Τεχνολογίες αυτοματοποίησης στον ποιοτικό έλεγχο του ελαιολάδου

Abstract

Η καλλιέργεια της ελιάς υφίσταται από τα πανάρχαια χρόνια , κυρίως στις περιοχές γύρω από τη λεκάνη της μεσογείου , προσέφερε και προσφέρει ένα από τα βασικότερα είδη διατροφής του ανθρώπου και συνδέθηκε με όλους τους πολιτισμούς που αναπτύχθηκαν σε αυτές. To ελαιόλαδο χρησιμοποιήθηκε σε ποικίλες χρήσεις πέρα από την διατροφή αποτελώντας την βασική καύσιμη-φωτιστική ύλη ήταν από τα λίγα γνωστά φαρμακευτικά μέσα για πολλούς αιώνες. «Υγρό χρυσάφι», κατά τον Όμηρο. «Ίαμα», το αναφέρει ο Ασκληπιός. Με την πάροδο του χρόνου παρουσία παραγόντων όπως η υγρασία , η θερμοκρασία , τα ένζυμα , οι μικροοργανισμοί , τα μέταλλα απελευθερώνονται λιπαρά οξέα από τα γλυκερίδια με αποτέλεσμα την υδρόλυση του ελαιολάδου . Γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα αρχικά την αύξηση της οξύτητας, στην συνέχεια την αύξηση του αριθμού υπεροξειδίων , ακολουθούμενη από την αύξηση κετονών , αλδεϋδών με τελικό αποτέλεσμα την αλλαγή της γεύσης , του αρώματος και τελικά την υποβάθμιση της ευεργετικής αξίας του , στον ανθρώπινο οργανισμό. Προφανώς οι παραπάνω αλλοιώσεις έχουν αρνητική επίπτωση και στην της εμπορική του αξία. Γεγονός το οποίο καθιστά απαραίτητο τον έλεγχο της οξειδωτικής κατάστασης του ελαιολάδου κατά την διάρκεια της παραγωγής , αποθήκευσης ,τυποποίησης και διακίνησης του. Η επίσημη μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του αριθμού υπεροξειδίων είναι χρονοβόρα με παραγωγικότητα μονοψήφιου αριθμού αναλύσεων ανά βάρδια, γίνεται δια χειρός ( υποκειμενικότητα) , μεγάλη κατανάλωση σε οργανικούς διαλύτες (10 ml χλωροφόρμιο , 15 ml οξικού οξέος ) ανά προσδιορισμό τιμής υπεροξειδίων . Με σκοπό την βελτίωση των παραπάνω χαρακτηριστικών της επίσημης μεθόδου δημιουργείται η αναγκαιότητα αυτοματοποίησης αναλυτικών μεθόδων ώστε να είναι δυνατή η ανάλυση μεγάλου αριθμού αναλύσεων σε μικρό χρονικό διάστημα , με τρόπο φιλικότερο (120 μL οξικού οξέος , 300 μL προπανόλης ανά μέτρηση) προς το περιβάλλον , και μέγιστη αξιοπιστία .Στην παρούσα διατριβή περιγράφεται η ανάπτυξη και εφαρμογή της μέτρησης της τιμής των υπεροξειδίων στο ελαιόλαδο και εν δυνάμει και σε άλλες λιπαρές ουσίες με την χρήση αναλυτών προηγμένης ιατρικής τεχνολογίας. Στους συγκεκριμένους αναλυτές όλα τα στάδια της ανάλυσης , δειγματοληψία , φωτομέτρηση , ανάλυση δεδομένων και τελικά υπολογισμός των αποτελεσμάτων γίνονται με πλήρως αυτοματοποιημένο τρόπο μέσω εντολών ηλεκτρονικού υπολογιστή , προσδίδοντας άριστη ακρίβεια και επαναληψιμότητα. Οι βιοχημικοί αναλυτές διαθέτουν τα πλεονεκτήματα της ευκολίας στην χρήση , μεγάλης ταχύτητας αναλύσεων . Η συγκεκριμένη ερευνητική εργασία περιλαμβάνει τις ακόλουθες ενότητες : (α) Σχεδιασμός πρωτοκόλλου μέτρησης τιμής υπεροξειδίων σε Βιοχημικό αναλυτή (Κεφάλαιο 3 ) . Προκαταρκτικοί έλεγχοι αντοχής εξοπλισμού στην επαφή με τα απαιτούμενα αντιδραστήρια της συγκεκριμένης μεθόδου . Έγινε έλεγχος αντοχής ελέγχτηκε της κυψελίδας , των σωληνώσεων , και των δειγματοληπτών όπου και τα αποτελέσματα ήταν θετικά . Βελτιστοποίηση πρωτοκόλλου : Βελτιστοποίηση : όγκου δείγματος , μήκους κύματος μέτρησης , συγκέντρωσης Ιωδιούχου Νατρίου , ανάδευσης , χρόνου επώασης. (β) Επικύρωση πρωτοκόλλου (Κεφάλαιο 4 ) : Προετοιμασία δειγμάτων παραλαβή προτύπων δειγμάτων , ανάλυση με την επίσημη μέθοδο , βαθμονόμηση με χρήση δειγμάτων ελαιολάδου , ανάλυση των δειγμάτων με την αυτοματοποιημένη μέθοδο , Συσχέτιση αποτελεσμάτων των δύο μεθόδων . (γ) Επικύρωση μεθόδου (Κεφάλαιο 5 ) : Προσδιορισμός Ακρίβειας ( Accuracy ), Επαναληψιμότητας (Repeatability) , Αναπαραγωγημότητας Reproducibility , Ανιχνευσιμότητας Detectability μεθόδου . Συμπέρασμα : Τα αποτελέσματα είναι πλήρως συμβατά με την επίσημη μέθοδο , αφού η προτεινόμενη μέθοδος τυποποιήθηκε ( βαθμονομήθηκε ) με πραγματικά δείγματα αναλυμένα με την επίσημη μέθοδο εξαλείψαμε το φαινόμενο μήτρας ( matrix effect ) . Επίσης η επαλήθευση-επικύρωση της μεθόδου η οποία έγινε σύμφωνα με τα πρότυπα του Ελληνικού Κειμένο Κοινοτικής Οδηγίας (2002/657/ΕΚ) είχε άριστα αποτελέσματα . Τέλος , τα χαρακτηριστικά της μεθόδου επιδέχονται βελτίωση με αύξηση του όγκου του δείγματος. Αυτό είναι φανερό από την μελέτη επαναληψιμότητα που έγινε για την μέτρηση του όγκου ( πίνακας 16 ) όπου φαίνεται ότι με αύξηση του όγκου από 7 μL , που χρησιμοποιείται στην παρούσα εργασία προσδιορισμού του Α.Υ., σε 9 μL η επαναληψιμότητα βελτιώνεται από 0,6% σε 0,2% CV.

