Empleo de la calorimetría diferencial de barrido para el estudio de la estabilidad oxidativa de aceites.

Maria Antonia Grompone

15th AOCS Latin American Congress and Exhibition on Fats

23 de agosto del 2013.- Santiago (Chile)

Resistencia

Termocuplas

Termocupla del horno

Horno del Calorímetro (DSC)

Disco conductor

Línea de base

Cambio de fase total de un material graso.

Línea de base

Cambio de fase parcial de un material graso.

Contenido de sólidos en función de la temperatura.

Deterioro oxidativo por calentamiento

Determinado en un DSC

Provocado en un DSC

Método isotérmico

Método no isotérmico

Deterioro oxidativo:

cambios en los termogramas

y en la entalpía de fusión.

Deterioro de un aceite por

envejecimiento acelerado a 110 ºC

Aceite refinado de girasol

Fue sometido a un proceso de envejecimiento

acelerado a 110 ºC (equipo OSI) con burbujeo

de aire.

Se sacaron muestras a diferentes tiempos.

Termogramas del aceite de girasol (15 mg de muestra) sometido a un proceso de deterioro a 110 ºC.

Termogramas del aceite de girasol original y del aceite calentado durante 10 horas a 110 ºC (15 mg de muestra).

área

Cálculo de la entalpía de fusión a partir del termograma de fusión de un aceite.

Entalpía = área (potencia)/masa

Oxidación OSI y entalpía de fusión en función del tiempo de calentamiento (a 110 ºC).

Composición en ácidos grasos del aceite de girasol.

Área de los picos del ácido oleico y del ácido linoleico del aceite de girasol relativas al 17:0

(estándar interno).

Formación de compuestos polares en función el tiempo de deterioro a 110 ºC.

Aceites utilizados en

fritura de alimentos.

Termogramas de un aceite de arroz y de dos muestras usadas en fritura reiterada de alimentos.

Entalpías de fusión y contenido de polares de un aceite de arroz y de dos muestras usadas en fritura reiterada de alimentos.

Aceite de chía oxidado en

estufa a 80 ºC.

Espectro de absorción del aceite de chía oxidado a 80 ºC.

Termogramas del aceite de chía oxidado a 80 ºC.

Disminución del pico correspondiente a los TAG más insaturados

Corrimiento del pico a T mayor

Composición en ácidos grasos del aceite de chía.

Variación de la composición en ácidos grasos del aceite de chía oxidado a 80 ºC.

Variación del cociente 18:3/16:0 y del contenido de tocoferoles.

Deterioro oxidativo provocado

por el calentamiento en un

calorímetro diferencial de barrido

bajo atmósfera de oxígeno.

Resistencia

Termocuplas

Termocupla del horno

Horno del Calorímetro (DSC)

Disco conductor

oxígeno

Calorimetría isotérmica.

Potencia

tiempo

Thorno

Ot Tiempo de oxidación

40 ºC/min

Esquema de un termograma correspondiente a la oxidación isotérmica de un aceite.

termograma

Oxidación isotérmica del aceite de lino en un calorímetro diferencial de barrido, a diferentes temperaturas.

Oxidación isotérmica del aceite de chía en un calorímetro diferencial de barrido, a diferentes temperaturas.

Composición en ácidos grasos de los aceites de chía y de lino.

Oxidación isotérmica (130 ºC) en un calorímetro diferencial de barrido.

Cálculo de la energía de activación aparente y del factor pre-exponencial

aparente (teoría de Arrhenius).

RECTA: log (1/Ot) vs. 1/T

Gráfica del log(1/Ot) vs. 1/T para la oxidación isotérmica del aceite de chía y del aceite de lino.

Energía de activación aparente (Ea) y constante específica de velocidad (k) a 110 ºC: método isotérmico.

Enranciamiento acelerado con burbujeo de aire a 110 ºC para los aceites de chía y de lino (método OSI).

60 min

126 min

Enranciamiento acelerado con burbujeo de aire a 110 ºC (tiempo de inducción OSI) y tiempo de oxidación (Ot) calculado a 110 ºC a partir

de los parámetros cinéticos de DSC isotérmica.

Calorimetría no isotérmica.

Oxidación isotérmica del aceite de lino en un calorímetro diferencial de barrido, a diferentes temperaturas.

130 ºC 135 ºC

140 ºC

145 ºC

Potencia

Temperatura

Thorno

OT Temperatura de oxidación

Velocidad de calentamiento (b)

Esquema de un termograma correspondiente a la oxidación no isotérmica de un aceite.

termograma

Potencia

tiempo

Thorno

Ot Tiempo de oxidación

40 ºC/min

Esquema de un termograma correspondiente a la oxidación isotérmica de un aceite.

termograma

Temperatura

Potencia

Ot OT

Tiempo

Potencia

Método isotérmico y no isotérmico para la oxidación de materiales grasos en un DSC.

Aceite de lino sin purificar a diferentes velocidades de calentamiento (ºC/min).

Termogramas para la oxidación no isotérmica de los aceites de chía, lino y chía purificado a una velocidad de

calentamiento de 15 ºC/minuto.

De acuerdo con Litwinienko et al. (1998) se cumple la ecuación:

b = velocidad de calentamiento (ºC min-1) OT = temperatura de oxidación (K) a y c = parámetros

Gráfica del log b vs. 1/OT para la oxidación no isotérmica de los aceites de lino, chía y chía purificado (sa).

Lwitinenko et al. (2001) describieron la relación existente entre la ordenada en el origen y el factor pre-exponencial (teoría de Arrhenius):

E’a = energía de activación (kJ mol-1) R = constante de los gases (8.3143 J mol-1 K-1 ) A’ = factor pre-exponencial ( min-1)

Energía de activación aparente (E’a) y constante específica aparente de velocidad (k’) a 110 ºC: método no isotérmico.

Comparación de las calorimetrías no

isotérmica e isotérmica.

Energía de activación aparente (E’a) y constante específica de velocidad aparente (k’) a 110 ºC: ambos métodos.