Uso de análisis de laboratorio como herramientas en la evaluación de la oxidación de lípidos
Publicado: 9 de noviembre de 2020
Por: Natalia Vicentini – Gerente de Servicios Técnicos, Kemin América del Sur
Los lípidos están relacionados con las propiedades organolépticas de los alimentos (como sabor, color y textura), pero también aportan valor nutricional a los alimentos, constituyendo una fuente de energía metabólica, ácidos grasos esenciales (ácidos linoleico, linolénico y araquidónico) y vitaminas liposolubles. (A, D, E y K)2.
De ese conjunto de acciones, la adición de compuestos antioxidantes es sin duda una práctica actual, razón que justifica el interés actual en la búsqueda de nuevos compuestos con esta capacidad. Inversión asequible, facilidad de uso, eficacia, “neutralidad” organoléptica y ausencia reconocida de toxicidad, son premisas para su selección y uso en la industria3.
En ese contexto, es necesario, por un lado, controlar la calidad de los cuerpos grasos, determinando su grado de oxidación y, por otro lado, evaluar la capacidad antioxidante de nuevos compuestos. La gran diversidad de métodos analíticos (químicos, físicos y / o físico-químicos) propuestos en la literatura para evaluar el grado de oxidación lipídica y capacidad antioxidante plantea, en la práctica, algunas dificultades de selección¹.
1. MECANISMOS DE OXIDACIÓN
La degradación oxidativa de los ácidos grasos insaturados puede ocurrir por varias vías, dependiendo del medio y los agentes catalizadores¹:
- Fotoxidación
El mecanismo de fotooxidación de las grasas insaturadas es promovido principalmente por la radiación UV en presencia de sensibilizadores (clorofila, mioglobina), e implica la participación de oxígeno como intermedio reactivo.
El mecanismo de fotooxidación de las grasas insaturadas es promovido principalmente por la radiación UV en presencia de sensibilizadores (clorofila, mioglobina), e implica la participación de oxígeno como intermedio reactivo.
- Auto-oxidación
La auto-oxidación es un proceso dinámico que evoluciona con el tiempo. Durante la secuencia de reacción, es posible distinguir tres etapas de evolución oxidativa clásicamente divididas en iniciación, propagación y terminación 3,4,5,6,7.
La auto-oxidación es un proceso dinámico que evoluciona con el tiempo. Durante la secuencia de reacción, es posible distinguir tres etapas de evolución oxidativa clásicamente divididas en iniciación, propagación y terminación 3,4,5,6,7.
- Oxidación enzimática
La oxidación de lípidos puede ocurrir por catálisis enzimática, es decir, por la acción de lipoxigenasa. Esta enzima actúa sobre los ácidos grasos poliinsaturados (como los ácidos linoleico y linolénico y sus ésteres), catalizando la adición de oxígeno a la cadena de hidrocarburos poliinsaturados.
La oxidación de lípidos puede ocurrir por catálisis enzimática, es decir, por la acción de lipoxigenasa. Esta enzima actúa sobre los ácidos grasos poliinsaturados (como los ácidos linoleico y linolénico y sus ésteres), catalizando la adición de oxígeno a la cadena de hidrocarburos poliinsaturados.
Un aspecto importante del desempeño de la lipoxigenasa está relacionado con su capacidad para co-oxidar sustratos (carotenoides, tocoferoles, clorofila, proteínas, etc.), siendo responsable de iniciar nuevos procesos oxidativos6.
2. MÉTODOS PARA EVALUAR EL GRADO DE OXIDACIÓN DE LÍPIDOS
La evaluación del estado de oxidación de aceites y grasas, es decir, la medida de rancidez, es una determinación importante a nivel industrial. Es principalmente un medio para controlar y garantizar la calidad de las materias primas compradas, así como un método de control de calidad de los productos vendidos¹.
