Resumen el efecto de la adulteración de la miel por jarabe de maíz de alta fructosa en diferentes concentraciones de 0 (miel pura) a 100 (jarabe de maíz de alta






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títuloResumen el efecto de la adulteración de la miel por jarabe de maíz de alta fructosa en diferentes concentraciones de 0 (miel pura) a 100 (jarabe de maíz de alta
fecha de publicación05.01.2016
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med.se-todo.com > Química > Resumen
La detección de la adulteración de la miel de alta fructosa de jarabe de maíz por Resonancia Magnética Nuclear Bajo Campo (LF 1H NMR)
Roberta de Oliveira Resende Ribeiroa, Eliane Teixeira Mársicoa, Carla da Silva Carneirob,

Maria Lúcia Guerra Monteiroa, Carlos Conte Júniora, Edgar Francisco Oliveira de Jesusc

a Departamento de Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal Fluminense (UFF), Vital Brazil Filho 64, Niterói, Rio de Janeiro 24230-340, Brazil

b Departamento de Produtos Naturais e Alimentos, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro 21941-590, Brazil

c Laboratório de Instrumentação Nuclear, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), P.O. Box 68509, Rio de Janeiro 21941-972, Brazil
RESUMEN

El efecto de la adulteración de la miel por jarabe de maíz de alta fructosa en diferentes concentraciones de 0 % (miel pura) a 100 % (jarabe de maíz de alta fructosa pura) se investigó usando bajos campos espectroscopia de resonancia magnética nuclear (LF 1H RMN) y los métodos de análisis fisicoquímicos. Los datos LF 1H RMN se analizaron por ajuste bi-exponencial y se comparan con los datos fisicoquímicos. Los parámetros físico-químicos demostraron que el contenido de agua, la actividad de agua, pH y color diferían significativamente en las muestras de miel adulterada con diferentes concentraciones de jarabe de maíz de alta fructosa. Estas diferencias también fueron observadas por la relajación transversal (T2). Apropiado Bi-exponencial de T2 dio lugar a la observación de dos poblaciones de agua en todas las muestras, T21 y T22, con tiempos de relajación en el intervalo de 1,26 a 1,60 ms y 3,33 a 7,38 ms, respectivamente. Tiempos de relajación aumentan con mayores porcentajes de jarabe de alta fructosa en la miel adulterada. Se observaron correlaciones lineales entre el T2, T21 y T22 parámetros y los datos fisicoquímicos, lo que sugiere que LF 1H RMN se puede utilizar para discriminar miel de flores puro a partir de la miel adulterada con jarabe de maíz de alta fructosa.
INTRODUCCIÓN

En los últimos años, la producción limitada de miel causó un aumento de los precios de la miel, ya su vez, un aumento en la adulteración de la miel de los productores a través de la adición de diferentes jarabes de azúcar comercial.
La miel se ha convertido en el blanco de la adulteración con edulcorantes más baratos en Brasil, así como en otros países. La miel se somete a la adulteración con edulcorantes de bajo costo, como el azúcar refinada de caña, azúcar de remolacha, jarabe de maíz alto en fructosa y jarabe de maltosa, resultando en beneficios comerciales superiores. En consecuencia, la discriminación entre la miel y la autenticidad de miel adulterada y no adulterada se ha convertido en un tema muy importante para los procesadores, minoristas y consumidores, así como las autoridades reguladoras. Investigación para los procedimientos más nuevos, más simples, más sensibles y más económicos está en curso (Ruiz-Matute et al., 2010).
La adulteración de la miel puede ser detectado por diferentes técnicas analíticas, tales como la espectroscopia de infrarrojo cercano (Zhu et al, 2010.), Análisis Elemental - Isótopo de relación de Espectrometría de Masas (EAIRMS) (Simsek et al, 2012.), Cromatográfico (Cordella et al., 2003, 2005;.. Morales et al, 2008), y espectrometría de masas (Cotte et al, 2007). Aunque estos métodos son útiles para evaluar la adulteración de la miel, que consumen mucho tiempo y puede ser costoso, que requiere el desarrollo de métodos analíticos rápidos, no destructivos, de fácil uso y sensibles.

