Lab

Facultad de Ingeniería EAP. Ingeniería Agroindustrial

DETERMINACION DEL INDICE DE ESTABILIDAD OXIDATIVA DE ACEITES UTILIZANDO EL EQUIPO RANCIMAT


DOCENTE: Dra. Luz Paúcar Menacho INTEGRANTES:  Cueva Paredes Estrella  De La Cruz Jara Oscar  Felipe Rodríguez Mitzy  Isique Valverde Rafael Moya Chauca Gleicer  CICLO: IX UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

2016 Página 1


I.

INTRODUCCION:

Los aceites vegetales provenientes de semillas son muy susceptibles al deterioro por oxidación debido a que la mayoría de ellos están compuestos por ácidos grasos insaturados (Frankel, 1998). La reacción de oxidación es una reacción en cadena, es decir, que una vez iniciada, continua acelerándose hasta la oxidación total de las substancias sensibles, apareciendo olores y sabores a rancio, se altera el color y la textura, y desciende el valor nutritivo al perderse algunas vitaminas y ácidos grasos poliinsaturados. Además, los productos formados en la oxidación pueden llegar a ser nocivos para la salud (Navas, 2010). La rancidez oxidativa, también llamada autoxidación, se trata de la reacción de oxigeno atmosférico con dobles enlaces de los ácidos grasos insaturados. Esta reacción genera los productos primarios de la oxidación (peróxidos e hidroperóxidos), los cuales por una serie de reacciones paralelas producen los compuestos secundarios de la reacción, sean estos volátiles, como aldehídos, cetonas y ácidos o no volátiles como dímeros, trímeros y polímeros, característicos de productos rancificados (Barrera, 1998).La estabilidad oxidativa se define como la resistencia de una matriz lipídica a la oxidación por efecto de la temperatura, luz, oxigeno, presencia de metales etc., lo que genera el deterioro de un aceite o grasa en un periodo de tiempo razonablemente corto (Frankel, 1998). El método de estabilidad oxidativa con RANCIMAT, incluido en los estándares nacionales e internacionales (OSI, AOCS Cd 12b-92), es la prueba automatizada del AOM, que mide el grado en el que un aceite se oxida cuando se hace burbujear aire a través de él. El producto de desdoblamiento, que es el ácido fórmico, es conducido hacia el agua destilada que se encuentra en una celda. El instrumento monitorea en forma continua la conductividad eléctrica del agua. En el momento en que la conductividad aumenta agudamente indica en forma inmediata el momento final de la prueba. En este método la estabilidad oxidativa se define como el tiempo (en horas) necesario para que la reacción de oxidación alcance el punto de inflexión en la representación gráfica de la conductividad vs Tiempo (Navas, 2010).

II.

OBJETIVOS



Determinar el tiempo de estabilidad oxidativa (tiempo de inducción) en aceite.



Calcular la vida útil del aceite a temperatura de almacenamiento (25ºC)



Reconocer el uso y manejo del equipo Rancimat modelo 743.

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III.

IV.

PROCEDIMIENTO:

RESULTADOS Y DISCUSION

Se realizó el análisis de estabilidad oxidativa de aceite de linaza a 3 temperaturas (100 °C, 110°C y 120°C) manteniendo el flujo de aire contante a 20 L/h.

100 °C

A C E I T E D E L IN A Z A C O M E R C IA L 1 0 0 °C 2 0 L /H / 3 .0 6 1 7

A C E I T E D E L IN A Z A C O M E R C IA L 1 0 0 °C 2 0 L /H / 3 .0 8 2 4

A C E I T E D E L I N A Z A C O M E R C I A L 1 0 0 ° C 2 0 L / H / 3 .0 4 4 7

In d u c t io n ti m e S t a b i li ty t im e m c /

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120 °C A C E I T E D E L IN A Z A C O M E R C I A L 1 2 0 °C 2 0 L /H / 3 .0 1 8 0