Es importante distinguir entre las pruebas para determinar la estabilidad oxidativa en condiciones normales de almacenamiento (pruebas de estabilidad en tiempo real) y la evaluación de la resistencia a la oxidación realizada por pruebas predictivas, que promueven el envejecimiento acelerado (pruebas de estabilidad aceleradas). ) (Fig. 1) 4.
Figura 1– Pruebas de estabilidad oxidativo4
Los ensayos acelerados, utilizando las condiciones estandarizadas de oxidación acelerada (oxigenación intensiva y / o tratamiento térmico, permiten estimar rápidamente la estabilidad oxidativa de una materia grasa o la efectividad “teórica” de un antioxidante, solo o en combinación¹. Los fenómenos de oxidación natural son procesos lentos, que a menudo tienen lugar durante varios meses.
La estabilidad en tiempo real a veces se vuelve incompatible con el control de calidad a nivel industrial8. De esa forma, las pruebas de estabilidad aceleradas son de particular importancia en la rutina analítica.
Análisis Sensorial
En la evaluación sensorial, la recogida de muestras a lo largo del tiempo permite seguir la aparición progresiva de los productos de degradación lipídica, que provocan malos olores, provocando el característico olor rancio y cambios de color¹.
Sin embargo, este análisis no puede constituir en sí mismo un método de control. Si, por un lado, los diferentes componentes de un producto influyen en la percepción, por otro lado, la sensibilidad difiere de un individuo a otro8,4,6,10.
Análisis de Sustratos de Oxidación
- Oxígeno
Los métodos de absorción de oxígeno se basan en el hecho de que la oxidación de grasas y aceites se traduce en un consumo medible de oxígeno atmosférico9.
Los métodos de absorción de oxígeno se basan en el hecho de que la oxidación de grasas y aceites se traduce en un consumo medible de oxígeno atmosférico9.
El estudio cinético del consumo de oxígeno, inherente a la degradación oxidativa, permite medir la duración de la fase de inicio (período de inducción) y / o su extensión bajo el efecto de un agente antioxidante.
Prueba de bomba de oxígeno (OXITEST): en este método la muestra se coloca en una bomba de acero inoxidable, que se conecta a un registrador de presión. El proceso oxidativo se acelera por el oxígeno a presión y el calentamiento Como resultado de la absorción de oxígeno, la presión dentro de la bomba disminuye9,10.
El Índice de Estabilidad Oxidativa (OSI): es un método que determina la resistencia relativa de grasas o aceites a la oxidación. El análisis OSI se puede utilizar, por ejemplo, para comparar varios aceites para evaluar la eficacia de los antioxidantes.13
Análisis de Productos Primarios de Oxidación
- Peróxidos
La evaluación de este parámetro de oxidación es generalmente realizadapor la determinacióndel Índice de Peróxido (IP), durante los primeros estados del proceso oxidativo. La variación en el nivel de peróxidos a lo largo del tiempo se produce de forma gaussiana, por lo que un nivel bajo de peróxidos no es garantía de una buena estabilidad oxidativa y, por el contrario, puede ser sinónimo de cambio pronunciado4.
La evaluación de este parámetro de oxidación es generalmente realizadapor la determinacióndel Índice de Peróxido (IP), durante los primeros estados del proceso oxidativo. La variación en el nivel de peróxidos a lo largo del tiempo se produce de forma gaussiana, por lo que un nivel bajo de peróxidos no es garantía de una buena estabilidad oxidativa y, por el contrario, puede ser sinónimo de cambio pronunciado4.
Análisis de Productos Secundarios de Oxidación
Los peróxidos, productos de oxidación primaria, son intermedios inestables, especialmente a temperaturas elevadas o en presencia de metales de transición. En el curso de su descomposición se producen compuestos de muy distinta naturaleza (aldehídos, cetonas, hidroxiácidos, hidrocarburos, polímeros), que genéricamente se denominan productos secundarios¹.
