Ανάπτυξη και εφαρμογή άμεσης μεθόδου μεθυλίωσης λιπιδίων σε διάφορα τρόφιμα για τον προδιορισμό της σύστασης των λιπαρών οξέων

Abstract

Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αφορά τον προσδιορισμό των λιπαρών οξέων και της λιποπεριεκτικότητας διαφόρων προϊόντων της εταιρείας ΓΙΩΤΗΣ Α.Ε. με έμφαση τις βρεφικές τροφές. Για τον σκοπό αυτό επιλέχθηκε η τεχνική της αέριας χρωματογραφίας (GC) με ανιχνευτή ιοντισμού φλόγας. Αρχικά, εφαρμόσθηκε η επίσημη μέθοδος AOAC μέθοδος 996.06, η οποία περιλαμβάνει διαδοχικά στάδια υδρόλυσης του τροφίμου και απομόνωσης των λιπιδίων. Κατόπιν, τα λιπίδια μετεστεροποιούνται και προσδιορίζονται με GC. Δεδομένου ότι η μέθοδος AOAC είναι χρονοβόρος και απαιτεί πληθώρα αντιδραστηρίων, αναπτύχθηκαν δύο μέθοδοι άμεσης μεθυλίωσης λιπιδίων στη μήτρα του τροφίμου. Η μία μέθοδος βασιζόταν στην μέθοδο Christie, η οποία περιλαμβάνει όξινη κατάλυση ενός σταδίου, ενώ η άλλη μέθοδος αποτελούσε τροποποίηση της μεθόδου ISO 12966-2 και περιλαμβάνει όξινη και βασική κατάλυση σε διαδοχικά στάδια. Οι τρεις μέθοδοι ελέγχθηκαν ως προς την επαναληψιμότητα και την ορθότητα αναλύοντας πιστοποιημένο υλικό αναφοράς (CRM) καθώς και σκόνη βρεφικού γάλακτος (Sanilac) για την οποία υπήρχαν διαθέσιμα δεδομένα από την εταιρεία. Έπειτα, η επίσημη μέθοδος και η μέθοδος Christie εφαρμόσθηκαν και σε άλλα προϊόντα της εταιρείας, όπως σοκολάτα γάλακτος, απομίμηση σοκολάτας, τρούφα σοκολάτας, κ.α. Όσον αφορά την λιποπεριεκτικότητα του υλικού αναφοράς, οι τρεις μέθοδοι διέφεραν στατιστικώς σημαντικά (p < 0,05). Η μέθοδος AOAC έδωσε την χαμηλότερη τιμή ενώ η μέθοδος ISO την μεγαλύτερη. Ωστόσο, οι τιμές λιποπεριεκτικότητας και των τριών μεθόδων βρίσκονταν μέσα στο αποδεκτό εύρος τιμών της πιστοποιημένης τιμής (30.43 g/100g). Όσον αφορά τις επιμέρους κατηγορίες λιπαρών οξέων, η περιεκτικότητα σε κορεσμένα λιπαρά οξέα ήταν παρόμοια (p > 0.05) μεταξύ των τριών μεθόδων και δεν διέφερε σημαντικά από την πιστοποιημένη τιμή (11.10 g/100g). Όμοια αποτελέσματα ελήφθησαν για τα μονοακόρεστα και πολυακόρεστα λιπαρά οξέα, ωστόσο, οι τιμές και των τριών μεθόδων διέφεραν σημαντικά (p < 0.05) από τις αντίστοιχες πιστοποιημένες τιμές. Η μέθοδος Christie χαρακτηριζόταν από καλύτερη επαναληψιμότητα, σύμφωνα με την μέγιστη τιμή της % σχετικής τυπικής απόκλισης που παρατηρήθηκε (RSD: 3,92%). Η % ανάκτηση των επιμέρους λιπαρών οξέων κυμάνθηκε σε ικανοποιητικά επίπεδα (80- 120%) στις περισσότερες περιπτώσεις. Στις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν σε σκόνη βρεφικού γάλακτος, παρατηρήθηκε πως η λιποπεριεκτικότητα που προσδιορίσθηκε με τη μέθοδο ISO βρέθηκε σημαντικά μεγαλύτερη (p < 0.05) από την αντίστοιχη των δύο άλλων μεθόδων (AOAC, Christie), οι οποίες δεν διέφεραν μεταξύ τους (p > 0.05). Παρόμοια αποτελέσματα ελήφθησαν για τα μονοακόρεστα και πολυακόρεστα λιπαρά οξέα. Ωστόσο, η περιεκτικότητα σε κορεσμένα λιπαρά οξέα διέφερε σημαντικά μεταξύ των τριών μεθόδων. Όπως και στην περίπτωση του υλικού αναφοράς, η μέθοδος Christie χαρακτηριζόταν από πολύ καλή επαναληψιμότητα. Οι τιμές περιεκτικότητας των επιμέρους λιπαρών οξέων ήταν παρόμοιες (p > 0.05) μεταξύ των μεθόδων AOAC και Christie, ενώ οι αντίστοιχες τιμές της μεθόδου ISO βρέθηκαν υπερεκτιμημένες (p < 0.05). Αξίζει να αναφερθεί πως παρόμοιες δοκιμές εφαρμόσθηκαν και σε άλλα προϊόντα της εταιρείας ΓΙΩΤΗΣ Α.Ε. Ωστόσο, λόγω της περιορισμένης έκτασης των δοκιμών δεν κατέστη δυνατή η εξαγωγή ασφαλών συμπερασμάτων. Συμπερασματικά, η μέθοδος άμεσης μεθυλίωσης με όξινη κατάλυση ενός σταδίου (τροποποιημένη μέθοδος Christie) φαίνεται να αποτελεί μια γρήγορη και αξιόπιστη εναλλακτική της επίσημης μεθόδου AOAC για τον ταυτόχρονο προσδιορισμό των λιπαρών οξέων και της ολικής λιποπεριεκτικότητας σε σκόνη βρεφικού γάλακτος.

