Download evaluación de la calidad oxidativa de tres aceites
Document related concepts
Transcript
XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS División Ciencias de la Vida Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010 Guanajuato, Gto. CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA EVALUACIÓN DE LA CALIDAD OXIDATIVA DE TRES ACEITES COMERCIALES EN CONDICIONES DE ALMACENAMIENTO ACELERADO. Tello-Santillán R. a,*, Yahuaca-Juárez B. b, Martínez-Flores H.E. a a Facultad de Químico Farmacobiología de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Tzintzuntzan 173, Col. Matamoros, C.P. 58240, Morelia, Michoacán, México. b Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada – Instituto Politécnico Nacional. Cerro Blanco 141, Col. Colinas del Cimatario, C.P. 76090, Querétaro, Querétaro, México. * ramontellos@hotmail.com RESUMEN: Los lípidos están expuestos a un deterioro químico, resultado de la oxidación, conocido como rancidez, siendo una de las principales causas de la pérdida de calidad de los alimentos con alto contenido de lípidos. Los métodos de análisis para evaluar el deterioro oxidativo se fundamentan en la detección de diferentes productos intermedios que se desarrollan en el proceso tales como peróxidos e hidroperóxidos entre otros. Considerando lo anterior, el objetivo fue evaluar los cambios oxidativos generados por exposición a alta temperatura de tres aceites vegetales comestibles de soya, canola y maíz. Los diferentes aceites de soya, canola y maíz, de las marcas Nutrioli, Capullo y Cristal respectivamente, fueron almacenados en estufa a 45°C durante nueve días. Las muestras se evaluaron cada 48 horas durante su almacenamiento. Para la evaluación de los cambios oxidativos en los aceites se establecieron métodos indirectos de análisis, entre los que se incluyeron: índice de acidez, índice de yodo, índice de peróxidos e índice de saponificación. En las diferentes evaluaciones se observaron cambios oxidativos en los distintos tipos de aceite por efecto de las condiciones de almacenamiento, mostrando una mejor estabilidad el aceite de soya de la marca Nutrioli. Palabras clave: Oxidación de los lípidos, índice de acidez, índice de yodo, índice de peróxidos e índice de saponificación. ABSTRACT: Lipids are exposed to chemical deterioration, a result of oxidation, known as rancidity, one of the main causes of the loss of quality of food with high lipid content. The analytical methods for assessing oxidative damage are based on the detection of various intermediate products that are developed in the process such as peroxides and hydroperoxides among others. Considering this, the objective was to evaluate the oxidative changes caused by exposure to high temperature of three vegetable oils soybeans, canola and corn. The different oils were heated at 45 °C in a stove over nine days. Samples were tested every 48 hours during storage. For the evaluation of oxidative changes in oils were established indirect methods of analysis, among which included: acid value, iodine value, peroxide value and saponification value. In the various assessments were observed oxidative changes in different types of oil under the effect of storage conditions, showing a better stability soybean oil of Nutrioli trademark. Key words: CLO121 1 División Ciencias de la Vida XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010 Guanajuato, Gto. Lipid oxidation, acid value, iodine value, peroxide value and saponification value. INTRODUCCIÓN La oxidación de los lípidos, o peroxidación, se refiere a la oxidación de los ácidos grasos insaturados (AGI) siendo una de las principales causas de deterioro de los alimentos. Este proceso es de preocupación económica en la industria alimentaria, ya que da lugar a la rancidez oxidativa disminuyendo la calidad nutricional del alimento, además de generar compuestos volátiles que imparten olores y sabores desagradables afectando su calidad sensorial. Generalmente se cree que la autooxidación, es decir, la reacción con el oxígeno molecular vía un mecanismo autocatalítico, es la principal causa de las reacciones implicadas en el deterioro oxidativo de los lípidos, específicamente de los AGI cuyo mecanismo autocatalizado implica la