Browsing by Author "Mariotti Celis, M. Salomé"

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    Diseño integrado de tecnologías para la mitigación de compuestos neoformados en el procesamiento de café tostado
    (2021) Barrios Rodríguez, Yeison Fernando; Pedreschi Plasencia, Franco; Mariotti Celis, M. Salomé; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El café es una de las bebidas más consumidas a nivel mundial, debido a su peculiar conjunto de aromas y sabores. La etapa de tostado es la principal responsable de estas características generadas a partir de la transformación de los compuestos presentes en el grano verde mediante la reacción de Maillard, caramelización y pirólisis. Sin embargo, este proceso también es responsable de la formación de otros compuestos potencialmente cancerígenos, como la acrilamida y el hidroximetilfurfural (HMF), senominados contaminantes de proceso o compuestos neo-formados (NFCs). El análisis de antecedentes reportados de metodologías para el control de NFCs en café, ha evidenciado que es necesario desarrollar estrategias integradas para garantizar que no se favorezca mediante la mitigación de un NFC, la formación de otro compuesto no deseado. Adicionalmente, en el café se presenta como desafío intervenir en las etapas previas al tostado como la fermentación, con el fin de complementar las estrategias diseñadas en el proceso de tostado que mitigan los NFCs. Por tanto, el objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de: (i) la inoculación de levaduras Candida krusei durante la etapa de fermentación y (ii) de la temperatura de tostado de café sobre la formación de acrilamida y HMF. Mediante un diseño factorial completamente aleatorio se evaluaron el efecto de tres factores: inoculación de levaduras (con y sin inoculación), temperatura de tostado (150, 180 y 210 °C) y grado de tostado (medio, oscuro). Como variables respuesta se evaluaron características físicas durante el tostado como cambio de volumen, pérdida de masa, actividad de agua y color. Además, se determinó el contenido total de polifenoles, la capacidad antioxidante y el índice de pardeamiento no enzimático, así como el contenido de acrilamida de las muestras tostadas mediante UV-VIS y GCMS. Para la cuantificación de los ácidos clorogénicos, la cafeína y el HMF se desarrolló y validó una nueva metodología analítica en HPLC-DAD para medir los tres analitos conjuntamente. Los resultados evidenciaron que la inoculación de levaduras no afecto significativamente (p>0,05) variables como los polifenoles totales, capacidad antioxidante y cafeína. Por otro lado, la interacción de los factores evaluados evidenció un efecto significativo (p<0,05) en la disminución de los contenidos de acrilamida y HMF. Se alcanzaron porcentajes máximos de mitigación de 56,0 para HMF (inoculado, tostado medio y 180 °C) y 43,0 % acrilamida (inoculado, tostado oscuro y 210 °C) respectivamente, lo que demuestra que la tecnología aplicada puede llegar a representar una alternativa viable para la mitigación de NFCs en café tostado. El análisis conjunto de las variables físico-químicas permitieron establecer que un tratamiento con inoculación a tostado medio y 210 °C lograría garantizar características idóneas en el café tostado en función de la inocuidad (menor concentración de HMF y acrilamida). Adicionalmente, se desarrolló y validó con éxito un método rápido para la determinación del contenido de HMF, ácidos clorogénicos y cafeína en muestras de café con diferentes grados de tostado.
