EVALUACIÓN Y CONTROL DE LA ALTERACIÓN OXIDATIVA EN ACEITES MICROENCAPSULADOS

Transcripción

1 EVALUACIÓN Y CONTROL DE LA ALTERACIÓN OXIDATIVA EN ACEITES MICROENCAPSULADOS Gloria Márquez Ruiz INSTITUTO DEL FRÍO Gloria Márquez C.S.I.C. Ruiz

2 OBJETIVOS DE LA MICROENCAPSULACIÓN Protección frente al oxígeno, luz y humedad Enmascaramiento de olores y sabores no deseados Aumento de la retención de compuestos volátiles

3 OXIDACION DE LIPIDOS MODIFICACIONES ORGANOLEPTICAS DESCENSO DE LA CALIDAD NUTRICIONAL IMPLICACIONES FISIOLOGICAS Olor y sabor Color Textura Vitaminas Proteinas Envejecimiento celular Enfermedades degenerativas - Cardiovasculares - Cancerígenas

4 MECANISMO DE AUTOXIDACIÓN LIPÍDICA O 2 RH Iniciación R n Propagación ROO n R = E H n ROOH RH Terminación Ramificación RO n + H n ROH ROOH RO n + 2ROOH HO n ROO n + RO n + H 2 O HO n ROO n +ROO n ROOR + O 2 RO n + R n ROH + R n ROR R n + R n RR

5 Compuestos de oxidación volátiles Hidrocarburos Aldehidos Cetonas Ácidos

6 Compuestos de oxidación no volátiles = Monómeros oxidados: (Pm 900) Dímeros: (Pm 1800) Polímeros: (Pm 2700) OOH E E_E E E E _ -O-O- -O- -O- OH E E E E O E E _ E O I E-O- _ O _ E _ E OH _ E _ E

7 PARTICIPACIÓN EN EL PROYECTO EUROPEO: NUTRITIONAL STUDIES ON DRIED FUNCTIONAL INGREDIENTS CONTAINING n-3 POLYUNSATURATED ACIDS Contribución: Evaluación de la oxidación en aceites microencapsulados: Desarrollo de métodos analíticos dirigidos a la extracción y cuantificación de los compuestos de oxidación. Puesta a punto de métodos acelerados para predecir la estabilidad oxidativa. Influencia de las variables que intervienen en el proceso de preparación de microencapsulados. Estudios prolongados de oxidación para evaluar la influencia de las principales variables.

8 MICROENCAPSULACIÓN Proceso tecnológico mediante el cual el aceite queda envuelto en una cobertura de proteínas y/o hidratos de carbono transformándolo de ingrediente líquido en sólido. Aceite Emulsión + Proteínas + Hidratos de carbono Secado Aceite Microencapsulado Ingrediente seco en polvo

9 INGREDIENTE CON ACEITE MICROENCAPSULADO

10 Alimentos enriquecidos con aceite de pescado microencapsulado

11 VARIABLES CON INFLUENCIA EN OXIDACIÓN VARIABLES ADICIONALES Grado de insaturación Antioxidantes Prooxidantes Oxígeno Luz Temperatura Tamaño de partícula Porosidad Tamaño de glóbulo Distribución del aceite Partición de antioxidantes y prooxidantes Actividad del agua ph ACEITE EN FASE CONTINUA ACEITE MICROENCAPSULADO

12 5 µm 10 µm

13 EFECTO PROTECTOR DEL AGUA Excluye al oxígeno de la superficie y retarda su difusión Forma enlaces de hidrógeno con los hidroperóxidos y retarda su descomposición Forma complejos con metales Promueve el pardeamiento no enzimático

14 Efecto del agua en la oxidación lipídica Oxidación Alimento sin metales Alimento con metales Alimento con lipoxigenasa Actividad de agua

15 a w / (1- a w ) v g H 2 O / 100 g Materia Seca ISOTERMAS DE ADSORCIÓN DE AGUA MAG MAP a w CURVAS BET MAG y = x; r 2 = MAP y = x; r 2 = MAG MAP a w

