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Cancún, 11 de septiembre del 2017
XVII Congreso Latinoamericano y Exposiciónsobre Grasas, Aceites y Lípidos de AOCS
METODOLOGIA NOVEDOSA PARA LA EVALUACION DE TIEMPO DE VIDA DE ALIMENTOS CON ALTO
CONTENIDO DE GRASA
Percival Andrade Arellano – La Fabril S.A
METODOLOGIA NOVEDOSA PARA LA EVALUACION DE TIEMPO DE VIDA - ALIMENTOS CON ALTO CONTENIDO DE GRASA
ANTECEDENTES
Los olores de los alimentos son una importante señal sensorial y parte integral de la percepción humana del sabor. Olores y sabores indeseables se desarrollan durante la oxidación de lípidos en alimentos con alto contenido de grasa como la mayonesa.
El presente trabajo realizó un seguimiento de los compuestos volátiles de mayonesas comerciales sometidas a una prueba acelerada para su correlación con características fisicoquímicas de oxidación, tiempo de vida y evaluación sensorial.
METODOLOGIA NOVEDOSA PARA LA EVALUACION DE TIEMPO DE VIDA - ALIMENTOS CON ALTO CONTENIDO DE GRASA
MODELO BASICO DE DETERIORO DE LOS ALIMENTOS
Transferencia de humedad/vapor de agua.
Interacción con Oxígeno. Cambios por efecto de la Luz. Cambios por la temperatura y
la Humedad relativa. Infestación por plagas.
MEDIO AMBIENTE
Interacción entre el producto yel empaque.
Migracion del empaque. Fallas del empaque
EMPAQUE
Cambios físicos, Cambios Microbiológicos Cambios físicos-químicos-
bioquímicos.
ALIMENTO
La temperatura, el factor medioambiental más importante, influye en todos estos mecanismos, por lo que losefectos de la temperatura en los mecanismos relevantes deben ser evaluados en todos los estudios de vidaútil.
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Fundamentos de la oxidación en sistemas alimentarios grasos
La oxidación lipídica produce deterioro de la emulsión y afecta a: La palatabilidad (olores y sabores rancios) Características organolépticas (alteración del color y la textura). Calidad Nutricional (pérdida de ácidos grasos y/o aminoácidos). Productos formados en la oxidación que reducen su periodo de vida útil.
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Modelo del Diseño de EvaluaciónMuestras: PRODUCTO A - PRODUCTO B
Experimento: Colocar las dos muestras en los envases de oxidación acelerada a 100°C, sellados con atmosfera de aire.
Tiempo de ciclamiento a 100°C: 2 HORAS /4 HORAS /5 HORAS / 6 HORAS / 7 HORAS
Ensayos de medir en cada muestra:1. Estabilidad Oxidativa: inicial y de final por cada ciclamiento en equipo de oxidación.2. Indice de Peróxido3. Evaluación Sensorial.4. Análisis de Volátiles (VOC).5. Contenido de Antioxidante TBHQ (muestras iniciales)
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EQUIPOS UTILIZADOS
Equipos de Oxidacion Acelerado – Bomba Calorimetrica. Cromatografo para Determinación de compuestos volátiles por HS- GC-FID. Espectrofotometro UV-VIS Equipos titulador para determiancion de Peróxidos. Análisis sensorial
RANGO DE CARACTERÍSTICAS DE ACEITES EVALUADOS
MONITOREO DE OXIDACIÓN ACELERADA EN RANCIMAT VS OXIDOGRAFO ACEITES VARIOS (AL PERIODO DE INDUCCIÓN)
COMPUESTO ORGÁNICO , VOC
CONCENTRACIÓN , ppm
AC. MAÍZ AC. SOYA AC. GIRASOLOLEÍNA DE
PALMA
Rancimat Oxidog. Rancimat Oxidog. Rancimat Oxidog. RancimatOxido
g.t-2-Nonenal 20,4 14,39 15,87 18,78 23,35 31,66 69,31 29,58t,2-Decenal 51,35 15,12 26,73 14,1 53,61 19,55 163,1 42,16
t,t-2,4-Nonadienal 110,26 33,26 61,02 63,15 120,96 52,49 44,81 16,43t,t-2,4-Decadienal 371,97 113,37 202,64 147,32 432,21 156,03 190,13 52,37
COMPARACIÓN DE PERÍODO DE INDUCCIÓN DE RANCIMAT Y OXIDÓGRAFO POR PERFIL DE COMPUESTOS ORGÁNICOS
SEMIVOLÁTILES
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Descripción de las muestras- Mayonesa A
- Prestación Doypack- Lote: 7105068122- Fecha de Elaboración: 15-04-2017
- Mayonesa B- Prestación Doypack- Lote: 7107068122- Fecha de Elaboración:17-04-2017
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ESTABILIDAD OXIDATVAEQUIPO OXIPRES
Principio del Oxipes
Transductor
Registrador
Calefactor yagitador magnético
Periodo de Inducción:El ML Oxipres, efectúa la medición de la estabilidad oxidativa de la grasa contenida en un alimento, utilizando elmétodo de la bomba de oxígeno (ASTM).
