Microfluidic Analysis of Emulsion Stability: Evaluating Native and Modified Lesser Mealworm Protein Concentrate

Abstract

Aquest estudi investiga el potencial del concentra! de prote'ina de gusano de la harina (LMPC) coma alternativa sostenible a l'a"illat de prote'ina de sérum (WPI) per estabilitzar emulsions oli-en-aigua (O/W) utilitzant técniques microfluídiques. Es van preparar emulsions utilitzant hexadecano i oli de gira-sol estabilitzats amb concentracions variables de LMPC i WPI, que van des de 0.0005% fins a 0.02% p/v. L'estudi va examinar fraccions d'oli de 5.3%, 7.7%, 11.1% i 14.3% v/v i temps d'adsorció de prote'ines que van des de 0.0398 fins a 0.158 segons. La freqüéncia de coalescéncia (Fcoal) va ser més alta a 0.42 s' en condicions de baixa concentració de prote·ina, alta fracció d'oli i períodes d'adsorció curts. Augmentar la concentració de prote'ina a 0.02% va reduir significativament la Fcoal a 0.12 s', demostrant una major estabilitat de l'emulsió.

Este estudio investiga el potencial del concentrado de proteína de gusano de la harina (LMPC) como una alternativa sostenible al aislado de proteína de suero (WPI) para estabilizar emulsiones aceite-en-agua (O/W) utilizando técnicas microfluídicas. Se prepararon emulsiones utilizando hexadecano y aceite de girasol estabilizados con concentraciones variables de LMPC y WPI, que van desde 0.0005% hasta 0.02% p/v. El estudio examinó fracciones de aceite de 5.3%, 7.7%, 11.1% y 14.3% v/v y tiempos de adsorción de proteínas que van desde 0.0398 hasta 0.158 segundos. La frecuencia de coalescencia (Fcoal) fue más alta a 0.42 s' en condiciones de baja concentración de proteína, alta fracción de aceite y períodos de adsorción cortos. Aumentar la concentración de proteína a 0.02% redujo significativamente la Fcoal a 0.12 s', demostrando una mayor estabilidad de la emulsión.

This study investigates the potential of lesser mealworm protein concentrate (LMPC) as a sustainable alternative to whey protein isolate (WPI) for stabilizing oil-in-water (O/W) emulsions using microfluidic techniques. Emulsions were prepared using hexadecane and sunflower oil stabilized with varying concentrations of LMPC and WPI, ranging from 0.0005% to 0.02% w/v. The study examined oíl fractions of 5.3%, 7.7%, 11.1%, and 14.3% v/v and protein adsorption times spanning 0.0398 to 0.158 seconds. The frequency of coalescence (Fcoal) was highest at 0.42 s' under conditions of low protein concentration, high oil fraction, and short adsorption periods. lncreasing the protein concentration to 0.02% significantly reduced Fcoal to 0.12 s', demonstrating enhanced emulsion stability. The study further evaluated !he impact of modified LMPC using chlorogenic acid (CA), tannic acid (TA), and thermal treatment (Th) on emulsion stability. Thermally treated LMPC exhibited the lowest Fcoal of 0.08 s' ata protein concentration of 0.02% and an oil fraction of 14.3%, indicating improved interfacial properties and stabilization capacity. Statistical analyses, including two-way ANOVA and regression analysis, highlighted the critica! roles of protein type, concentration, and oíl fraction, accounting for approximately 75% of the variabilily in emulsion stabilily.