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    Efecto de la adición integrada de un extracto de coronta de maíz morado (Zea mays L.) obtenido mediante extracción con líquidos calientes presurizados sobre el contenido de contaminantes neoformados en galletas saladas
    (2023) García Siu, Maykabeth Wendh; Pedreschi Plasencia, Franco; Mariotti Celis, M. Salomé; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Las galletas y otros productos de panadería de consumo masivo que sufren la aplicación de tratamientos térmicos durante su fabricación son fuente importante de contaminantes neoformados (NFC) como 5-HMF y acrilamida. Este grupo de alimentos representa el ~70% de la exposición dietaria de la población chilena. Sin embargo, este proceso térmico es necesario para la formación de compuestos responsables del sabor, aroma, color y textura de los productos horneados. Debido a lo mencionado, esta investigación tiene como objetivo aplicar una metodología alternativa para la reducción de 5-HMF y acrilamida en galletas saladas y evaluar su efecto sobre el contenido de estos NFC, adicionando un extracto de coronta de maíz morado (Zea mays L.) obtenido mediante extracción con líquidos calientes presurizados (HPLE). La coronta de maíz morado fue sometida a un proceso HPLE usando diversas mezclas etanol: agua como solvente de extracción y diversas temperaturas (T1: 90°C- 0% etanol; T2: 90 °C-32,5% etanol y T3: 150 °C-50% etanol) para la obtención de extractos crudos de compuestos polifenólicos, los que fue caracterizados fisicoquímicamente para determinar polifenoles totales, antocianinas totales y actividad antioxidante. El extracto seleccionado (T2) obtuvo 55,43 mg EAG/gcs de polifenoles totales, 13,42 mg Cy3G/gcs de antocianinas totales y 1120,18 µM Eq. Trolox/gcs. Este extracto fue incorporado en concentraciones de 1000 ppm, 2000 ppm y 3000 ppm en galletas saladas para la cuantificación de los niveles de 5-HMF y acrilamida por HPLC-DAD y GS-MS, respectivamente. La adición de 1000 ppm de extracto de coronta de maíz morado redujo significativamente (p<0,05) los niveles de 5-HMF en 99,3% y de acrilamida en 67,7% en galletas saladas horneadas a 180 °C por 13 minutos. Obteniendo una galleta con 11% del valor indicativo de acrilamida establecido por la Unión Europea y el 2% del valor de 5-HMF en alimentos del mismo grupo de alimentos.
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    Estudio del efecto del tratamiento térmico sobre la formación de 5-hidroximetilfurfural (HMF) en matrices lácteas tipo manjar
    (2020) Barrera Morelli, Josefina Andrea; Pedreschi Plasencia, Franco; Mariotti Celis, M. Salomé; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El manjar o dulce de leche es un producto altamente consumido en Sudamérica que se elabora mediante el calentamiento de leche y sacarosa. Su alto contenido de azúcares sumado al tratamiento térmico al que se somete durante su elaboración favorecen la reacción de Maillard y con esto la formación de 5-hidroximetilfurfural (HMF), compuesto potencialmente cancerígeno. Este trabajo evaluó el efecto de la temperatura sobre la formación de HMF en manjar, manteniendo las propiedades físicas que lo caracterizan. Con el fin de realizar dicho objetivo, se implementó y validó una metodología de determinación de HMF por HPLC-DAD, en matrices lácteas tipo manjar. El método demostró buena linealidad (coeficiente de correlación 99,98%), precisión (repetibilidad 1,99%-4,12% CV y reproducibilidad 3,62%-5,98% CV), y exactitud (recuperación 89,04%-91,89%), además de bajos límites de detección (19,51 μg/L) y cuantificación (65,05 μg/L). Además, se caracterizaron los productos comerciales de las tres marcas con mayor producción en Chile en términos de contenido de sólidos solubles, pH, contenido de HMF, contenido de azúcares reductores (glucosa y fructosa), coordenadas de color CIE Lab, y propiedades reológicas. Se caracterizaron bajo los mismos parámetros fisicoquímicos, matrices lácteas preparadas a nivel laboratorio, en baño termorregulado a tres temperaturas (110, 130 y150 °C). Los productos comerciales presentaron concentraciones de HMF significativamente diferentes (p<0,05) (2,63; 4,43 y 9,03 μg/gb.h.). El valor más alto de las matrices lácteas correspondió a 1,52 μg/gb.h., para el tratamiento efectuado a 130 °C, logrando así la mitigación de HMF (42,3-87,2%). La misma no presentó diferencias significativas (p≥0,05) en los parámetros reológicos respecto a los manjares comerciales estudiados. Por tanto, es factible mitigar la formación de HMF preservando las propiedades reológicas en lácteos tipo manjar. Basándose en los resultados obtenidos en el presente estudio, en caso de consumir manjar; se recomienda preferir productos más claros debido a su menor contenido de HMF.