Para la determinación de Periodo de Inducción (PI) se utiliza el aparato denominado Oxipres (MikroLab Aarhus A/S,Denmark). La Oxidación es acelerada mediante calentamiento constante y atmosfera rica en Oxígeno puro a altapresión ( mínima de 5 bares). La caída de presión es controlada y monitoreada a intervalos de tiempo para formar lacurva del periodo de oxidación constantemente. Análisis aplicable a todos los componentes alimenticios que contienengrasa (como ingrediente) no menos de 5%, independientemente del contenido de humedad del alimento.
Curvas del Periodo de Inducción
Perio
dode
Indu
cció
n(P
I)
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Estabilidad Oxidativa por equipo Oxipres (MAYONESAS A y B)
Existen 2,5 horas (100°C) de diferencia entre ambas muestras. Equivalente a 20 días a 25°C entre ambas muestras.
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Concentración Antioxidante TBHQ
Las muestra contienen 59 y 77 ppm de Antioxidante fenólico tipo TBHQ
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VERIFICACION CONCENTRACION ANTIOXIDANTE EN ACEITE
LA FABRIL S.A.RESEARCH AND DEVELOPMENT DEPARTMENTLABORATORY OF INSTRUMENTAL ANALYSISANTIOXIDANTS LIQUID CHROMATOGRAHIC METHOD AOCS Ce-6-86Sample ID : SBO RBD Nestle GyE TE 2 MedioSuperiorRun Time: 22/Aug/2017 11:32Instrument Method : ANTIOX 2017Processing Method: ANTIOX 2017Weight , mg: 6.0000Dilution: 10.0000Instrument Name: Dionex Ultimate 3000 UHPLC Focused , Thermo ScientificSofware Version: Chromeleon 7 (Chromatography Data System)User: I.Zambrano
Verificación de la concentración de antioxidante en el aceite
(200 +5ppm)
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INDICE DE PEROXIDO EN MAYONESAS
El Índice de peróxidos mide el estado de oxidación inicial de un producto, seexpresa en miliequivalentes de oxígeno activo por kilo de grasa.
El contenido de peróxidos, define su estado de oxidación primaria y nos dapor tanto un parámetro de su tendencia al enranciamiento.
El método utilizado el método AOCS Cd 8-53, adaptado para Mayonesas.
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Análisis de Peróxidos (A y B)
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
Inicial 2 4 5 6 7
I.PE
RO
XID
O (
MEQ
O2/
KG)
HORAS A 100°C
Muestra A Muestra B
No hay diferencias significativas entre ambas muestras hasta las 6 horas. Hay un ligero incremento a la 7hora que debe ser replicada al menos con 3 replicas de análisis de diferentes lotes.
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ANALISIS DE VOLATILES HEAD SPACE Y MICROEXTRACCION
Producción de compuestos volátiles secundarios que modifican OLOR YSABOR .
Compuestos carbonilos volátiles (ug/g) (ppm) formados por autoxidación deácidos grasos no saturados.
