postupka upotrebom različite uljane faze i da su proizvedeni u većem opsegu u poređenju sa onim datim u prethodnim primerima sa MCT uljem prikazanim na FIG.13.

Primer 7:

[0102] Indeks boje Garnder uzoraka se meri i prikazan je na FIG.16.

[0103] Sve ovde navedene reference su u potpunosti uključene u pozive na referencu sve dok takvo uključivanje nije u suprotnosti sa ovde izričitim učenjima.

Reference

[0104]

1. Maslin, B. R., Miller, J. T. and Seigler, D. S. (2003) Overview of the generic status of Acacia (Leguminosae: Mimosoideae), Australian Systematic Botany, 16, 1-18

2. Coppen, J. J. W. (1995) in Non-wood forest products No.6, FAO, Rome

3. JECFA-FAO Food and Nutrition paper, FNP 52 Add6, 1998

4. Anderson, D. M. W. and Bridgeman, M. M. E. (1985) Studies of uronic-acid materials .76. the composition of the proteinaceous polysaccharides exuded by astragalus-microcephalus, astragalus-gummifer and astragalus-kurdicus - the sources of turkish gum tragacanth, Phytochemistry, 24, 2301-2304

5. Marina Andres-Brull, Ishragha G. Abdalla, Jesus Cirre, James Edwards, Mohammed E. Osman, Glyn O Phillips, Saphwan Al-Assaf. Studies on Acacia gums: Part VII: Effect of exudates form and tree age on the characteristics of Acacia seyal var. seyal and Acacia seyal var. fistula. Food Hydrocolloids 45 (2015) 279-285

6. Anderson, D. M. W. and Stoddart, J. F. (1966) Studies on uronic acid materials. Part XV. The use of molecular sieve chromatography in studies on Acacia senegal gum (gum arabic).

Carbohydr. Res., 2, 104-114

7. Anderson, D. M. W., Hirst, S. E. and Rahman, S. (1967) Studies on uronic acid materials. Part XVIII. Light-scattering studies on some molecular weight fractions form Acacia senegal gum, Carbohydr. Res., 3, 308-317

8. (Jurasek, P., Varga, S. and Phillips, G. O. (1995) Classification of natural gums: VII.

Relationships between the series Vulgares (Acacia senegal) and Gummiferae (Acacia seyal), Food Hydrocolloids, 9, 17-34

2

9. (Jurasek, P., Kosik, M. and Phillips, G. O. (1993) A Chemometric study of the genus Acacia (gum arabic) and related natural gums, Food Hydrocolloids, 7, 73)

10. (Biswas, B. and Phillips, G. O. (2003) Computation of specific optical rotation from carbohydrate composition of exudate gums Acacia Senegal and Acacia Seyal, Food Hydrocolloids, 17, 177-189

11. Flindt, C., Al-Assaf, S., Phillips, G. O. and Williams, P. A. (2005) Studies on acacia exudate gums. Part V. Structural features of Acacia seyal, Food Hydrocolloids, 19, 681-701

12. Hassan, E. A., Al-Assaf, S., Phillips, G. O. and Williams, P. A. (2005) Studies on Acacia gums: Part III molecular weight characteristics of Acacia seyal var. seyal and Acacia seyal var sistula, Food Hydrocolloids, 19, 669-677

13. Street, C. A. and Anderson, D. M. W. (1983) Refinement of structures previously proposed for gum arabic and other acacia gum exudates, Talanta, 30, 887-893

14. Churms, S. C., Merrifield, E. H. and Stephen, A. M. (1983) Some new aspects of the molecular-structure of acacia-senegal gum (gum arabic), Carbohydr. Res., 123, 267-279 15. Nie, S.-P., Wang, C., Cui, S. W., Wang, Q., Xie, M.-Y., & Phillips, G. O. (2013). The core carbohydrate structure of Acacia seyal var. seyal (Gum arabic). Food Hydrocolloids 32, 221-227 16. Randall, R. C., Phillips, G. O. and Williams, P. A. (1988) The role of the proteinaceous component on the emulsifying properties of gum arabic, Food Hydrocolloids, 2, 131-140 17. Randall, R. C., Phillips, G. O. and Williams, P. A. (1989) Fractionation and characterization of gum from Acacia-senegal., Food Hydrocolloids, 3, 65-75

18. Williams, P. A. and Phillips, G. O. (2000) in Handbook of hydrocolloids (P. A. Williams, Ed.) pp 155-168, CRC Press, Cambridge, England

19. Siddig, N. E., Osman, M. E., Al-Assaf, S., Phillips, G. O. and Williams, P. A. (2005) Studies on acacia exudate gums, part IV. Distribution of molecular component in Acacia seyal in relation to Acacia senegal, Food Hydrocolloids, 19, 679-686

20. Flindt, C., Al-Assaf, S., Phillips, G. O. and Williams, P. A. (2005) Studies on acacia exudate gums. Part V. Structural features of Acacia seyal, Food Hydrocolloids, 19, 681-701

21. Fauconnier, M.-L., Blecker, C., Groyne, J., Razafindralambo, H., Vanzeveren, E., Marlier, M. and Paquot, M. (2000) Characterization of two Acacia gums and their fractions using a langmuir film balance., J. Agric. Food Chem., 48, 2709-2712

22. Elmanan, M., Al-Assaf, S., Phillips, G. O., & Williams, P. A. (2008). Studies on Acacia exudate gums: Part VI. Interfacial rheology of Acacia senegal and Acacia seyal. Food Hydrocolloids, 22(4), 682-689

23. Buffo, R. A., Reineccius, G. A. and Oehlert, G. W. (2001) Factors affecting the emulsifying and rheological properties of gum acacia in beverage emulsion, Food Hydrocolloids, 15, 53-66

2

24. Al-Assaf, S., Cirre, J., Andres-Brull, M., Phillips., G.O. Correlation of Acacia gum characteristics with functional properties. Foods & Food Ingredients Journal of Japan Vol 3, 337-381 (2008).