A C E I T E D E L I N A Z A C O M E R C I A L 1 2 0 °C 2 0 L /H / 3 .0 1 5 0

A C E I T E D E L IN A Z A C O M E R C I A L 1 2 0 ° C 2 0 L /H / 3 .0 1 5 6 In d u c t io n ti m e S t a b i li ty t im e m c / S µ

8 . 6 8

0 .0

0 .5

1 .0

1 .5

2 .0

2 .5

3 .0

3 .5

4 .0

4 .5

5 .0

5 .5

h


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140 °C A C E I T E D E L I N A Z A C O M E R C IA L 1 4 0 °C 2 0 L /H / 3 .0 0 5 8

A C E I T E D E L I N A Z A C O M E R C IA L 1 4 0 °C 2 0 L /H / 3 .0 1 3 0

A C E I T E D E L I N A Z A C O M E R C I A L 1 4 0 ° C 2 0 L / H / 3 .0 8 1 0

In d u c t io n ti m e S t a b i li ty ti m e m c / S µ

2 . 2 8

0 .0 0

0 .2 5

0 .5 0

0 .7 5

1 .0 0

1 .2 5

1 .5 0

1 .7 5

h

EXTRAPOLACION (20°C) AJUSTADO (eliminando los puntos que se diferencian de las repeticiones)


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DETERMINACION DEL INDICE DE ESTABILIDAD OXIDATIVA DE ACEITES UTILIZANDO EL EQUIPO RANCIMAT 15 0

12 5

10 0

C °

75

50

25

10 0

10 1

10 2

10 3

h

Nuestro aceite de linaza presenta una vida útil de 0.13 años, equivalente a 1 mes y 17 días a 20°C de temperatura.


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EXTRAPOLACION (25°C) AJUSTADO (eliminando los puntos que se diferencian de las repeticiones)

15 0 14 0 13 0 12 0 11 0 10 0 90 C °

80 70 60 50 40 30 20

10 0

10 1

10 2

10 3

h

Nuestro aceite de linaza presenta una vida útil de 0.09 años, equivalente a 1 mes y 2 días a 25°C de temperatura.

DISCUSIONES ESTABILIDAD OXIDATIVA UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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Según Maurer, N. et.al (2012). En la publicación:“Characterization and

authentication of a novel vegetable source of omega-3 fatty acids, sachainchi (Plukenetiavolubilis L.) oil”, nos dice: El alto contenido de ácidos grasos poliinsaturados hacen que los aceites sean propensos al deterioro oxidativo; este fenómeno, también conocido como rancidez oxidativa, genera productos primarios de oxidación como peróxidos e hidroperóxidos, y productos secundarios, en su mayoria volátiles, como aldehidos, cetonas y acidos; o no volatiles, como dimeros, trimeros y polimeros. Los productos de oxidacion alteran significativamente las propiedades nutraceuticas y sensoriales del aceite, generando olores y sabores indeseables y provocan la pérdida de valor nutricional, debido a la oxidacion de omegas y a la descomposicion de las vitaminas A, E y D, lo que lleva a una depreciacion del producto y a un rechazo del consumidor. La adición de antioxidantes a los aceites se hace con el objetivo de retardar los procesos de rancidez oxidativa, disminuir la posibilidad de generacion de compuestos tóxicos, evitar la decoloración de los pigmentos y disminuir la pérdida de valor nutricional causada por la degradacion de los acidos grasos esenciales y por la destruccion de las vitaminas A, E y; ademas, si los antioxidantes son de origen natural, refuerzan la actividad de los sistemas antioxidantes endogenos del consumidor, aportando una proteccion extra ante el estres oxidativo. 