participación de radicales libres (RL). Una relativa alta energía de activación, necesaria para la formación de los primeros RL, puede ser proporcionada por energía térmica, radioactividad natural, oxígeno singulete, entre otras fuentes (Kamal-Eldin y Pokorny, 2005), dando paso a la etapa de iniciación que generalmente es dada por la descomposición de un hidroperóxido, lo que conduce a la etapa de propagación dando lugar a la formación de radicales peroxi (ROO*), que a su vez extraen átomos de hidrógeno de los grupos α-metilénicos de otras moléculas de ácido graso insaturado (RH), para dar hidroperóxidos y nuevos radicales libres (R*), los cuales reaccionan con el oxígeno y la secuencia de reacciones se repite. Los AGI, especialmente los ácidos di- y tri-insaturados a diferencia de los ácidos grasos saturados son más fácilmente convertidos en radicales libres ya que un átomo de hidrógeno es más fácilmente extraído de la molécula si un doble enlace está localizado sobre un átomo de carbono adyacente. Los hidroperóxidos son los productos primarios de la oxidación, su estructura depende del ácido graso original, así que se produce una mezcla de hidroperóxidos isómeros; y especialmente los correspondientes a los ácidos grasos poliinsaturados, son altamente inestables, producen nuevos radicales que alimentan la reacción, interaccionan con otras moléculas, se polimerizan e incrementan la viscosidad, se oxidan, su ruptura genera compuestos secundarios y terciaros entre los que se encuentran aldehídos, cetonas, ésteres, oxoácidos, oxoésteres, compuestos aromáticos, epóxidos, ácido fórmico, ácidos grasos de bajo peso molecular, radicales alquilo y alcoxilo. Los productos secundarios de la oxidación de los lípidos también son inestables; los aldehídos en particular son altamente reactivos. La velocidad de oxidación se incrementa por varios factores como exposición al oxígeno, temperatura, irradiación, metales pesados y presencia de AGI; algunos factores inhibidores son los antioxidantes y las bajas temperaturas. En base a lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue evaluar los cambios oxidativos generados por exposición a alta temperatura de tres aceites vegetales comestibles de soya, canola y maíz. METODOLOGÍA Material de estudio CLO121 2 División Ciencias de la Vida XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010 Guanajuato, Gto. Se utilizaron 3 aceites comestibles de las marcas: Nutrioli, Capullo y Cristal, los cuales corresponden a aceites vegetales de soya, canola y maíz respectivamente. Se adquirieron en un supermercado de autoservicio en la ciudad de Morelia, Michoacán. Almacenamiento de los aceites Los 3 diferentes aceites fueron sometidos a un almacenamiento de tipo acelerado durante 9 días a una temperatura de 45°C en una estufa de secado marca Felisa, modelo FE-291-A. Todas las pruebas se realizaron por duplicado. Métodos de evaluación de la oxidación de los lípidos. Índice de acidez Se determinó de acuerdo a la Norma Mexicana NMX-F-101-1987. Este método se basa en la titulación de los ácidos grasos libres con un álcali, y se define como la cantidad en miligramos de hidróxido de potasio necesaria para neutralizar los ácidos grasos libres en 1 gramo de aceite o grasa. Índice de yodo Se determinó por el método de Hanus establecido por la AOAC (1990) y basado en lo que establece la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial en la Norma Mexicana NMX-F-408-1981. Este método se define como la medida de la no saturación de las grasas y aceites y se expresa en términos del número de centigramos de yodo absorbidos por gramo de muestra. Se basa en la reacción del monobromuro de yodo, en medio acético, sobre los lípidos, y en medir la cantidad de yodo que está presente libremente, en función de éste se determina el grado de insaturación del aceite. Índice de peróxidos Fue determinado por el método oficial de la AOAC, (1990), y de acuerdo a lo establecido por la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial en la Norma Mexicana NMX-F-154-1987. Este método se basa en la capacidad de los peróxidos, productos de la oxidación de las grasas, de oxidar el ión yoduro, del yoduro de potasio, al ser agregado a la muestra y producir yodo que se valora