16 DISTRIBUCIÓN DEL ACEITE: Extracción diferencial en aceites microencapsulados Microencapsulados Éter de petróleo (agitación, 15 min) Aceite Superficial Microencapsulados exentos de aceite superficial Extracción no cuantitativa 1. Mortero 2. éter etílico Extracción cuantitativa 1. NH 4 OH 30% (65º C, 15 min) 2. Extracción con éter etílico-éter de petróleo Aceite Encapsulado Aceite Encapsulado Eficacia de encapsulación (%) = 100 Aceite Total

17 EVALUACIÓN DE LA OXIDACIÓN Determinación cuantitativa de compuestos totales de oxidación y su distribución en triglicéridos monómeros oxidados, dímeros y polímeros Estabilidad oxidativa (Rancimat) Otros métodos utilizados: Índices Índice de peróxidos Test del ácido tiobarbitúrico Índice de polienos Determinación cuantitativa de polímeros

18 Muestra (50 mg) + Monoestearina (1 mg) Extracción en Fase Sólida 15 ml hexano:éter etílico 90:10 TRIGLICÉRIDOS NO OXIDADOS 25 ml éter etílico FRACCIÓN POLAR CCF Cromatografía HPSEC PTG AGL + FPI DTG DG TGMox PIn

19 EVOLUCIÓN DE COMPUESTOS DE OXIDACIÓN Comp. de oxidación (mg/g aceite) TGMox DTG PTG MAP 30º C Luz Tiempo (días) 0 días 2 días 6 días 14 días

20 Influencia de la distribución del aceite en oxidación Rancimat 5 g microencapsulados 100º C 20 L aire/h Microencapsulados Conductividad 25 µs cm -1 Aceite Microencapsulados sin fracción superficial Tiempo (horas)

21 Aceite de girasol microencapsulado Comp. totales de oxidación (mg / 100 mg aceite) Comp. totales de oxidación (mg / 100 mg aceite) MAG Control HR=32% Superficial Encapsulado Tiempo (días) MAG Comercial HR=32% Superficial Encapsulado Tiempo (días)

22 Oxidación en aceite superficial Oxidación en aceite encapsulado Vacuola de aire Vacuola de aire RANCIDEZ Bajos niveles de alteración No rancidez ELEVADOS NIVELES DE ALTERACIÓN

23 Efecto del agua Comp. totales de oxidación (mg / 100 mg aceite) Comp. totales de oxidación (mg / 100 mg aceite) Fracción Superficial HR = 0% HR = 32% Tiempo (días) Fracción Encapsulada Tiempo (días) HR = 0% HR = 32%

24 Comp. de oxidación Fracción Superficial Tiempo Tiempo Tocoferoles Tocoferoles Comp. de oxidación Toc Pol TGMox Fracción Encapsulada Toc TGMox Pol

25 Acción antioxidante en aceites microencapsulados O O COOH HO HO Trolox α-tocoferol O OH O O O O HO OH OH Ácido Gálico HO OH OH Galato de propilo HO OH OH Galato de dodecilo

26 Conductividad 25 µs cm -1 Control Trolox Tocoferol Tiempo (horas) Comp. totales de oxidación (mg / 100 mg aceite) Control FS FE Trolox FS FE Tiempo (horas) Tocoferol FS FE

27 Trolox Trolox Trolox Trolox Toc Trolox Toc Toc Toc Toc Toc Trolox Toc Trolox ACEITE EN FASE CONTINUA EMULSIÓN ACEITE EN AGUA

28 FACTORES DE PROTECCIÓN MICROENCAPSULADOS (Cu (II), 40º C) Aceite Superficial Aceite Encapsulado 10 0 Tocoferol Trolox Galato de Galato de Dodecilo Propilo

29 INFLUENCIA DE OTROS COMPONENTES Azúcares: - acción antioxidante: viscosidad enlace a metales enlace a radicales libres Proteínas: - acción antioxidante: adsorción en la interfase enlace a radicales libres - acción prooxidante: metaloproteínas y grupos tioles Pardeamiento no enzimático productos de Maillard con acción antioxidante Interacciones lípidos oxidados - proteínas