Recientemente, LF 1H RMN ha ganado una amplia aceptación en el campo de ciencias de la alimentación como un poderoso método debido a sus ventajas sobre otras técnicas analíticas. Se trata de una técnica rápida, no destructiva, altamente reproducible, y sensible. En combinación con técnicas quimiométricas, métodos LF 1H RMN se aplican con éxito en el control de calidad de productos alimenticios tales como el músculo porcino (Bertram et al, 2001;. Bertram y Andersen, 2007;. Straadt et al, 2007), carne de cerdo procesada (y Hullberg. Bertram, 2005), el salmón (Aursand et al, 2009 y Aursand et al, 2010), camarón (Guðjónsdóttir et al, 2011;.... Carneiro et al, 2013), el petróleo crudo (Ramos et al, 2009), huevo (Laghi et al., 2005), helados (Lucas et al., 2005), hierbas (Preto et al., 2013), el bacalao (Erikson et al., 2004 y Aursand et al., 2008) y la leche acidificada bebidas (Salomonsen et al., 2007).
En estudios de LF 1H RMN, la relajación de protones se describe por el tiempo de relajación constantes T1 (longitudinal) y T2 (transversal), donde la descomposición de relajación T2 en alimentos es multiexponencial, indicando la presencia de diferentes poblaciones de agua en los alimentos matrices (Belton, 1990; Bertram et al, 2001;.. Finch et al, 1971). Diferentes poblaciones de agua del tejido se pueden estudiar porque protones en diferentes ambientes exhiben diferentes propiedades de relajación T2. La mayoría de los estudios han informado de 2 o 3 poblaciones diferentes de agua en la matriz alimentaria, con tiempos de relajación transversal dependientes en el medio ambiente de los protones en cada población agua. La miel es un sistema multi-componente muy complejo y su perfil relajación LF 1H RMN se puede modelar como una combinación lineal de los tiempos de relajación característicos de los hidrógenos medibles presentes en su estructura. (Ribeiro et al., 2014).
El objetivo de este estudio fue evaluar el potencial de los parámetros LF 1H RMN y mediciones físicas y químicas (pH, actividad de agua, de color, humedad y cenizas contenidos) para diferenciar entre adulterado (jarabe de maíz de alta fructosa añadida) y muestras de miel flor pura sin adulterar.
MATERIALES Y MÉTODOS

Recogida y almacenamiento de muestras

Este estudio se llevó a cabo en una granja en la región montañosa de Río de Janeiro, en el sureste de Brasil. Las colonias de abejas se mantuvieron en Teresópolis (22? 240 4400 S, 42? 570 5600 W). Muestras de miel de flores puras (n = 30) fueron recogidos por los apicultores y se almacenan a temperatura ambiente (18-23°C) desde el momento de la recolección para el análisis espectral (un máximo de 2 semanas después de la extracción de las colmenas). Las muestras de miel se almacenaron en la oscuridad en frascos con tapón de rosca a temperaturas moderadas, para evitar cambios significativos durante el almacenamiento.
Preparación de la muestra

Las mezclas se prepararon utilizando muestras de miel de flores puras y jarabe de alta fructosa. Mezclas modelo puro se prepararon mediante la adición de jarabe de alto contenido de fructosa para muestras de miel en una proporción de 0%, 10%, 25%, 50%, 75% y 100% en peso. Después de añadir el jarabe de alto contenido de fructosa, las muestras se mantuvieron en un baño de agua a 35 ° C durante 20 min y se agitó durante 1 min seguido por enfriamiento en un baño de hielo.
Mediciones fisicoquímicas

La humedad se determinó con un refractómetro de Abbe. Todas las muestras se midieron a 20? C después de un tiempo de espera 6 minutos para permitir que alcancen la temperatura de equilibrio con el refractómetro. El índice de refracción de muestras de miel se correlacionó mediante Chataway Charts (AOAC, 1990).

El pH de la miel se midió con un medidor de pH (Digimed Modelo DM-32, São Paulo, Brasil). El electrodo se sumergió en una suspensión preparada mezclando 10 g de miel con 75 ml de agua destilada (AOAC, 1990). La intensidad del color se midió con un colorímetro Minolta CR-400 (Konica Minolta?, Tokio, Japón) de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

Contenido de ceniza se determinaron con una muestra pesada encendido en un horno de mufla a 550 ° C hasta un peso constante para la carbonización se alcanzó.