posteriormente con una solución de tiosulfato y solución de almidón como indicador, para neutralizar los iones yodo y producir yoduro de sodio. El índice de peróxidos es la cantidad, (expresada en miliequivalentes de oxígeno activo por kg de grasa) de peróxidos en la muestra que ocasionan la oxidación del yoduro potásico. Índice de saponificación Fue determinado por el método oficial de la AOAC (1990), según lo establece la Secretaría de Comercio en la Norma Oficial Mexicana NMX-F-174-SCFI-2006. Este método se define como la cantidad de hidróxido de potasio expresado en miligramos, necesario para saponificar un gramo de aceite o grasa. Se basa en la reacción química de los triglicéridos con un álcali, formándose jabones o sales alcalinas de los ácidos grasos y glicerina. CLO121 3 División Ciencias de la Vida CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010 Guanajuato, Gto. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Índice de acidez El índice de acidez es una medida intrínseca que indica el estado en el cual se encuentra una grasa o aceite como tal, o en condiciones de almacenamiento. El manejo inadecuado de algunos factores externos como la temperatura, aire o luz, provocan reacciones de descomposición, así mismo, un mal manejo en el almacenamiento o durante su procesamiento, genera reacciones que se ven reflejadas en su grado de oxidación, lo que puede provocar cierta elevación de la acidez. El porcentaje de acidez es una medida del contenido de los componentes ácidos en el aceite. Los ácidos grasos libres son formados durante la oxidación, hidrólisis y pirolisis, como resultado del rompimiento de los triglicéridos (Ulusoy et al., 2003). En lo que respecta a los aceites Nutrioli y Capullo se observó que el porcentaje de acidez se incrementa discretamente a lo largo del almacenamiento, alcanzando su valor máximo al día 9 con respecto al control, este incremento en un 0.0014% para ambos aceites. En cuanto al aceite Cristal, este mostró porcentajes de acidez más elevados durante los diferentes períodos de almacenamiento con respecto a los otros 2 aceites, sin embargo, los 3 aceites mantuvieron un porcentaje de acidez (Fig. 1) dentro del rango establecido en las Normas Mexicanas para la comercialización de aceites comestibles que establece un máximo de 0.05%. Figura 1. Índice de acidez. Índice de yodo El índice de yodo representa la cantidad de yodo en gramos que reaccionan con un gramo de grasa o aceite, es una medida del promedio de insaturaciones que contienen los aceites. Este análisis debe llevarse a cabo bajo condiciones específicas y precisas para poder obtener resultados reproducibles; por otro lado este método no ofrece información respecto a la distribución y localización de las dobles ligaduras de las moléculas de los lípidos (Romero-Vázquez, 2005 y NMXF-408-1981). CLO121 4 División Ciencias de la Vida XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010 Guanajuato, Gto. En la Fig. 2 se presentan los resultados obtenidos para el índice de yodo, en ella se aprecia que en los aceites Capullo y Cristal existe una tendencia de disminución del índice de yodo con respecto al tiempo de almacenamiento a temperatura de 45 °C (de 146.7 en control a 125.6 al día 9 de almacenamiento para Capullo y Cristal fue de 140.6 a 120.3 al día 9), dicha tendencia probablemente sería más marcada en un periodo de almacenamiento más amplio; mientras que en el aceite Nutrioli no existió una disminución significativa en el índice de yodo, ya que se comportó de una manera estable ante las condiciones de almacenamiento, lo cual puede ser debido a compuestos antioxidantes presentes en dicho aceite. Los índices de yodo establecidos por la norma oficial mexicana para aceites comerciales son de 110 a 126 para canola, 118 a 139 para soya y 107 a 135 para maíz. Figura 2. Índice de yodo. Índice de peróxidos Los peróxidos son los principales productos iniciales de la autooxidación. El índice de peróxidos se suele definir en términos de miliequivalentes de oxígeno por kilogramo de grasa. El índice de peróxidos es un valor muy empírico, ya que a lo largo del curso de la oxidación, el índice de peróxidos alcanza un valor máximo; después declina (Fennema, 2000). Tomando en cuenta