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Según Barrera, D (1998). La rancidez oxidativa, también llamada autoxidación, se trata de la reacción de oxigeno atmosférico con dobles enlaces de los ácidos grasos insaturados. Esta reacción genera los productos primarios de la oxidación (peróxidos e hidroperóxidos), los cuales por una serie de reacciones paralelas producen los compuestos secundarios de la reacción, sean estos volátiles, como aldehídos, cetonas y ácidos o no volátiles como dímeros, trímeros y polímeros, característicos de productos rancificados. Según Frankel, E. (1998). La estabilidad oxidativa se define como la resistencia de una matriz lipídica a la oxidación por efecto de la temperatura, luz, oxigeno, presencia de metales etc., lo que genera el deterioro de un aceite o grasa en un periodo de tiempo razonablemente corto. Los aceites vegetales provenientes de semillas son muy susceptibles al deterioro por oxidación debido a que la mayoría de ellos están compuestos por ácidos grasos insaturados.


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Según Navas, P. (2010). La reacción de oxidación es una reacción en cadena, es decir, que una vez iniciada, continua acelerándose hasta la oxidación total de las substancias sensibles, apareciendo olores y sabores a rancio, se altera el color y la textura, y desciende el valor nutritivo al perderse algunas vitaminas y ácidos grasos poliinsaturados. Además, los productos formados en l a oxidación pueden llegar a ser nocivos para la salud. Según Nawar, W. (1996). La oxidación lipídica, al ser un fenómeno espontáneo e inevitable, implicando directamente en el valor comercial sea de los compuestos grasos, sea de todos los productos que a partir de ellos son formulados. Conduce a cambios que ocurren durante el proceso, distribución y preparación final de los alimentos. La oxidación de lípidos inicia también otros cambios en los alimentos que afectan su cualidad nutricional, seguridad, color, flavor y textura. Este aspecto es de gran importancia, no solamente bajo el enfoque económico, a través de pérdidas debido a la disminución de la vida útil, sino también por la posibilidad de que los radicales libres formados reaccionen con otros constituyentes de los alimentos provocando una reducción en la calidad nutricional de los mismos. Los ácidos grasos esterificados con el glicerol, formando los triacilglicéridos, son los principales componentes de la fracción lipídica. Entre los ácidos grasos están presentes estructuras insaturadas que son más susceptibles a la oxidación de que las saturadas. Los ácidos grasos insaturados pueden presentar una insaturación o más, donde se encuentran los ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) que presentan menor estabilidad oxidativa que los ácidos grasos monoinsaturados.

Zapata, K. et.al. (2015) en la publicación “Estabilidad oxidativa del aceite de Sacha inchi (Plukenetia volubilis Linneo) con suspensiones de mortino (Vaccinium meridionale SW )” nos muestra: La figura 2 muestra la evolucion en la formación de Compuestos Polares del aceite de Sacha inchi (Plukenetia volubilis Linneo) sometido a condiciones aceleradas de oxidacion con y sin suspensiones de mortino (Vaccinium meridionale SW ). Durante las primeras 6 horas, el contenido de CP es constante y no se observa un efecto protector de la suspension; sin embargo, despues de este tiempo la producción de Polares se incrementa y el efecto del incorporado se hace visible: la adicion de 1500 y 2000 mg L−1 de suspensiones al aceite redujo la velocidad de producción de CP en el 88,0 y 92,3%, respectivamente.


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DETERMINACION DEL INDICE DE ESTABILIDAD OXIDATIVA DE ACEITES UTILIZANDO EL EQUIPO RANCIMAT Durante todo el experimento, los valores de CP en presencia de las suspensiones (concentracion = 1500 mg L−1) fueron inferiores a 24%, lo que sugiere que la adicion de suplementos para aumentar la vida util del aceite de Sacha inchi (Plukenetia volubilis Linneo) es ideal.