La actividad de agua (Aw) se midió con un medidor de Pawkit, por Decágono Devices, EE.UU., usando una pequeña alícuota de la miel con un peso de aproximadamente 1 g. Esta medida de la actividad de agua se basa en la humedad relativa en equilibrio (ERH) de la muestra. Las mediciones se realizaron por triplicado para cada muestra y la media se determinó.
Mediciones de RMN de campo bajo

Para las mediciones de RMN 1H LF, se utilizó un analizador de RMN de sobremesa con una frecuencia de trabajo de 13 MHz (MARAN DXR 2, Oxford Instruments, Osney Mead, Oxford, Reino Unido). Las mediciones se realizaron en 15 g de las muestras a 25 ± 1 ° C en tubos de RMN (50 mm de diámetro). Se analizaron todas las muestras por triplicado. El tiempo de relajación transversal (T2) se midió con un Carr - Purcell - Meiboom - Gill (CPMG) secuencia de pulsos (Carr y Purcell , 1954 ; Meiboom y Gill , 1958) , con 10 exploraciones , 256 puntos , 100 ms entre exploraciones , y 100 ls entre pulsos de 90 y 180. La curva de relajación LF- RMN se ajustaron a una curva multi- exponencial con el software RI- WINFIT (versión 2.5, Oxford Instruments). Análisis de los ajustes exponenciales indicó que dos exponenciales fueron suficientes para describir el sistema para todas las muestras. Por lo tanto apropiado Bi- exponencial resultó en dos poblaciones de agua, con tiempos de relajación correspondientes T21 y T22. Distribuciones de T2 se obtuvieron utilizando el software WinDXP, versión 1.8.1.0 de Instrumentos de resonancia, Distribuidos por Oxford Instruments.
El análisis estadístico

Se utilizó un análisis unidireccional de varianza (ANOVA) con medidas repetidas para determinar las diferencias entre la miel pura y adulterada para cada tiempo de relajación (T2 y T21, T22) y los parámetros físico-químicas. Cuando se encontró una F significativo, se realizaron pruebas post hoc adicionales con ajuste de Bonferroni. Correlaciones de Pearson se utilizaron para examinar la relación entre cada fisicoquímicas (humedad, pH, actividad del agua, contenido de cenizas, contenido de azúcar y color) y cada parámetro de relajación transversal (T2 y T21, T22). La significación estadística se fijó en el nivel 0,01 de confianza. Todos los análisis se realizaron con un paquete estadístico comercialmente disponible (SPSS Inc., Versión 17.0 Chicago, Illinois).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El rango de las muestras de miel adulterada con jarabe de alta fructosa y de muestras de miel flor pura sin adulterar de datos LF 1H NMR y fisicoquímicos obtenidos se dan en las Tablas 1 y 2 respectivamente. Con el fin de obtener una visión general de la principal variación entre las muestras de mieles florales puras y el efecto de las mieles adulteradas experimentales.
Resultados de RMN de campo bajo

Se midió la LF 1H RMN de muestras de miel adulterada con jarabe de alta fructosa y de muestras de miel flor pura sin adulterar y establecido sus propiedades físicas y químicas. Nuestro objetivo fue evaluar la relación entre estos parámetros, y para probar su aplicabilidad a la discriminación de la miel pura de miel adulterada de diferentes porcentajes. Se utilizó una variedad de métodos para analizar los datos de relajación T2: curvas de relajación de RMN continuas con distribución, instalación bi-exponencial de curvas de relajación T2, y la comparación de los datos de RMN y físicas y químicas.

Continuo RMN distribuido (T2) curvas de relajación

Comparación de las curvas continuas distribuidas reveló diferencias visibles en la distribución de la movilidad del agua entre los diferentes porcentajes de mieles adulterados. Las muestras adulteradas 100% tendían a mostrar una distribución de T2 ligeramente más amplio que otros tratamientos. Este comportamiento se explica por alta actividad de agua en el jarabe de fructosa. T2 se ha relacionado con la actividad de agua en otras matrices (Bertram y Andersen, 2007;. Aursand et al, 2010;. Carneiro et al, 2013). Estas diferencias pueden explicarse por la cantidad de jarabe añadido, que afecta a la actividad de agua en las muestras adulteradas.