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RESULTADOS DE COMPUESTOS VOLÁTILES – HS-GC-FID
DESCRIPTORMuestra
A 0 hrs Muestra
A 2 hrs Muestra
A 4 hrs Muestra
A 6 hrsMuestra
A 7 hrs Muestra
B 0 hrs Muestra
B 2 hrsMuestra
B 4 hrs Muestra
B 6 hrsMuestra
B 7 hrs Tipo
Nonanal, ppm 0.7 1.4 1.2 1.0 2.0 0.4 1.2 1.6 1.9 2.1 Aldehido
Hexanal, ppm 0.2 0.6 0.7 0.8 1.0 0.3 0.8 1.2 1.8 1.9 Aldehido
t-2-Nonenal, ppm 6.0 10.7 15.8 0.3 1.8 13.7 14.0 16.0 Aldehido
t,t-2,4-Decadienal, ppm 0.0 0.7 1.0 1.0 2.3 0.0 1.8 1.9 2.4 3.0 Aldehido
3-Metilbutanal, ppm 0.0 2.0 1.7 1.9 4.3 0.5 1.1 1.5 4.4 4.8 Aldehido
2-Butenal, ppm 0.2 0.5 0.6 0.6 0.5 0.2 0.5 0.5 Aldehido
t,t-2,4-Nonadienal, ppm 0.8 0.6 0.8 0.9 1.3 0.9 0.9 Aldehido
2,4-t,t.-Heptadienal, ppm 0.3 0.5 0.4 0.6 0.6 0.6 0.8 0.9 Aldehido
t-2-Heptenal , ppm 0.4 0.6 0.7 0.5 0.9 0.2 0.6 1.1 1.5 1.6 Aldehido
Indice Peroxido, meq O2/Kg 3.1 4.1 4.1 6.4 8.1 2.7 3.9 4.1 5.2 7.5
Descriptor Librería validada sensorialmente de los compuestos volátiles
Nonanal Graso, ceroso, Floral, cítrico,
Hexanal Graso, verde, césped, sebo
Heptanal Rancio, cítrico, grasiento
Decadienal Grasoso, pollo frito (proteína quemadas).
t-2-Nonenal Grasoso, rancio (Oxidation of lipids and oxidized free fatty acids)
3 Metilbutanal
Almendras (Benzaldehido aminoácidos)
2,4 Nonadienal
Rancio, aceitoso, grasoso.
METODOLOGIA NOVEDOSA PARA LA EVALUACION DE TIEMPO DE VIDA - ALIMENTOS CON ALTO CONTENIDO DE GRASA
DETERMINACIÓN DE COMPUESTOS VOLÁTILES ( HS-GC-FID) Y PEROXIDOS.
0.2
0 0 0 0.4
3
1.4
0 0.7 2
4
1.2
6
1 0.7
4.2
1 0.8
10.7
1
1.9
6.4
2
1
15.8
2.3
4.3
0.9
8
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Nona
nal
Hexa
nal
t-2-N
onen
al
t,t-2
,4-D
ecad
iena
l
3-M
etilb
utan
al
t-2-H
epte
nal
I.Per
oxid
o
VOC,
ppm
COMPUESTOS VOLATILES
Muestra A
MA-0 MA-2 MA-4 MA-6 MA-7
Ind.Peroxido(meq O2/Kg)
METODOLOGIA NOVEDOSA PARA LA EVALUACION DE TIEMPO DE VIDA - ALIMENTOS CON ALTO CONTENIDO DE GRASA
DETERMINACIÓN DE COMPUESTOS VOLÁTILES ( HS-GC-FID) Y PEROXIDOS.
0.3
0.3
0 0.5
0.2
2.7
1.2
0.8 1.
8
1.8
1.1
0.6
3.9
1.6
1.2
13.7
1.9
1.5
1.1
4.1
14
2.4
4.4
1.5
5.2
2.1
1.9
16
3
4.8
1.6
7.5
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Nona
nal
Hexa
nal
t-2-N
onen
al
t,t-2
,4-D
ecad
iena
l
3-M
etilb
utan
al
t-2-H
epte
nal
I.Per
oxid
o
VOC,
ppm
COMPUESTOS VOLATILES
Muestra B
MB-0 MB-2 MB-4 MB-6 MB-7
Ind.Peroxido(meq O2/Kg)
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Ruta 2-nonenal
Ácido linoleico
Ácido 9-oxo-nonanoico
2-nonenal
Hexanal2-OctenalGlioxal
2-Pentil Furano
METODOLOGIA NOVEDOSA PARA LA EVALUACION DE TIEMPO DE VIDA - ALIMENTOS CON ALTO CONTENIDO DE GRASA
Ruta – 3 Metilbutanal y tetrametil-pirazina
Reacción Maillard de azucares y α-amino ácidos
Oxidación lipídica/degradación
Calor
Carbohidratos,Alcoholes, Ácidos. Aldehídos, Cetonas, 2-Alkilofuranos
Reductonas y dehidroreductonas
Hidroxiacetona; Dihidroxiacetona; Piruvaldehido; Glicolaldehido; Gliceraldehido; Acetoinl
+ Amino ácidos (degradación de Strecker
3-Metilbutanal, Aldehídos NH3, H2S, CO2, α-Amino cetona, methional
Compuestos aromáticos: Furanos; Tiopenos, pirroles
Tiazoles; Pirroles; Tetrametil-pirazina;
Pirazinas, Piridinas; Tioles
H2S +
NH3
Interacción de reacciones Maillard y lípidos
Compuestos aromáticos heterocíclicos: Pirazinas;
Tiazoles; tiolsand etc.
