Uma equipe de pesquisa do Leibniz Institute for Food Systems Biology, da Universidade Técnica de Munique (LSB), na Alemanha, aplicou a automação a um método de longa data para isolar compostos voláteis de alimentos, criando vantagens em relação ao processo manual existente, que inclui o potencial dos fabricantes de alimentos para aumentar os rendimentos e diminuir o risco de contaminação de substâncias não voláteis.

“Vimos algumas desvantagens da abordagem manual inicial e decidimos automatizá-la de acordo”, disse Martin Steinhaus, chefe da seção de Química de Sistemas Sensoriais do Leibniz Institute for Food Systems Biology, explicando que embora não seja um método destinado ao isolamento preparativo de voláteis de alimentos para serem usados como ingredientes alimentícios, é importante na pesquisa para otimização direcionada das propriedades sensoriais dos alimentos.

A aceitação e a demanda do consumidor dependem em grande parte das propriedades sensoriais dos alimentos. “Os aromatizantes são os principais contribuintes para as propriedades sensoriais e muito mais importantes do que os saborizantes, por exemplo”, disse Steinhaus. Os odorantes são voláteis. No entanto, apenas uma pequena parte dos voláteis contribui para o aroma.

Para encontrar os voláteis cruciais com odor ativo, a cromatografia gasosa-olfatometria (GC-O) é a técnica-chave. Em GC-O, os voláteis são separados por cromatografia gasosa. O nariz de um avaliador atua como um detector. Como todas as técnicas de cromatografia gasosa, a GC-O requer a remoção de todos os não voláteis antes da análise.

Se a formação de artefatos deve ser evitada, o processo está longe de ser trivial. “Evitar artefatos é uma necessidade absoluta na análise de odor, porque mesmo pequenos vestígios de artefatos altamente odoríferos podem falsificar completamente o resultado de uma análise GC-O”, acrescentou Steinhaus.

Os dados GC-O são a base para identificar os principais responsáveis pelo aroma dos alimentos. “Uma vez que esses atores-chave são conhecidos, sua quantificação ao longo da cadeia de valor alimentar identifica etapas cruciais de processamento e pode, assim, ser usada para otimizar as propriedades sensoriais dos alimentos”, observou Steinhaus.

Ingredientes não isolados têm um impacto sensorial em alimentos e bebidas acabados. “Se os odores-chave não resultarem em uma mistura atraente, os consumidores não compram o alimento”, afirmou Steinhaus.

De acordo com Steinhaus, as descobertas da equipe de pesquisa oferecem aos fabricantes de ingredientes e ao amplo campo de fabricação de alimentos, uma maneira de superar as propriedades sensoriais de um produto usando alternativas moleculares direcionadas e oferecer uma solução quando abordagens empíricas não são possíveis.

Os pesquisadores usaram a aplicação manual de evaporação de sabor assistida por solvente (SAFE) por duas décadas. O SAFE reuniu os principais elementos da descoberta anterior do equipamento de transferência de alto vácuo (HVT), que separava extratos de alimentos voláteis e não voláteis usando solventes de baixo ponto de ebulição e substituiu as várias unidades por um único dispositivo de vidro.

Depois de usar o aplicativo SAFE em seu laboratório por 20 anos, os pesquisadores viram desafios e oportunidades de otimização. Em primeiro lugar, os pesquisadores buscaram superar o alto nível de operação manual envolvido no método SAFE.

De acordo com os pesquisadores, os rendimentos também foram uma desvantagem com o método SAFE manual. Enquanto rendimentos de 100% foram possíveis com voláteis com baixo ponto de ebulição, os quais diminuíram em compostos com pontos de ebulição mais altos e quando os lipídios estavam presentes.

Grandes porções também foram um obstáculo ao uso do processo SAFE. Além de ter o potencial de diminuir o rendimento, os pesquisadores afirmam que, após um determinado limite, esses tamanhos resultam na transferência de não voláteis para o isolado volátil.

Ao estabelecer seu método aprimorado para isolar ingredientes, os pesquisadores extraíram voláteis não polares usando um solvente. Pequenas porções desse extrato foram, então, introduzidas em alto vácuo. O solvente evapora e conduz os voláteis dos alimentos através da parte central do aparelho para uma “armadilha fria” onde os voláteis são, então, recondensados.

Os não voláteis permanecem no frasco de evaporação e na parte central do aparelho, que é especialmente projetado para capturar gotículas não voláteis. A abordagem evita o calor, que é o principal responsável pela formação de artefatos.

A equipe de pesquisa substituiu a operação manual da válvula existente no funil de queda por uma válvula pneumática controlada eletronicamente. Para automatizar totalmente o equipamento SAFE existente, os pesquisadores adicionaram um sistema automático de recarga de nitrogênio líquido, detecção de endpoint e sistema de desligamento.

As principais descobertas da pesquisa indicam que a nova abordagem resulta em isolados voláteis representativos adequados para triagem de odor por GC-O. “É superior em termos de rendimento e evita a transferência não volátil em relação às técnicas anteriores”, disse Steinhaus.

Ao usar uma válvula automática, os pesquisadores afirmam que encontraram maiores rendimentos, especialmente para extratos de alimentos ricos em lipídios e para odorantes com pontos de ebulição comparativamente altos, bem como a eliminação de erros do operador, o que pode impactar na contaminação de isolados voláteis com substâncias não voláteis. O método SAFE automatizado substituiu a variante manual em seus laboratórios.

Fonte: Ingredients Network