Stability of microencapsulated omega-3 fatty acids in the food matrix

• Main Author: Albrecht, Rebecca
• Format: Thesis
• Language: unknown
• Published: 2012
• Subjects: 30.03 Methoden und Techniken in den Naturwissenschaften; 35.78 Lipide; omega-3 Fettsäuren / Mikroverkapselung / angereicherte Lebensmittel / EPA / DHA; omega-3 fatty acids / microencapsulation / functional food / EPA / DHA; Gadus morhua
• Online Access: http://othes.univie.ac.at/22889/

Ziel dieser Diplomarbeit war festzustellen wie die Mikroverkapselung die Stabilität von omega-3 Fettsäuren in angereicherten Lebensmitteln verbessert. In der vorhandenen Literatur finden sich wenig präzise Methoden für die Analyse und Auswertung von Functional Foods, die mit mikroverkapselten omega-3 Fettsäuren angereichert wurden. Um die Stabilität von mikroverkapselten omega-3 Fettsäuren in Lebensmitteln beurteilen zu können wurden in dieser Arbeit Analysemethoden entwickelt, die sowohl für das omega-3 reiche Öl, die konzentrierte Formulierung als auch für die angereicherten Lebensmittel anwendbar sind. Das verwendete Öl wurde ausschließlich aus der Fischspezies Gadus morhua gewonnen und hat einen Gehalt an EPA/DHA von 26%w. Die in dieser Arbeit verwendete Mikroverkapselung wowCAPS®, mit einem Gehalt an EPA und DHA von ca. 7%w, ist Eigentum der Firma GAT Food Essentials GmbH. Die verwendeten Lebensmittel Jogurt, Karfiolsuppe, Tomatensauce und UHT-Milch wurden mit unterschiedlichen Konzentrationen an Fischöl bzw. dem Produkt wowCAPS® angereichert. Die gängigen Tests zur Evaluierung der Ölqualität, wie zum Beispiel Peroxidzahl, Säurezahl, p-Anisidinzahl, Thiobarbitursäuretest, Menge an konjugierten Dienen, sind für die Analyse mit omega-3 angereicherter Lebensmittel nur bedingt anwendbar. Auch für die Evaluierung von omega-3 Fettsäuren tierischer oder mikrobieller Herkunft sind diese Methoden nicht unbedingt geeignet. Aus diesem Grund wurden weitere Analysen durchgeführt um eine weniger subjektive Evaluierung der Qualität von omega-3 Fettsäuren in Functional Foods zu erreichen. Im Gegensatz zu den Erwartungen war es weder mittels HPLC- noch mittels GC-Analyse möglich den geringen Grad des Abbaus der omega-3 Fettsäuren im Lebensmittel zu detektieren obwohl dieser bereits in geringem Maße die organolpetischen Eigenschaften beeinträchtigt. Die Methode zur Analyse der omega-3 Fettsäuren, die im experimentellen Teil verwendet wurde, hat gezeigt, dass sie präzise und spezifisch genug ist um die omega-3 Fettsäuren zu detektieren, die in der Industrie am wichtigsten sind, EPA und DHA. Der Gehalt an EPA und DHA ist in den meisten Fällen auf den Etiketten der angereicherten Lebensmittel ausgewiesen. Daher ist die Methode, obwohl sie nicht für alle analysierten Fettsäuren gültig zu sein scheint, sehr wohl geeignet für industrielle Zwecke und die Zwecke dieser Arbeit. Im Hinblick auf die Resultate der weiteren Analysen (z.B. Peroxidezahl, ORAC-Tests und sensorische Tests), kann auf einen effektiven Schutz durch die wowCAPS®-Formulierung geschlossen werden. This study addresses how the microencapsulation of oils enriched with omega-3 fatty acids helps to improve their stability when incorporated into foods. The current available literature is limited regarding a precise methodology for the analysis and interpretation of data when analyzing functional foods with microencapsulated omega-3 fatty acids. In order to assess the stability of microencapsulated omega-3 in foods, detection methods for the omega-3’s enriched oils, for the concentrated formulation containing them (the formulation to be mixed with the food) and for the final food containing such microcapsules have been developed in this study. The oil used for this purpose was from the fish species Gadus morhua origin, with a content of EPA and DHA of approx. 26w%. The formulation object of this study has been the proprietary product wowCAPS® (with a content in EPA and DHA of ca. 7w%) owned by GAT Food Essentials GmbH. The foods selected for this work was yogurt, cauliflower soup, tomato sauce and UHT milk, enriched at different levels with either the fish oil mentioned above or with the wowCAPS® product. The well-established tests in use to determine the oil quality such as peroxide value, acid value, p-anisidine value, 2-thiobarbituric acid value, levels of conjugated dienes have their limitations in the assessment of the quality of foods enriched with omega-3 from fish oil. Notably, these methods fail as well as the method to evaluation whether omega-3 are of microbial or vegetable origin. Therefore additional analysis have been employed to come closer to a less subjective evaluation of the quality of omega-3 fatty acids in the context of functional foods. Contrary to what would have been expected, plain analysis of total amount of omega-3 fatty acids by means of HPLC or GC is unable to detect the small degree of decomposition of omega-3 (that is in turn enough for providing unacceptable organoleptic characteristics) when they are incorporated in complex food matrices. Notably, the analytical method to assess the omega-3 fatty acids used in the experimental part has shown to be precise and specific enough for a correct determination of the most important omega-3 from an industrial point of view, namely EPA and DHA. The content of EPA and DHA in the final products is usually what is reflected in the functional label as the claimed content of omega-3. Therefore, although the method shows not to be valid for all fatty acids analyzed, it is still of full applicability for industrial purposes, and for the purpose of the present work. When also considering the other results (e.g., peroxide values, ORAC tests and most importantly, the organoleptic panel tasting), it could be considered that there is an effective protection of the wowCAPS® formulation.