El CP se mide como indicador de deterioro oxidativo y criterio de desecho de aceites y grasas, y la regulacion es exigente al prohibir aceites con valores superiores al 27% de CP. Los aceites con valores altos de CP presentan modificaciones de tipos sensoriales y nutricionales; ademas, algunos investigadores han reportado que cuando se suministran altas cantidades de CP a animales de experimentacion, estos presentan retraso en el crecimiento fetal, hipertrofia o hiperplasia hepatica, higado graso, ulceras gastricas y lesiones tisulares en corazon y riñón.

RANCIMAT


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DETERMINACION DEL INDICE DE ESTABILIDAD OXIDATIVA DE ACEITES UTILIZANDO EL EQUIPO RANCIMAT 

El test de Rancimat acelerado ha ganado aceptación en la actualidad debido a la sencillez con la que se mide y la reproducibilidad de los datos obtenidos. El PI, período de inducción, es el tiempo requerido para producir un repentino incremento de la conductividad, del cual se puede estimar de forma indirecta la estabilidad oxidativa del aceite. A mayor PI mayor estabilidad (Velasco et al.,

2000, 2009). 

Guida, L. et.al. (2015) en la publicación “Microencapsulación de aceite de lino para el desarrollo de un alimento funcional” indica: La figura 2 muestra las curvas de oxidación obtenidas para el aceite de lino microencapsulado y del aceite de lino sin microencapsular. Claramente se puede observar que las microcápsulas que contienen WPI (MGA/MD/WPI) fueron las más resistentes a la oxidación, como se deduce de su alto PI.

Según Navas, P. (2010). El método rancimat, incluido en los estándares nacionales e internacionales (OSI, AOCS Cd 12b-92), es la prueba automatizada del AOM, que mide el grado en el que un aceite se oxida cuando se hace burbujear aire a través de él. El producto de desdoblamiento, que es el ácido fórmico, es conducido hacia el agua destilada que se encuentra en una celda. El instrumento monitorea en forma continua la conductividad eléctrica del agua. En el momento en que la conductividad aumenta agudamente indica en forma inmediata el momento final de la prueba. En este método la estabilidad oxidativa se define como el tiempo (en horas) necesario para que la reacción de oxidación alcance el punto de inflexión en la representación gráfica de la conductividad vs Tiempo. Según artículo en la web (892 PROFESSIONAL RANCIMAT ) la determinación de la estabilidad a la oxidación de aceites y grasas es la aplicación mas común del 892 


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DETERMINACION DEL INDICE DE ESTABILIDAD OXIDATIVA DE ACEITES UTILIZANDO EL EQUIPO RANCIMAT PROFESSIONAL RANCIMAT. Se denomina estabilidad a la oxidación a la resistencia a oxidarse de las grasas y aceites. En el método Rancimat, se acelere el proceso de oxidación calentando el recipiente de reacción y haciendo pasar aire continuamente a través de la muestra, con lo cual se corrobora lo explicado por el docente en la práctica de laboratorio.Podemos comparar los resultados obtenidos con esta investigación en Influencia de los parámetros Rancimat sobre la determinación del índice de estabilidad oxidativa del aceite de Sesamum indicum L. En las figuras 2, 3 y 4 se muestran las curvas Rancimat, conductividad (μs/cm) vs tiempo (h), que evidencian el efecto de las condiciones experimentales de temperatura y flujo de aire sobre los valores de OSI para el aceite virgen de la semilla de sésamo. Este comportamiento podría atribuirse a la aceleración producida en la descomposición de hidroperóxidos de lípidos (Frankel, 2005).

Figura 2. Variación de la conductividad eléctrica a diferentes flujos y a la temperatura de 110°C.


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Figura 3. Variación de la conductividad eléctrica a diferentes flujos y a la temperatura de 130°C. La temperatura ejerció el efecto más importante sobre los valores de OSI en el aceite evaluado, lo cual era de esperarse ya que es conocido que la velocidad de las reacciones químicas tiende a duplicarse por cada 10 °C de aumento de la temperatura a la cual ellas ocurren (Navas, 2010). Por lo tanto, los valores más altos de OSI se obtuvieron a 110°C (Figura 2) y los más bajos se obtuvieron a medida que la temperatura aumenta 130 y 150°C (Figuras 3 y 4).