Apropiado Bi-exponencial de las curvas de relajación T2

La figura. La figura 1 muestra la T2 espectros de tiempo de relajación distribuida de muestras de miel adulteración por el jarabe de maíz alto en fructosa. La adulteración tuvo un efecto pronunciado sobre las distribuciones de T2. La comparación de las curvas de distribución continuas reveló diferencias visibles en la distribución de la movilidad del agua entre las mieles adulteradas y mieles adulteradas. El método de tiempo de relajación LF 1H RMN se utilizó para investigar la movilidad del agua en muestras de miel. Por ajuste biexponencial de los datos de relajación transversal pudimos discriminar dos poblaciones de agua en todas las muestras, una con un rápido tiempo de relajación T21 en el rango de 1,26 a 1,60 ms , y otra con un T22 más lento el tiempo de relajación en el rango de 3.33 - 7,38 ms, dependiendo del porcentaje de la adulteración con jarabe de fructosa alta (Tabla 1). T21 (más rápido tiempo de relajación) fue más lenta en miel de flores puro (1,26 a 1,51 m), lo que indica que la movilidad del agua fue menor en la miel adulterada en comparación con la miel no adulterada.

Comparación de los datos de RMN y física y química

La Tabla 2 muestra las medias, desviaciones estándar y los rangos de los datos obtenidos a partir del análisis de los diferentes parámetros físicos y químicos (humedad, actividad del agua, pH, color y cenizas). Los resultados confirmaron la hipótesis de que los efectos de la adición de JMAF mejoraron las características de calidad de la miel. No se detectaron diferencias significativas de humedad, pH, actividad del agua, contenido de cenizas y color (p < 0,01) entre miel de flores adulterada y pura. Resultados del ANOVA (Tabla 2) mostraron que al tiempo de relajación T21 todas las muestras de miel adulterada, incluyendo los que están en el nivel del 10 %, diferían significativamente de miel pura. Esto indica que el tiempo de relajación cambios T21 en la miel adulterada con jarabe de alta fructosa. Además, los tiempos de relajación T22 de todas las muestras de miel difería significativamente entre sí (p<0,01), lo que permite discriminar los diferentes porcentajes de adulteración. Este modelo confirma por lo tanto la eficacia de la detección y sugiere que puede ser un método de ahorro de tiempo para la detección de alta fructosa jarabe de maíz de la adulteración de la miel.

La humedad, actividad de agua y pH aumento se asocia con una menor T21 y T22 tiempos de relajación en la miel y se relaciona con el porcentaje de adulteración con JMAF. Morales et al. (2008) describieron que la adulteración con JMAF se tradujo en modificaciones de la composición de las muestras de miel de azúcar. La modificación en la composición de azúcar con aumento en fructosa puede estar asociada con el aumento en esos parámetros. El conocimiento de la humedad en la miel es útil para mejorar la conservación y el almacenamiento. Los altos niveles de humedad son importantes para la miel, ya que afectan otras características tales como la viscosidad, la fluidez y la conservación (Acquarone et al., 2007). El contenido de humedad de la miel pura (17,65 %) aumentó gradualmente a medida que el porcentaje de la adulterante se elevó (Tabla 2). Como se muestra en la figura. 2, se observó una correlación negativa significativa entre T21 y la humedad (r=0,92). A nivel de la adulteración del 50% del contenido de humedad del 20,2 % estaba cerca del límite permitido para mieles naturales (20 %), lo que representa el nivel de humedad crítica para el mantenimiento de la calidad de la miel (Codex Alimentarius, 2001 y Consejo de la UE, 2002). Por el contrario, en el 75 % y el nivel de adulteración de 100 %, la humedad supera la recomendación de la legislación.
La actividad de agua se correlacionó negativamente con el T21 y T22 (r=0,86 y r=0,91, respectivamente). Este parámetro es importante para la estabilidad, prevenir o limitar el crecimiento microbiano (Pelizer et al., 2003). Además, otras diferencias en las condiciones experimentales tales como alto contenido en fructosa contenido de jarabes pueden afectar a los tiempos de relajación (T2 y T21, T22).