METODOLOGIA NOVEDOSA PARA LA EVALUACION DE TIEMPO DE VIDA - ALIMENTOS CON ALTO CONTENIDO DE GRASA
Análisis Mayonesas del mercado a diferentes tiempos y diferentes empaques
2.7
4.4
6.1
12.8y = 1.583e0.4995x
R² = 0.9746
0
2
4
6
8
10
12
14
1 mes 3 mes 7 mes 9 mes
I.Peróxido (meq O2/kg)
I.Peroxido Expon. (I.Peroxido)
METODOLOGIA NOVEDOSA PARA LA EVALUACION DE TIEMPO DE VIDA - ALIMENTOS CON ALTO CONTENIDO DE GRASA
DETERMINACIÓN DE COMPUESTOS VOLÁTILES – HS-GC-FID
0.2
0 0 0.4
0
3
0.4
0
0.5
0.2
2.7
1.4
1.3
9.35
2.13
6.15
0123456789
10
Nona
nal
Hexa
nal
t,t-2
,4-D
ecad
iena
l
3-M
etilb
utan
al
t-2-H
epte
nal
2,3,
5,6-
Tetra
met
ilpira
zina
I.Per
oxid
o
VOC,
ppm
Muestra A/B y Caducada 27/Abril
MA-0 MB-0 My 27/04/2017
Ind.Peroxido(meq O2/Kg)
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EVALUACION SENSORIAL A y B
1 2 3 4 5Calidad Baja No aceptable Aceptable
Escala
0
1
2
3
4
5Aroma limón
Aroma Vinagre
Aroma Huevo
I. Sabor ahuevo
I. sabor ácido
I. sabor rancio
Muestra AInicial 2H 4H 5H 6H 7H
0
1
2
3
4
5Aroma limón
Aroma Vinagre
Aroma Huevo
I. Sabor ahuevo
I. sabor ácido
I. sabor rancio
Muestra BInicial B2H B4H B5H B6H B7H
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Pruebas Aceleradas de Vida de Anaquel
La ecuación de Arrhenius puede usarse para predecir la reacción y la vida de anaquelde los alimentos a cualquier temperatura siempre y cuando esté dentro del intervalo deaplicación de la ley.
La vida de anaquel de un alimento puede decirse que es el tiempo que éste puedealmacenarse desde el momento en que se produce hasta que consumirlo ya no es seguroy/o deseable.
La determinación de la vida de anaquel puede durar un tiempo prolongado, el modelode Arrhenius permite disminuir considerablemente este tiempo mediante las pruebasaceleradas de vida de anaquel usando T altas en los estudios de pérdida de calidad y luegoextrapolando a las condiciones usuales
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Seguimiento Indice Peroxido Mayonesa
y = 0.2086x2 - 1.0233x + 3.6564R² = 0.9893
0.0
5.0
10.0
15.0
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
iNDI
CE P
EROX
IDO
(meq
O2
/kg)
Tiempo (meses)
INDICE DE PEROXIDO MAYONESA MAGGI
METODOLOGIA NOVEDOSA PARA LA EVALUACION DE TIEMPO DE VIDA - ALIMENTOS CON ALTO CONTENIDO DE GRASA
CONCLUSIONES
Ensayo A presenta una diferencia poco significativa con respecto a B, debido a la presencia menor de antioxidante TBHQ en cuanto a Estabilidad Oxidativa, Compuestos Volátiles y Evaluación sensorial.
También se observa el mismo comportamiento cuando se efectúa la prueba acelerada a 100°C.
La posibilidad real de tener indices de marcadores volatiles relacionados a deterioro organolpetico de productos alimenticios con alto contenido graso, nos presenta un campo todavia no explorado suficientemente que puede cambiar la forma como efectuamos los modelos predictivos de oxidacion .
Mayores estudios deben realizarse con diferentes tipos de aceites y emulsiones