- Compuestos volátiles
Compuestos volátiles, hidrocarburos (pentano, n-hexano, etano), aldehídos (pentanal, hexanal, hexenal, 2-octenal, 2-nonenal) o cetonas (1,5-octadien-3-ona, 1-octen-3- ona), resultan de la descomposición de los productos primarios del proceso oxidativo (peróxidos). Aparecen en una etapa muy temprana del ciclo evolutivo y son la causa de la rancidez2,4. El hexanal es uno de los compuestos habitualmente determinados, ya que proviene de la degradación del ácido linoleico y araquidónico, que son parte integrante de una amplia variedad de productos¹.
Compuestos volátiles, hidrocarburos (pentano, n-hexano, etano), aldehídos (pentanal, hexanal, hexenal, 2-octenal, 2-nonenal) o cetonas (1,5-octadien-3-ona, 1-octen-3- ona), resultan de la descomposición de los productos primarios del proceso oxidativo (peróxidos). Aparecen en una etapa muy temprana del ciclo evolutivo y son la causa de la rancidez2,4. El hexanal es uno de los compuestos habitualmente determinados, ya que proviene de la degradación del ácido linoleico y araquidónico, que son parte integrante de una amplia variedad de productos¹.
La determinación de esos productos generalmente se realiza mediante inyección directa CG o headspace2,11. Los cromatogramas obtenidos no siempre son fáciles de interpretar debido al elevado número de picos presentes.
4. EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE
Los antioxidantes pueden definirse como sustancias que, en una concentración considerablemente inferior a la del sustrato oxidable, retrasan la rancidez oxidativa, ralentizando la reacción o prolongando su período de inducción3,4,12.
La determinación de la eficacia de un antioxidante a menudo corresponde a la medida de la extensión del período de inducción resultante de su adición. Este agrandamiento a veces se expresa como un índice antioxidante o factor protector.(Fig.2)9.
Figura 2 – Determinación de la capacidad antioxidante9
5. CONCLUSIÓN
La metodología utilizada para evaluar el grado de efectividad de los sistemas antioxidantes es básicamente la misma que se utiliza para determinar la estabilidad oxidativa de los sistemas lipídicos, por lo que su interpretación se puede realizar en conjunto. La aplicación de diferentes técnicas analíticas, la adopción de diferentes condiciones de ensayo y la medición de diferentes indicadores de oxidación sirven como herramienta en la toma de decisiones sobre aspectos oxidativos y también en la calificación de proveedores y garantía de la calidad del producto final.
Referencias
1 Silva,F.A.M.; Seminário de Mestrado, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, Portugal,1997 (emparte).
2 St.Angelo,A.J.; Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 1996, 36, 175.
3 Castera-Rossignol,A.; Bosque,F.; OCL 1994, 1, 131.
4 Berset,C.; Cuvelier,M.-E.; Sciences des Aliments 1996, 16, 219.
5 Coupland,J.N.; McClements,D.J.; Trends Food Sci. & Technol. 1996, 7,83.
6 Hamilton,R.J.; Rossell,J.B.; Hudson,B.J.F.; Löliger,J.; In Rancidity in Foods; AllenJ.C., Hamilton R.J.,Ed.; Applied Science Publishers LTD.; London, 1983, p.1.
7 Ladikos,D.;Lougovois,V.;FoodChem.1990,35,295.
8 Frankel,E.N.;TrendsFoodSci.&Technol.1993,4,220.
9 Jadhav,S.J.; Nimbalkar,S.S.; Kulkarni,A.D.; Madhavi,D.L.; Rajalakshmi,D.; Narasimhan,S.; In Food Antioxidants:Technological, Toxicological, and Health Perspectives; Madhavi D.L., DeshpandeS.S., Salunkhe D.K., Ed.; Marcel DekkerInc.; NewYork 1996; p.5.
10 Sims,R.J.;Fioriti,J.A.; In CRC Handbook of Food Additives, 2ª edition,vol.II; Furia T.E.,Ed.; CRC Press Inc. 1980;p.13.
