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Autori e AffiliazioneContesto: un olio complesso che richiede un controllo qualità accuratoUn controllo analitico efficace per comprendere ossidazione e idrolisiUn approccio analitico rapido per la determinazione di Perossidi e aciditàRisultati: identificazione delle condizioni ottimali di decolorazioneTabella riassuntiva dei risultati analiticiConclusioni: il ruolo di CDR FoodLab® nel supportare l’ottimizzazione della raffinazioneRiferimenti...
Autori e Affiliazione
Questo studio è stato condotto da Md Sanaul Huda, Preston Wilson, Niloy Chandra Sarker ed Ewumbua Monono,
Department of Agricultural and Biosystems Engineering, North Dakota State University, Fargo, ND, USA.
Contesto: un olio complesso che richiede un controllo qualità accurato
L’olio di mais ottenuto da distillazione (Distillers Corn Oil, DCO), sottoprodotto della produzione di bioetanolo, contiene elevate quantità di carotenoidi e presenta una colorazione intensa rosso–gialla. Il suo processo di raffinazione richiede un controllo accurato della rimozione dei pigmenti, preservando al contempo composti di valore nutrizionale come il β-carotene. La decolorazione rappresenta una fase centrale di questo processo, ma la combinazione ottimale tra quantità di argilla decolorante, temperatura e tempo di trattamento non era stata ancora definita.
Per colmare questo gap conoscitivo, il gruppo di ricerca ha condotto uno studio sistematico di ottimizzazione utilizzando la Response Surface Methodology (RSM), valutando 15 diverse condizioni di decolorazione.
Un controllo analitico efficace per comprendere ossidazione e idrolisi
Due parametri di qualità erano fondamentali per valutare l’effetto della decolorazione:
- Valore di Perossido (PV), indicatore della formazione dei prodotti primari di ossidazione.
- Acidità, che riflette l’entità delle reazioni idrolitiche.
Poiché numerose prove sperimentali dovevano essere monitorate in modo rapido e coerente, i ricercatori necessitavano di una soluzione analitica che garantisse:
- elevata riproducibilità,
- preparazione minima del campione,
- rapidità di analisi compatibile con un disegno sperimentale iterativo.
Un approccio analitico rapido per la determinazione di perossidi e acidità
Nello studio è stato utilizzato CDR FoodLab® per quantificare perossidi e acidità durante tutte le prove di decolorazione.
I principali vantaggi metodologici evidenziati includono:
- Cuvette monouso pre-riempite, che eliminano la gestione manuale dei reagenti.
- Volumi di campione estremamente ridotti (2,5–5 μL).
- Aggiunta diretta dell’olio nella cuvetta, senza titolazioni né preparazione di solventi.
- Determinazioni enzimatico–fotometriche rapide, ideali per misure ripetute.
I valori di PV e acidità ottenuti con il sistema CDR FoodLab® sono stati fondamentali per valutare la stabilità ossidativa e verificare i parametri di processo ottimali.
Risultati: identificazione delle condizioni ottimali di decolorazione
Il modello RSM ha individuato una condizione ottimale di decolorazione in grado di bilanciare riduzione del colore, conservazione del β-carotene e stabilità ossidativa:
- 1,2% di argilla decolorante
- 23,2 minuti
- 99,1 °C
In queste condizioni:
- I valori di PV sono rimasti entro l’intervallo tipico degli oli edibili raffinati (5–10 meq O₂/kg).
- I livelli di acidità sono rimasti stabili dopo la neutralizzazione.
- Le componenti di colore rosso e giallo sono state significativamente ridotte, limitando al contempo la perdita di β-carotene.
Nei campioni ottimizzati, i valori di PV misurati con CDR FoodLab® variavano tra 1,7 e 9,4 meq O₂/kg, confermando una stabilità ossidativa accettabile.
Tabella riassuntiva dei risultati analitici
| Parametro | Metodo analitico | Intervallo osservato | Interpretazione |
|---|---|---|---|
| Valore di Perossido (PV) | Cuvette fotometriche CDR FoodLab® | 1,7 – 9,4 meq O₂/kg | Conferma un controllo efficace dell’ossidazione primaria durante la decolorazione |
| Acidità (FFA) | Cuvette fotometriche CDR FoodLab® | 1,6 – 1,7 % (dopo neutralizzazione) | Indica un impatto idrolitico minimo durante la decolorazione |
| Riduzione del β-carotene | Spettrofotometria | 0,2 – 36 % | L’ottimizzazione mira a preservare il valore nutrizionale |
| Riduzione del colore rosso | Colorimetria Lovibond | 27 – 88 % | Forte dipendenza dalla quantità di argilla e dal tempo di trattamento |
| Riduzione del colore giallo | Colorimetria Lovibond | 0 – 83 % | Rimozione complementare dei pigmenti gialli |
Conclusioni: il ruolo di CDR FoodLab® nel supportare l’ottimizzazione della raffinazione
In questo studio condotto da Huda, Wilson, Sarker e Monono, le determinazioni ottenute con CDR FoodLab® hanno permesso analisi rapide e coerenti di PV e acidità, contribuendo al monitoraggio delle variazioni ossidative e idrolitiche durante le prove di decolorazione. Questi parametri sono stati essenziali per:
- validare l’efficacia della decolorazione,
- valutare gli effetti ossidativi,
- monitorare la variabilità del processo nelle 15 condizioni sperimentali.
Questo caso mostra come strumenti analitici pratici possano supportare un’ottimizzazione basata sui dati nella raffinazione degli oli alimentari e offrire indicazioni utili per la caratterizzazione di oli non convenzionali ad elevato potenziale nutrizionale.
Riferimenti
Optimizing Bleaching Process Parameters of Distillers Corn Oil for edible applications using a response surface methodology
Author links open overlay panel: Md Sanaul Huda, Preston Wilson, Niloy Chandra Sarker, Ewumbua Monono
Department of Agricultural and Biosystems Engineering, North Dakota State University, Fargo, ND, USA
Scince Direct - www.sciencedirect.com - Received 8 August 2024, Revised 31 October 2024, Accepted 2 November 2024, Available online 3 November 2024, Version of Record 9 November 2024.
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