Los valores de pH variaron desde 3,10 hasta 4,70 para la miel pura y muestras de miel adulterada. Este parámetro es de gran importancia durante la extracción y almacenamiento de la miel, ya que influye en su textura, la estabilidad y la vida útil (Gomes y col., 2010). El bajo pH de la miel inhibe la presencia y el crecimiento de los microorganismos y hace que la miel para ser compatible con muchos productos alimenticios en términos de pH. Un aumento del porcentaje de la adulterante resultó en un aumento significativo de los valores de pH, y también se reflejó en T21 y T22 tiempos de relajación más largos de mieles adulteradas.
Valores de ceniza dependen del contenido mineral de la miel y miden directamente residuo inorgánico después de la carbonización. En este estudio, el contenido de cenizas de miel de flores puro (0,15%) aumentó gradualmente a medida que se incrementó el porcentaje de adulterante. El contenido de cenizas se correlacionó negativamente con la T22 altamente tiempo de relajación (r=0,90). El contenido de cenizas más alto de fructosa (0,17-0,31 g/100g) puede estar relacionada con los residuos de soluciones ácidas y alcalinas añadidos a la misma. Este incremento fue tal que la ceniza de la miel adulterada con 100% JMAF fue más del doble que para la miel pura (Tabla 2). La variabilidad en el contenido de cenizas de mieles puras podría ser debido a los procesos de cosecha, técnicas de apicultura y el material recogido por las abejas durante la búsqueda de alimento (Finola et al., 2007), pero en nuestros estudios se observó el aumento de contenido de cenizas en todas las muestras adulterada con JMAF.

El color de las muestras analizadas osciló de amarillo a marrón, dependiendo del porcentaje de adulteración. Las características de color se resumen en la Tabla 2 (medias, desviaciones estándar y rangos de los parámetros L*, a* y b*). Tiempos de relajación (T22) se correlacionaron con los parámetros L* (r =0,87), a * (r =0,52), y b * (r =0,29). La trama de parámetros a* y b* indica que las muestras de miel analizadas tenían componentes rojo, amarillo y verde. Componentes verdes fueron indicados por la presencia de valores a* negativos en todas las muestras, aunque a* b* no difirió significativamente en mieles adulteradas. El parámetro a* en las muestras para este estudio son irregulares, hecho también informó anteriormente para Bertoncelj et al. (2007), que la variación se demuestra en las mieles de mismo origen botánico.
El coeficiente de correlación más alto encontrado fue para la relación entre el tiempo de relajación T22 y el valor L* de color de miel (r = 0,87). La correlación fue negativa, lo que indica que las mieles más claras tienen mayores valores de L*, debido a que el porcentaje de adulteración. Los colores progresivamente más ligeros y un aumento en el tiempo T22 relajación estrecha correlación con la disminución del contenido de cenizas (r=0,84). El contenido mineral influye en el color (González-Miret et al., 2005). Cuanto mayor sea el contenido de metales y el más oscuro el color, más fuerte es la miel probará (Sancho et al., 1991). Sorprendentemente, el color de las mieles de este estudio también fue notablemente diferente y varía de amarillo pálido a marrón oscuro.
Conclusiones

En el presente estudio, LF 1H RMN se utilizó para discriminar miel de flores pura de miel adulterada con jarabe de maíz de alta fructosa. Nuestros resultados indican que las muestras de miel adulterados pueden ser discriminados de forma satisfactoria miel de flores pura utilizando LF 1H RMN. Tiempos de relajación se vieron afectados de manera significativa por la concentración adulterate en miel pura, la disminución en las concentraciones de jarabe de fructosa superior. Se encontraron correlaciones significativas entre los tiempos de relajación y los parámetros físico-químicos (pH, actividad de agua y contenido de humedad). Por consiguiente, concluimos que LF 1H RMN se puede utilizar para discriminar miel de flores pura de miel adulterada con jarabe de alta fructosa. Sin embargo, con el fin de mejorar la precisión y la estabilidad del modelo, se necesitan más estudios para probar otros tipos de miel.

Agradecimientos

Los autores agradecen el apoyo financiero de la Fundación Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), números de proceso E-26/103.003/2012.

R.O.R. Ribeiro y CS Carneiro fueron apoyadas por la Coordinación de Perfeccionamiento de Personal de Nivel Superior (CAPES).

M.L.G. Monteiro quisiera agradecer Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico - CNPq (Proyecto 551079/2011-8).

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