11 Frankel,E.N.; Huang,S.-W.; Kanner,J.; German,J.B.;J.Agric.FoodChem. 1994, 42,1054.
12 Halliwell,B.; Aeschbach,R.; Löliger,J.; Aruoma,O.I.;FdChem.Toxic.1995,33,601.
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Autores:
Kemin Industries, Inc
Referentes que Recomendaron :
Lic. Carlos A. Rivero Lozada, Pedro Valle Vega y 1 másRecomendar
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Universidad Autónoma Chapingo
25 de mayo de 2023
En el caso del las grasas en carnes la forma indirecta es ofrecer vitaminas y minerales para reducir la rancidez y preservar mas tiempo en anaquel.
Ya se ha dicho sobredosis de VitADE, selenio por arriba de los requerimientos nutricionales.
El Iodo en la dieta ayuda a la conservación de la carne pero es mas efectivo en Leche y Huevo. No por ello descuidar incluirlo en suplementación alta.
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24 de mayo de 2023
Para quienes quieran mejorar la vida cambiando sus hábitos alimenticios y dejar de creer o al menos dudar de la propaganda mundial a favor de los "aceites vegetales" y en contra de los sucedáneos de origen animal, les copio este enlace que en términos sencillos plantea el peligro de estos productos oleosos. https://www.bbc.com/mundo/noticias-36848631 No me crea a mí...INVESTIGUE...
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Universidad Autónoma Chapingo
23 de mayo de 2023
Aceite vegetal, grasa de res, manteca de cerdo y manteca de aceite de hidrogenación. ¿Cuál usar? Cierto el aceite de olivo es fino y por su costo se cuidan las cantidades a freír, ese es el máximo beneficio ofrecido, con poco se guisa el platillo. Lo mismo para aceite de ajonjolí.
Cada producto tiene su temperatura previo a hacer humo. LA REVISTA ANIAME se edita trimestral. Es de la industria comestible.
Para mis gustos el de maíz da mejor sabor, el de algodón es económico, el de canola si sube la temperatura huele a pescado, el de soya se supone nutritivo, etc, etc.
Hay que saber usar cada producto para cada necesidad.
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6 de mayo de 2023
Definitivamente el aceite de oliva virgen no debe usarse para cocinar o freír. La temperatura alta produce compuestos dañinos. Debe consumirse tal cual, en ensaladas, p. Ej. La manteca de cerdo podría utilizarse a cambio.
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Huevos Prodhin
4 de mayo de 2023
Comparto Ing- Peleo constante con Médicos y Nutricionistas que las grasas saturadas de origen NATURAL, no son negativas para el ser humano. Y su digestibilidad puede bajar tanto como a un 70%.
La vianda de norteamericana en la segunda Guerra Mundial, fué la famosa tableta de chocolates con huevo y un ciento porcentaje de grasas saturadas indigestibles.
Ello proporcionaba a la tropa un alimento completo, concentrado, con pocas "deposiciones" semanales sin riesgo de estreñimiento.
Me crié en el campo y la grasa saturada ovina evitaba el estreñimiento en una alimentación de muy baja fibra.
Y comparto plenamente los riesgos de oxidación de los ácidos grasos insaturados.
Requieren conciencia, análisis y un manejo cuidadoso.
Sin olvidad que algunos Omega6 (la mayoría) son imflamatorios.
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Huevos Prodhin
3 de mayo de 2023
Sobre el comentario del Ing,Besso a quien sigo por su calificada opinión.
Me permito aportarle una observación concreta de trabajar más de 10 años con PRENSA de Harina de Carne a tornillo "cónico" (similares a las de aceite)
Las grasas que salen primero son la menor punto de fusión y más amarillas. Las que quedan en el producto son la de mayor punto de fusión, más blancas y más saturadas.
Lo mismo pasa con las prensas de Oliva. El "virgen" es amarillo-verdoso.