25. Al-Assaf, S., et al., Food Hydrocolloids, 19: 647-660 (2005); Al-Assaf,S.,et al.,Food Hydrocolloids, 21: 319-328 (2007) (www.cybercolloids.net/library/jecfa/gum-arabic)

26. Marina Andres-Brull, Ishragha G. Abdalla, Jesus Cirre, James Edwards, Mohammed E.

Osman, Glyn O Phillips, Saphwan Al-Assaf. Studies on Acacia gums: Part VII: Effect of exudates form and tree age on the characteristics of Acacia seyal var. seyal and Acacia seyal var. fistula. Food Hydrocolloids 45 (2015) 279-285

27. Elmanan, M., Al-Assaf, S., Phillips, G. O., & Williams, P. A. (2008). Studies on Acacia exudate gums: Part VI. Interfacial rheology of Acacia senegal and Acacia seyal. Food Hydrocolloids, 22(4), 682-689

28. Hassan, E. A., Al-Assaf, S., Phillips, G. O. and Williams, P. A. (2005) Studies on Acacia gums: Part III molecular weight characteristics of Acacia seyal var. seyal and Acacia seyal var sistula, Food Hydrocolloids, 19, 669-677

29. Elmanan, M., Al-Assaf, S., Phillips, G. O., & Williams, P. A. (2008). Studies on Acacia exudate gums: Part VI. Interfacial rheology of Acacia senegal and Acacia seyal. Food Hydrocolloids, 22(4), 682-689

30. Dickinson, E. (2003) Hydrocolloids at interfaces and the influence on the properties of dispersed system, Food Hydrocolloids, 17, 25-39

31. E. A. Hassan, S. Al-Assaf, G.O. Phillips and P.A. Williams. Studies on Acacia Gums: Part III Molecular Weight Characteristics of Acacia seyal var. seyal and Acacia seyal var fistula.Food Hydrocolloids 19, 669-677 (2005)

32. S. Al-Assaf, G. O. Phillips and P. A. Williams. Studies on Acacia Exudate Gums. Part I: The Molecular Weight of Acacia senegal Gum Exudate. Food Hydrocolloids 19, 647-660 (2005) 33. S. Al-Assaf, G.O. Phillips and P.A. Williams. Studies on Acacia exudates gums: Part II Molecular Weight Comparison of the Vulgares and Gummiferae series of Acacia gums. Food Hydrocolloids 19, 661-677 (2005)

2

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Postupak za pripremu poboljšane gume arabike koji obuhvata faze

- dobijanja gume arabike od acacia seyal

- odabira gume arabike sa sadržajem tanina > 700 ppm (m/m),

pri čemu poboljšana guma arabika ima poboljšan učinak emulzifikacije.

2. Postupak prema zahtevu 1, pri čemu je guma arabika od acacia seyal odabrana od gume arabike acacia seyal var., acacia seyal var. fistula i njihovih kompozicija.

3. Postupak prema zahtevu 1 ili 2, pri čemu je sadržaj tanina >750 ppm (m/m), > 1000 ili > 2000 ppm (m/m).

4. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 3, pri čemu guma ima

i) boju Garnder indeksa od najmanje 2.5, poželjnije 2.5-3.0 i čak poželjnije > 3 na 1 mas.% u vodi ili

ii) boju Garnder indeksa od najmanje 15, poželjnije 15-16 i čak poželjnije > 16 na 20 mas.% u vodi.

5. Postupak za poboljšanje gume arabike koji obuhvata faze

- dobijanja gume arabike

- pripreme disperzije gume arabike

- dodavanja izvora fenola odabranog između kore drveta, polifenola i galijumove kiseline, pri čemu poboljšana guma arabika ima poboljšan učinak emulzifikacije.

6. Postupak prema zahtevu 5, pri čemu guma arabika predstavlja gumu arabiku od acacia seyal, gumu arabiku od acacia Senegal ili njihovu kompoziciju.

7. Postupak prema zahtevu 5 ili 6, pri čemu odnos (m/m) gume arabike: izvora fenola iznosi 100:1 do 100:5.

8. Kompozicija koja obuhvata

- gumu arabiku

- dodati izvor fenola odabran između kore drveta, polifenola i galijumove kiseline.

9. Kompozicija prema zahtevu 8, pri čemu guma arabika predstavlja gumu arabiku od acacia seyal, gumu arabiku od acacia senegal ili njihovu kompoziciju.

10. Kompozicija prema zahtevu 8 ili 9, pri čemu je guma arabika od acacia seyal odabrana od gume arabike acacia seyal var., acacia seyal var. fistula i njihovih kompozicija.

11. Postupak za poboljšanje gume arabike od acacia senegal koji obuhvata fazu:

- kombinovanja gume arabike od acacia seyal sa gumom arabikom od acacia senegal, pri čemu poboljšana guma arabika ima poboljšan učinak emulzifikacije.

12. Kompozicija koja obuhvata

- gumu arabiku od acacia seyal

- gumu arabiku od acacia senegal.

13. Postupak prema zahtevu 11 ili kompozicija prema zahtevu 12, pri čemu guma arabika od acacia seyal ima sadržaj tanina > 700 ppm (m/m).

14. Emulzija koja obuhvata vodu, ulje i kompoziciju prema bilo kom od zahteva 8 do 10 ili 12.

15. Piće ili hrana koji obuhvataju emulziju prema zahtevu 14.

1