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    In house validation for the direct determination of 5-hydroxymethyl-2-furfural (HMF) in “dulce de leche”
    (2021) Barrera, J.; Pedreschi Plasencia, Franco; Gómez, J. P.; Zúñiga Pardo, Rommy Nazareth; Mariotti Celis, M. Salomé
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    Optimal HPL extraction and adsorption isotherms on agarose of polyphenols of maqui (Aristotelia Chilensis [Mol.] Stuntz) leaves
    (2021) Rivera Tovar, Pamela Raquel; Pérez C., José Ricardo; Mariotti Celis, M. Salomé; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    En los últimos años, la producción de procesados de maqui ha aumentado drásticamente, debido a sus atractivas propiedades bioactivas. Varios estudios han posicionado el maqui entre las fuentes naturales con mayor contenido de polifenoles (compuestos altamente antioxidantes) totales. Sin embargo, debido a la compleja distribución de las bayas en la planta, la industria del maqui extrae una cantidad significativa de hojas durante la cosecha, las cuales son descartadas. Las hojas de maqui son también una rica fuente de polifenoles, incluso con mayores niveles (~51%) que las bayas. Los extractos de hoja de maqui han demostrado en estudios in vitro poseer efectos antidiabéticos y anti-hemolíticos, y en estudios in vivo, efectos antiinflamatorios y analgésicos. A pesar de estos resultados atractivos acerca de los extractos de hojas de maqui, solo se han empleado métodos convencionales de extracción de bajo rendimiento, tampoco se ha optimizado el proceso de extracción, ni se han estudiado procesos de purificación para la recuperación de extractos polifenólicos desde este descarte agroindustrial. Por lo tanto, las dos hipótesis que guiaron esta investigación fueron: (i) la aplicación de la optimización de respuesta múltiple a la extracción con líquidos calientes presurizados permite determinar las condiciones de operación que producen extractos de polifenoles con características sobresalientes desde hojas de maqui, y (ii) el estudio detallado del equilibrio de adsorción de cinco polifenoles de hojas de maqui en agarosa permite caracterizar el sistema y generar información relevante para el aislamiento de estos polifenoles mediante la cromatografía líquida preparativa de adsorción. La metodología empleada en esta tesis implica los siguientes pasos: (i) el ajuste de las respuestas (contenido total de polifenoles, capacidad antioxidante y pureza polifenólica del extracto) a superficies de primer y segundo orden y posteriormente la maximización de funciones de deseabilidad global, (ii) la caracterización de tres extractos óptimos en términos de capacidad antioxidante (mediante diferentes reacciones) y perfil polifenólico, (iii) la evaluación de los efectos composición de la fase líquida y temperatura sobre el equilibrio de adsorción de cada polifenol, y (iv) la estimación de parámetros de equilibrio isotérmico y termodinámico para cada uno de los escenarios evaluados. Los resultados de esta tesis permitirán la valorización de las hojas de maqui, que actualmente son un descarte agroindustrial, para producir ingredientes funcionales con características polifenólicas atractivas para la industria alimentaria. Además, los resultados de adsorción permitirán el diseño, la optimización y el escalamiento eficientes y precisos de la cromatografía líquida preparativa de adsorción para el aislamiento de cinco polifenoles desde extractos naturales.