Figura 4. Variación de la conductividad eléctrica a diferentes flujos y a la temperatura de 150°C. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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DETERMINACION DEL INDICE DE ESTABILIDAD OXIDATIVA DE ACEITES UTILIZANDO EL EQUIPO RANCIMAT 

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La tabla 4 presenta los valores de tiempos de inducción determinados por Rancimat a 110°C, expresados en horas, de los aceites estudiados. El aceite de rosa mosqueta muestra una mayor estabilidad oxidativa, en relación a los aceites de semilla de linaza y chía. Este efecto podría explicarse por su composición en ácidos grasos menos poliinsaturados ya que contiene mayor proporción de ácido graso linoleico (41.6%) que linolénico (27.5%), y alto contenido de tocoferoles. La proporción de oxidación en ácidos grasos como esteárico, oleico, linoleico y linolénico, ha sido descrita en 1: 100: 1200: 2500, respectivamente (43). Con respecto al tiempo de inducción del aceite de semilla de chía, éste fue bastante menor (0.8 h) a lo descrito por Ixtaina et al. (20, 38) de 2.4 h. Sin embargo, estas diferencias podrían atribuirse a las menores temperaturas utilizadas en los ensayos realizados por estos autores (98°C).

La estabilidad oxidativa de una matriz lipídica depende de varios factores que incluyen el grado de insaturación de los ácidos grasos, composición de compuestos menores (tocoferoles, carotenoides, entre otros), condiciones medioambientales y presencia de antioxidantes, entre otros (43). El contenido de aceite presente en la semilla de chía es de alrededor de 33%, el cual presenta el mayor porcentaje de ácido α-linolénico conocido hasta el momento (62 - 64%) (Ayerza, 1995). Por otra parte, se ha informado elevados contenidos de ácido α-linolénico en aceite de Sacha Inchi (Plukenetia huayllabambana) de alrededor de 53,9% y en lino (57,5%) (Ixtaina, 2010; Ruiz, 2013).


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CONCLUSIONES: La Estabilidad a la oxidación de grasas y aceites Si grasas y aceites se exponen al aire y a la luz durante un tiempo prolongado, se oxidan y son objeto de reacciones de hidrólisis. Las grasas y los aceites adquieren entonces un sabor y un olor desagradables y se vuelven rancios. La estabilidad a la oxidación permite estimar la rapidez con la que una grasa o un aceite se vuelven rancios. Mediante el uso del 743 Rancimat también es posible caracterizar la eficacia de los aditivos antioxidantes. También se reconoció el uso y manejo del equipo Rancimat modelo 743, el cual es un equipo que utiliza el método de medir la estabilidad oxidativa de aceites y grasas en condiciones aceleradas, basado en la inducción de la oxidación de la muestra por exposición a elevadas temperaturas y flujo de aire constante. Por ultimo también cabe recalcar que algunos alimentos contienen antioxidantes adicionados para retardar la descomposición de las grasas y aceites, con el Rancimat 743 es posible determinar la efectividad de estos antioxidantes añadidos sin embargo demora más tiempo en poder determinarlos ya que son relativamente más estables que aquellos aceites vírgenes y puros. Concluimos que la estabilidad oxidativa de los aceites depende directamente de su composición y condiciones a la que está sujeta (condiciones medioambientales). Determinamos que la vida útil de los aceites en almacenamiento disminuye sino se conserva en condiciones de temperatura estables. Concluimos que la utilización del equipo de Rancimat es eficiente y rápido en la determinación del índice de estabilidad de aceite, determinación de la calidad de los aceites, eficiencia de los antioxidantes agregados y la perdida de la calidad a través del tiempo; puesto que nos permite simular la oxidación de los mismos. Se determinó el tiempo de estabilidad oxidativa (tiempo de inducción) o tiempo OSI en aceite de la linaza a diferentes temperaturas, los cuales fueron en promedio a 100°C = 7.905 , a 120°C =1.045 , a 140°C =0.315 que en realidad vienen a ser los tiempos que pasan desde el inicio hasta la producción de productos secundarios de la oxidación, con lo que podemos reafirmar que a mayor temperatura menos es el tiempo de inducción, es decir a altas temperaturas se producen reacciones más rápidamente. La Estabilidad a la oxidación de grasas y aceites Si grasas y aceites se exponen al aire y a la luz durante un tiempo prolongado, se oxidan y son objeto de reacciones de hidrólisis. Las grasas y los aceites adquieren entonces un sabor y un olor


