Research Article

Utilizing phenolic-enriched sunflower Oleogels and Emulgels as fat replacers: impact on burger oxidative stability, texture, and sensory attributes

Utilisation d’oléogels et d’émulgels au tournesol enrichis en composés phénoliques comme substituts de matières grasses : impact sur la stabilité oxydative, la texture et les propriétés sensorielles de burgers

¹ Department of Sport health, College of sport Sciencess and Physical Activity, Princess Nourah bint Abdulrahman University, P.O. Box 84428, Riyadh 11671, Saudi Arabia
² Agricultural Engineering Research Institute, Agricultural Research Center, Dokki, Giza 12611, Egypt
³ Home Economics Department, Faculty of Specific Education, Alexandria University, Alexandria, Egypt
⁴ Agricultural Research Center, Food Technology Research Institute, Giza 12611, Egypt
⁵ Home Economics Department, Faculty of Specific Education, Kafrelsheikh University, Kafrelsheikh, Egypt

^* Corresponding author: mohamedabdelbasetsalama@gmail.com

Received: 13 December 2024
Accepted: 19 May 2025

Abstract

This study aimed to develop and characterize sunflower oil–beeswax oleogels and emulgels enriched with onion peel phenolic extract (EMEX) as fat replacers in food products. High-performance liquid chromatography (HPLC) analysis identified quercetin (432.15 μg/g) and kaempferol (295.23 μg/g) as the predominant phenolic compounds in the onion peel extract. The physical properties of sunflower oil oleogels and emulgels were assessed, including gelation time, oil binding capacity (OBC), firmness, and melting temperature. The OBC slightly decreased from 95.17% in OLEO to 87.45% in EMEX, while firmness decreased from 4.26 N to 3.83 N. The incorporation of EMEX enhanced the total phenolic content (5.49 mg GAE/g) and antioxidant activity (DPPH, 38.84%). Hamburgers formulated with these structured lipids underwent sensory evaluation, which revealed improved appearance (8.35) and juiciness (9.0) for the EMEX-based samples. Storage stability at 4 °C for 14 days demonstrated that burgers containing oleogels and emulgels exhibited better moisture retention, reduced firmness loss, and delayed lipid oxidation compared to the control. The inclusion of phenolic-rich emulgels further improved oxidative stability, as indicated by lower peroxide values and TBARS levels. These findings highlight the potential of oleogels and emulgels, particularly those enriched with natural antioxidants, as viable fat replacers that enhance both quality and shelf life in refrigerated meat products.

Résumé

Cette étude visait à développer et à caractériser des oléogels et des émulgels à base d’huile de tournesol et de cire d’abeille, enrichis avec un extrait phénolique de pelures d’oignon (EMEX), en tant que substituts de matières grasses dans les produits alimentaires. L’analyse par chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC) a identifié la quercétine (432,15 µg/g) et le kaempférol (295,23 µg/g) comme les principaux composés phénoliques présents dans l’extrait de pelures d’oignon. Les propriétés physiques des oléogels et émulgels à base d’huile de tournesol ont été évaluées, notamment le temps de gélification, la capacité de rétention d’huile (OBC), la fermeté et la température de fusion. L’OBC a légèrement diminué, passant de 95,17 % dans l’oléogel (OLEO) à 87,45 % dans l’EMEX, tandis que la fermeté a baissé de 4,26 N à 3,83 N. L’incorporation de l’EMEX a permis d’augmenter la teneur totale en composés phénoliques (5,49 mg GAE/g) et l’activité antioxydante (DPPH, 38,84 %). Des hamburgers formulés avec ces lipides structurés ont été soumis à une évaluation sensorielle, qui a révélé une amélioration de l’apparence (8,35) et de la jutosité (9,0) pour les échantillons à base d’EMEX. Un stockage à 4 °C pendant 14 jours a montré que les burgers contenant des oléogels et émulgels conservaient mieux l’humidité, perdaient moins de fermeté et subissaient une oxydation lipidique retardée par rapport au témoin. L’ajout d’émulgels riches en composés phénoliques a encore amélioré la stabilité oxydative, comme l’indiquent les valeurs plus faibles de peroxydes et de TBARS. Ces résultats soulignent le potentiel des oléogels et émulgels, en particulier ceux enrichis en antioxydants naturels, comme substituts de matières grasses efficaces améliorant à la fois la qualité et la durée de conservation des produits carnés réfrigérés.