En los aceites de oliva españoles recomiendo hacer una prueba simple: colocar en plato pequeño blanco algo de aceite en la heladera y observarlo al otro día.
Si aparecen manchas más endurecidas blancas es síntoma de presencia algún porcentaje de aceite de extracción por solvente, ya que en el expeller quedan las grasas más saturadas y de mayor punto de fusión.
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Ojai Alimentos S.A. de C.V.
2 de marzo de 2021
De forma más específica, los antioxidantes incorporados a la dieta del animal deben cumplir los siguientes requisitos.
- Deben prevenir el deterioro de los lípidos de origen animal y vegetal, vitaminas, carotenoides
y otros componentes del pienso susceptibles a la auto oxidación.
- Su uso debe ser seguro, sin que se observen efectos tóxicos a las dosis empleadas.
- Deben ser efectivos a dosis bajas.
- Deben tener un coste que haga viable su utilización en la práctica.
- La utilización de antioxidantes debe en última instancia permitir que se reduzca el consumo de nutrientes antioxidantes tales como el selenio, o la vitamina E -tocoferoles- o la deficiencia
de otros nutrientes susceptibles a la oxidación como la vitamina A.
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CADIA - Centro Argentino de Ingenieros Agrónomos
25 de enero de 2021
Tengo una consulta desde hace mucho tiempo.
En mi país, por diversas razones económicas, se suel incorporar en los alimentos balanceados, poro de soja desactivado pero conservando la totalidad de su aceite o en su defecto, poroto de soja, parcialmente exprimido. A este producto que se lo llama "EXPELLER" de soja, le queda como remanente hasta un 8 % de aceite (los de cadenas más largas pero también algo insaturados).
Los animales monogástricos, suelen montar sus depósitos grasos con esos ácidos grasos insaturados.
Esta característica desmejora la calidad de las canales de pollos y en especial de cerdos.
Demás está decir que todo intento de producir charcutería o embutidos frescos para secar, termina en productos que no se pueden estacionar debidamente.
Se los espolvorea con pimentón (que oficiaría de un antioxidante a base de carotenos) y/o se los envasa al vacío con bolsas de 100 um para retardar el ingreso de oxigenos, pero también se impiden los proceso madurativos.
Es así que partiendo de excelentes materias primas, no se logran productos de buena calidad.
Quisiera saber que tipo de análisis se pueden efectuar tomando muestras de las canales, para determinar apenas el animal es abatido, cual es la ranciabilidad de esa canal fresca. ¿Qué tiempo puede tardar en producirse esas rancideces, profundidad, etc.
Tengo sabido que los "ÍNDCES DE IODO" era lo usual, pero me gustaría actualizarme para saber si han aparecido nuevos métodos de detección.
Desde ya muchas gracias y a sus órdenes
Ing.Agr. Daniel Carls Besso
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24 de mayo de 2023
La mayor parte de grasas comestibles, se degradan en presencia de calor, una mas otras menos. Tambien dentro de las grasas vegetales; se clasifican en; Gasas para aderezar y grasas para cocinar.
Las gasas para aderezar: no son pasadas por una refinación química, por tal condición; cuando se usan para cocinar y en presencia del calor, se degradan rapidaménte, formando sustancias químicas indeseables no comestibles. Caso concreto; el aceite de oliva.
Las grasas para cocinar: Si son pasadas por una refinación química, blanqueo y desodorizasión: en esta ultima etapa a temperatura de 220ºC y alto vació para extraerles las sustancias químicas indeseables, por tal condición; los aceites para cocinar se vuelven mas estables a la temperatura.
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7 de marzo de 2022
Buenaa tardes para todos.
Aprovechando los múltiples comentarios al interesante artículo de la Dra. Natalia me permito informarles que tengo dos formulaciones de Antioxidantes para harina de pescado y piensos alimenticios. SIN ETOXIQUINA.
En caso de estar interesados y para más detalles, favor comunicarse a juanlofe@gmail.com
Cordial saludo,
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