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    Study of furan formation in starchy foods processed at high temperature and technologies for its mitigation
    (2014) Mariotti Celis, M. Salomé; Pedreschi Plasencia, Franco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El furano es un compuesto potencialmente cancerígeno en humanos que puede formarse en una amplia gama de alimentos procesados a altas temperaturas, tales como café, alimentos para bebé, pan y snacks. Si bien, aún son inciertos los riesgos asociados a los niveles actuales de ingesta de furano dietario; la mitigación de furano en alimentos podría ser considerada como un desafío en la prevención de enfermedades como el cáncer. La hipótesis de este trabajo es que es posible reducir el nivel de furano presente en alimentos amiláceos procesados a altas temperaturas, mediante la disminución del contenido de sus principales precursores (azúcares reductores y ácido ascórbico) en las materias primas alimentarias. El objetivo de esta tesis fue mejorar el entendimiento de la formación de furano en alimentos amiláceos procesados a altas temperaturas con el fin de desarrollar tecnologías para su mitigación. De acuerdo a las conclusiones anteriores, la concentración de furano de 14 tipos de alimentos comerciales chilenos procesados a altas temperaturas fue analizada en base a un método modificado de cromatografía gaseosa de espacio de cabeza con espectrometría de masas.Además, una evaluación de riesgos fue realizada con estimadores de exposición basados en la data dietaria de estudios nacionales de diferentes grupos etarios. El café tipo “Americano”, las hojuelas de papa frita y las galletas de “Soda” presentaron las concentraciones más altas de furano (936 ng g-1, 259 ng g-1 y 91 ng g-1 respectivamente). Los escolares (9-13 años) y los bebés (9 meses) representaron las mayores ingestas de furano, con márgenes de exposición menores a 10.000 (2.479 y 2.411, respectivamente) lo cual apunta a un posible riesgo público para la salud, considerando que el furano es un compuesto posiblemente cancerígeno y genotóxico. En base a estos resultados, la formación de furano en alimentos amiláceos de bajo contenido de humedad (horneados y fritos) fue estudiada. El rol de la adición de ácido ascórbico y las condiciones de calentamiento sobre la ocurrencia de furano y su relación con el pardeamiento no enzimático en un sistema modelo alimenticio a base de harina de trigo fueron investigados. La adición de ácido ascórbico aumentó significativamente la generación de furano después de los 7 min de calentamiento, teniendo un efecto mayor en los productos horneados.Asimismo, el contenido de furano en alimentos aumentó de manera paralela a los niveles de aceite penetrado. Como para las reacciones de Maillard en general, en todas las muestras el nivel de furano correlacionó linealmente con su grado de pardeamiento no enzimático, representado por los parámetros de color L* y a* (ej. las muestras de harina de trigo horneadas mostraron un R2 of 0.88 y 0.87 para L* y a*, respectivamente) a medida que el contenido de humedad de la muestra disminuyó durante su calentamiento. Finalmente, debido a que se encontró que las hojuelas fritas de papas eran un contribuyente crítico a la ingesta de furano de la población chilena, una tecnología de mitigación de furano para este tipo de matriz alimentaria fue propuesta. De acuerdo a lo anterior, un diseño central compuesto fue usado para optimizar el efecto de la temperatura y tiempo de blanqueado sobre: (i) la extracción de los precursores de furano y acrilamida (azúcares reductores y ácido ascórbico) en láminas de papa y (ii) el nivel de furano, acrilamida y aceite en hojuelas de papa blanqueadas y fritas.El contenido de furano y acrilamida disminuyó (> 50%) significativamente (p˂0.05) al aumentar la temperatura y tiempo de banqueado, mostrando la misma tendencia obtenida para los niveles de precursores. Las condiciones óptimas de blanqueado fueron 64°C y 17 min en las cuales se obtuvieron reducciones del 91%, 54% y 19% de furano, acrilamida y aceite, respectivamente. Desde una perspectiva científica, se concluye que la reducción de la concentración de precursores en las materias primas, específicamente azúcares reductores y ácido ascórbico; produce una disminución del contenido final de furano en los alimentos térmicamente tratados, tales como las hojuelas de papas frita, sugiriendo la reacción de Maillard como la ruta responsable de la generación de furano en este tipo de matriz. Por lo tanto, el blanqueado de láminas de papa puede ser propuesto como una alternativa factible para producir hojuelas de papa fritas más saludables, con menores contenidos de contaminantes alimentarios de proceso y un nivel de aceite controlado.