The purpose of this thesis is to determine the fatty acids and the fat content of various products of JOTIS SA. with emphasis on infant formulas. For this purpose gas chromatography (GC) with flame ionization detector was selected. Initially, the official method AOAC 996.06 was applied, which comprises sequential hydrolysis and lipid isolation steps. The lipids are then transesterified and determined by GC. Since the AOAC method is time consuming and requires large quantities of solvents, two methods of direct lipid methylation in the food matrix were developed. One of them was based on the method reported by Christie, which involves acidic catalysis in one step, while the other method was a modification of ISO 12966-2 and involves acidic and basic catalysis in successive steps. The three methods were tested for repeatability and accuracy by analyzing certified reference material (CRM) as well as infant formula (Sanilac) for which company data were available. Then, the method of AOAC and Christie's were applied to other products of the company, such as milk chocolate, chocolate imitation, chocolate truffle, and more. Regarding the fat content of the certified reference material, the three methods differed statistically significantly (p <0.05). The AOAC method gave the lowest value while the ISO method gave the highest value. However, the fat content values ​​of all three methods were within the acceptable range of the certified value (30.43 g / 100g). The content of saturated fatty acids was found similar (p> 0.05) between the three methods and did not differ significantly from the certified value (11.10 g / 100g). Similar results were obtained for monounsaturated and polyunsaturated fatty acids. However, the three methods differed significantly (p <0.05) from the corresponding certified values. Christie's method was characterized by better repeatability, according to the maximum value of relative standard deviation observed (RSD: 3.92%). The recovery of individual fatty acids was ranged in satisfactory levels (80-120%), in most cases. In the infant milk powder tests, the fat content determined by the ISO method was found significantly higher (p < 0.05) than the corresponding one of the other two methods (AOAC, Christie), which did not differ significantly (p> 0.05). Similar results were obtained for the content of monounsaturated and polyunsaturated fatty acids. On the contrary, the content of saturated fatty acids differed significantly between the three methods. As with the CRM, the Christie method was characterized by very good repeatability. The content of individual fatty acids was similar (p> 0.05) between the AOAC and Christie methods, while the corresponding values ​​of the ISO method were found to be overestimated (p <0.05). It is worth mentioning that similar tests were applied to other products of JOTIS S.A. However, due to time limitation, it was not possible to draw safe conclusions. In conclusion, the direct one-step methylation method (modified Christie’s) appears to be a quick and reliable alternative to the official AOAC method for the simultaneous determination of individual fatty acid content as well as total fat content of infant formula.