los días 0 y 9, los aceites Nutrioli y Capullo mostraron una tendencia ascendente en sus valores de índice de peróxidos (Figura 3), lo cual indica que las condiciones de almacenamiento pudieron inducir la formación de compuestos primarios de la oxidación de los lípidos. Mientras que el aceite Cristal desde un inicio mostró valores de índice de peróxidos por encima del parámetro máximo permisible para este tipo de aceite (2 meq/Kg), lo que indica que probablemente este aceite tuvo un previo almacenaje bajo condiciones no adecuadas propiciando con ello el inicio de la formación de peróxidos, comenzando a deteriorar la calidad de dicho aceite. CLO121 5 División Ciencias de la Vida CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010 Guanajuato, Gto. Figura 3. Índice de peróxidos. Índice de saponificación El índice de saponificación representa el peso en mg de hidróxido de potasio necesarios para saponificar completamente un gramo de grasa o aceite; este índice es inversamente proporcional al peso molecular promedio de los ácidos grasos libres, por lo que puede considerarse como un método indirecto para obtener el índice de acidez. (Romero-Vázquez, 2005). Generalmente, los ácidos grasos se encuentran en forma esterificada integrando los triglicéridos y cuando se llegan a encontrar en estado libre es muy probable que haya ocurrido una hidrólisis del enlace éster. En esta prueba (Fig. 4) se observó una tendencia de disminución del índice de saponificación a lo largo del periodo de almacenamiento de los 3 aceites, la cual probablemente se observaría de una forma más definida en un periodo de almacenamiento más prolongado. Una disminución en el índice de saponificación representa una degradación de los triglicéridos, promoviendo una liberación de ácidos grasos libres, en esta determinación arrojó una disminución en los índices de saponificación de los 3 aceites entre el día 0 y el día 9; la cual fue de 11.97 %, 3.6 % y 10.02 % para los aceites Nutrioli, Capullo y Cristal respectivamente. Figura 4. Índice de saponificación. CLO121 6 División Ciencias de la Vida CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010 Guanajuato, Gto. CONCLUSIONES De los aceites comerciales analizados, el aceite de soya marca Nutrioli presenta una mayor estabilidad oxidativa a las condiciones de almacenamiento acelerado seguido de Capullo (canola) y Cristal (maíz). La temperatura de 45ºC induce un deterioro oxidativo principalmente a períodos prolongados de almacenamiento y este deterioro esta también en función de la calidad inicial del aceite analizado. REFERENCIAS AOAC. 1990. Official methods of analysis. Ed. Association of Official Analytical Chemistry. Washington, D.C. U.S.A. Badui Dergal Salvador., 2006. Química de los alimentos. Cuarta edición. Editorial Pearson educación., 285 pp. Fennema O.R., 2000. Química de los Alimentos.En: Lípid Editorial ACRIBIA., ISBN: 84-200-0914-8. 305-334 pp. Flores Mejía E., 2004. Efecto de diferentes condiciones térmico-alcalinas sobre algunas propiedades de los lípidos y de la fibra dietaria del maíz. Tesis de licenciatura. Facultad de Químico Farmacobiología. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia, Michoacán, México. Kamal-Eldin, A., Pokorny, J. 2005. Lipid oxidation products and methods used for their analysis. En: Analysis of lipid oxidation. Editores: Afaf KamalEldin, Jan Pokorny. AOCS press. Champain, Ill. USA. 1-7 pp. Norma Oficial Mexicana, alimentos.1987. NMX-F-101. Norma Oficial Mexicana, alimentos. 1987.NMX-F-154. Norma Oficial Mexicana, alimentos. 2005.NMX-F-030-SCFI. Norma Oficial Mexicana, alimentos. 2005.NMX-F-252-SCFI. Norma Oficial Mexicana, alimentos. 2005.NMX-F-475-SCFI. Norma Oficial Mexicana, alimentos para humanos.2006. NMX-F-174-SCFI. Norma Oficial Mexicana, alimentos para humanos. 1981. NMX-F-408. CLO121 7 División Ciencias de la Vida CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010 Guanajuato, Gto. Romero Vazquez J. U., 2005. Efecto de la concentración de hidróxido de calcio y el tiempo de reposo en la calidad de los lípidos del maíz tratados por nixtamalización. Tesis de licenciatura. Facultad de Químico Farmacobiología. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia, Michoacán, México. CLO121 8