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desagradables y se vuelven rancios. La estabilidad a la oxidación permite estimar la rapidez con la que una grasa o un aceite se vuelven rancios. Mediante el uso del 743 Rancimat también es posible caracterizar la eficacia de los aditivos antioxidantes. Se calculó la vida útil del aceite de linaza a temperatura de almacenamiento (25°C) mediante extrapolación, dándonos un tiempo de 0.2 años (2 mes y 13 días) , que es el valor obtenido y nos permite una estimación del tiempo que se puede almacenar este producto a temperatura ambiente. También se reconoció el uso y manejo del equipo Rancimat modelo 743, el cual es un equipo que utiliza el método de medir la estabilidad oxidativa de aceites y grasas en condiciones aceleradas, basado en la inducción de la oxidación de la muestra por exposición a elevadas temperaturas y flujo de aire constante. Por ultimo también cabe recalcar que algunos alimentos contienen antioxidantes adicionados para retardar la descomposición de las grasas y aceites, con el Rancimat 743 es posible determinar la efectividad de estos antioxidantes añadidos sin embargo demora más tiempo en poder determinarlos ya que son relativamente más estables que aquellos aceites vírgenes y puros. La estabilidad oxidativa del aceite de linaza está directamente relacionada con la cantidad de insaturaciones presente en su composición. Es decir, a mayor poliinsaturaciones, mayor será la tendencia a la oxidación del aceite. La estabilidad oxidativa del aceite de linaza está directamente relacionada con el contenido de peróxidos presente en su composición. Estos formados a través del proceso de oxidación y se mide a través del punto de inflexión con el equipo Rancimat. El equipo Rancimat nos permite medir indirectamente la vida útil de los aceites, acelerando el proceso de oxidación, dándole las condicione necesarias para esta reacción. El aceite de linaza pierde estabilidad al aumentar la temperatura de almacenamiento, presencia de luz y oxígeno. Es decir, se generan compuestos volátiles que fomentan la rancidez. El tiempo de vida útil de nuestro aceite de linaza es de 1 mes y 17 días a 20°C El tiempo de vida útil de nuestro aceite de linaza es de 1 mes y 2 días a 25°C


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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Influence of the Rancimat parameters on the determination of oxidative stability index of Sesamum Indicum L. Oil - Eudes Villanueva López, Darwin Castillo Benites, Gilbert Rodríguez Páucar*-

Instituto de Investigación Tecnológica

Agroindustrial, Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional del Santa, Av. Universitaria S/N – Garatea – Nuevo Chimbote, Ancash, Perú. 

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Navas, P. 2010. Componentes minoritarios y propiedades antioxidantes de aceites vírgenes y tortas residuales obtenidos por presión en frío a partir de fuentes vegetales convencionales y no convencionales. Tesis Doctoral. Universidad de Castilla La Mancha, Facultad de Ciencias Químicas. España. 302 p.

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Nawar, W.W. Lipids. In: FENNEMA, O.R. Food chemistry. 3.ed. New York: Marcel Dekker, 1996. p. 225-319. (Food science and technology).


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