Aplicación de indicadores nativos de fluorescencia para la evaluación rápida de daño térmico en el procesado de leche
- Autores: Ulises Alvarado Mamani
- Directores de la Tesis: Manuel Castillo Zambudio (dir. tes.), J. Saldo (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Esther Sendra Nadal (presid.), Artur Xavier Roig Sagués (secret.), Francesc Sepulcre Sánchez (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencia de los Alimentos por la Universidad Autónoma de Barcelona
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
El objetivo de esta tesis es la aplicación de indicadores nativos de fluorescencia para la cuantificación rápida de los cambios generados por el calor en varios marcadores de daño térmico, tales como: hidroximetilfurfural (HMF), grupos sulfhidrilo (-SH), ácido ascórbico (AA) y riboflavina (Rbf) en leche desnatada mediante espectroscopía de fluorescencia “front-face”.
Se llevaron a cabo cuatro experimentos: en los dos primeros se estudió la cinética de desaparición y/o aparición de los marcadores indicados y, a partir de la información generada, se construyeron modelos cinéticos, así como de predicción mediante marcadores de fluorescencia. En el tercer experimento, con la utilización de dos fluorímetros diferentes (sobremesa y fibra óptica), se validaron y recalibraron los modelos de predicción obtenidos anteriormente, empleando muestras generadas en planta piloto en condiciones industriales.
En el caso de los modelos cinéticos, éstos fueron validados y recalibrados combinando datos de los tres experimentos a fin de ampliar el número de muestras y obtener modelos mejorados. La aparición y/o degradación de los marcadores químicos estudiados se ajustó a cinéticas de primer orden. Se estimaron algunos parámetros cinéticos tales como la energía de activación, la constante preexponencial de Arrhenius y el coeficiente térmico.
Durante el proceso de validación de los modelos matemáticos de predicción de los marcadores, los indicadores estadísticos tales como CV (coeficiente de variación) y SEP (error estándar de predicción) resultaron elevados; más aún con los datos de fibra óptica, debido a diferencias de configuración óptica entre los espectrómetros de sobremesa y de fibra óptica. Por ello se realizó por una parte un recalibrado de los modelos de sobremesa con los datos de los tres experimentos, si bien en el caso del equipo de fibra óptica se procedió a la calibración empleando exclusivamente datos de planta piloto generados con el tercer experimento y consiguiente validación mediante el método de validación cruzada “leave one out”. La fluorescencia del triptófano, los compuestos intermedios de Maillard y la riboflavina excitada a 370 fueron los predictores más importantes en la calibración de los modelos. El mejor modelo seleccionado tanto para el equipo de sobremesa como para el de fibra óptica fue el correspondiente a la predicción del ácido ascórbico con CV<12% mientras que los modelos con mayor variabilidad de error fueron los del hidroximetilfurfural con CV<45%.
En un cuarto experimento se desarrolló un método de cuantificación rápida de riboflavina mediante la medida de fluorescencia “front-face”. Los valores obtenidos con el modelo desarrollado para cuantificar la riboflavina en leches comerciales no fueron significativamente diferentes de los obtenidos con los métodos convencionales (HPLC).
La fluorescencia “front-face” es un método rápido, sencillo y sin manipulación de muestra que permite calibrar modelos de predicción de los marcadores de daño térmico en leche. La aplicación en línea de los modelos desarrollados presenta un gran potencial para la mejora del control de los tratamientos térmicos en leche, si bien los resultados obtenidos hasta el momento indican que la implementación de los mismos requeriría una etapa previa de calibración en planta.