The cultivation of olive trees existed since ancient times, especially in areas around the Mediterranean basin, and has offered one of the main foods of man and connected with all the cultures that developed them. To oil used in a variety of uses beyond the diet being the major fuel-lighting material was one of the few known pharmaceutical agents for many centuries. "Liquid gold" by Homer. 'Fix', mentions Asclepius. With the passage of time in the presence of factors such as humidity, temperature, enzymes, microorganisms, metals released fatty acids from the glycerides resulting hydrolysis of olive oil. Which leads initially acidification, then the increase of the peroxide, followed by increased ketones, aldehydes and ultimately change the taste, aroma and ultimately degrade the beneficial value of, the human body. Obviously the above changes have negative impact in the commercial value. Which makes it necessary to control the oxidation state of the oil during the production, storage, and handling of standardization. The formal method used for the determination of the peroxide is time consuming with low productivity few analyzes per shift, are manually (subjective), large consumption of organic solvents (10 ml chloroform, 15 ml acetic acid) by determining peroxide value. In order to improve the above features of the official method creates the need for automation of analytical methods to parse large number of tests in little time, with friendly manner (acetic acid 120 μL, 300 μL propanol per measurement) to the environment, and maximum reliability. This thesis describes the development and application of measuring the peroxide value of the oil and potentially in other fat using advanced medical technology analysts. In these analyzers all stages of analysis, sampling, metering, data analysis, and finally calculates the results are fully automated through command computer, giving excellent accuracy and repeatability. Biochemical analyzers have the advantages of ease of use, high speed analysis. This research paper includes the following sections: (A) Design Protocol measuring peroxide value in biochemistry analyzer (Chapter 3). Preliminary checks resistance equipment in contact with the reagents required with this method. Were checked, the cell strength was tested, pipework and samplers where the results were positive. Optimizing Protocol: Optimization: sample volume, measurement wavelength, concentration sodium iodide, stirring, time of incubation. (B) Validation Protocol (Chapter 4): Sample preparation standards receipt samples analyzed by the official method, calibration using olive oil samples, analysis of samples by the automated method, Correlation results of the two methods. (C) Validation method (Chapter 5): Determination of Precision (Accuracy), Repeatability ,Reproducibility, Detectability of the method. Conclusion: The results are fully compatible with the official method, since the proposed method was standardized (calibrated) with real samples analyzed by the official method eliminated the effect matrix. Also verification-validation of the method was in accordance with the standards of Greek texts EU Directive (2002/657/EC) had excellent results. Finally, the characteristics of the method can be improved by increasing the sample volume. This is evident from the study repeatability done to measure the volume (Table 16) showing that increased volume of 7 μL, used in this work determining A.Y., 9 μL repeatability is improved CV from 0.6% to 0,2% .