BR112016002819B1 - método para determinar a qualidade organoléptica de uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína; e método para a seleção de composições de biomassa de microalgas rica em proteína que tem um perfil organoléptico aceitável - Google Patents
método para determinar a qualidade organoléptica de uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína; e método para a seleção de composições de biomassa de microalgas rica em proteína que tem um perfil organoléptico aceitável Download PDFInfo
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Abstract
MÉTODO PARA DETERMINAR A QUALIDADE ORGANOLÉPTICA DE UMA COMPOSIÇÃO DE BIOMASSA DE MICROALGAS RICA EM PROTEÍNA; MÉTODO PARA DEFINIR UM PERFIL ANALÍTICO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS; E MÉTODO PARA A SELEÇÃO DE COMPOSIÇÕES DE BIOMASSA DE MICROALGAS RICA EM PROTEÍNA QUE TEM UM PERFIL ORGANOLÉPTICO ACEITÁVEL. A presente invenção se refere a um método para determinar a qualidade organoléptica de uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína, compreendendo a determinação do conteúdo de 11 compostos orgânicos voláteis, em que os 11 compostos orgânicos voláteis são pentanal, hexanal, 1-octen-3-ol, 2-pentilfurano, octanal, 3,5-octadien-2-ol (ou 3-octen-2-ona), 3,5-octadien-2-ona, nonanal, 2- nonenal, (E,E)-2,4-nonadienal e ácido hexanóico.
Description
[001] A presente invenção se refere a novas composições de biomassa de microalgas rica em proteína do gênero Chlorella, possuindo um perfil sensorial otimizado, tornando assim possível incorporar as mesmas em formulações alimentares, sem criar paladares indesejáveis, e também a um método para avaliar o perfil organoléptico de uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína do gênero Chlorella.
[002] É bem conhecido dos peritos na técnica que as Chlorella são uma fonte de alimentação potencial, visto que são ricas em proteínas e outros nutrientes essenciais.
[003] Elas contêm, em particular, 45% de proteínas, 20% de gorduras, 20% de hidratos de carbono, 5% de fibras e 10% de minerais e vitaminas.
[004] A utilização de biomassa de microalgas (e principalmente as suas proteínas) enquanto alimentos está sendo cada vez mais considerada na busca por fontes alternativas de alimentos para atender à demanda crescente a nível global por proteínas animais (conforme divulgado pela FAO).
[005] Além disso, de há uns anos para cá, a União Europeia tem vindo a sofrer com um déficit estrutural em proteínas vegetais, valor que tem aumentado nos últimos anos para mais de 20 milhões de toneladas de equivalente de soja, atualmente importada da América do Sul.
[006] A produção em massa de determinadas microalgas rica em proteínas é vista assim como uma forma possível de reduzir este "défice de proteínas".
[007] Análises extensivas e estudos nutricionais demonstraram que as proteínas destas algas são equivalentes às proteínas vegetais convencionais, ou apresentam até mesmo uma qualidade superior.
[008] Apesar disso, e devido aos altos custos de produção e às dificuldades técnicas na incorporação dos materiais derivados de microalgas em produtos alimentares aceitáveis do ponto de vista organoléptico, a distribuição generalizada de proteínas de microalgas encontra-se ainda em sua fase preliminar.
[009] Foram divulgadas as biomassas de microalgas das várias espécies que apresentam uma elevada percentagem de proteínas (vide tabela 1 em Becker, Biotechnology Advances (2007), 25:207-210).
[010] Além disso, alguns pedidos de patente na técnica anterior, como é o caso do pedido de patente WO 2010/045368, descrevem que é possível ajustar as condições de cultura de forma a aumentar mais ainda o conteúdo protéico da biomassa das microalgas.
[011] No entanto, quando se pretende produzir industrialmente pós de biomassa de microalgas a partir da biomassa das referidas microalgas, subsistem dificuldades consideráveis, não somente do ponto de vista tecnológico, mas também do ponto de vista do perfil sensorial das composições produzidas.
[012] Com efeito, enquanto que os pós de algas, por exemplo, produzidos com algas cultivadas fotossinteticamente em lagoas exteriores ou usando fotobiorreatores, estão disponíveis comercialmente, eles têm uma cor verde escura (associada com a clorofila) e um sabor forte e desagradável.
[013] Mesmo quando formulados em produtos alimentares ou como suplementos nutricionais, estes pós de algas dão sempre ao produto alimentar ou ao suplemento nutricional esta cor verde não atraente visualmente, e têm sempre um sabor a peixe desagradável ou o sabor a alga marinha.
[014] Além disso, sabe-se que certas espécies de algas azuis produzem naturalmente moléculas químicas odoríferas, tais como geosmina (trans-1,10-dimetil-trans-9- decalol), ou MIB (2-metilisoborneol), originando odores a terra ou a mofo.
[015] Tal como para a Chlorella, o descritor comummente aceite neste domínio é o sabor de "chá verde", ligeiramente semelhante a outros pós vegetais verdes, tais como cevada verde em pó ou trigo verde em pó, sendo o sabor atribuído ao seu alto conteúdo de clorofila.
[016] Geralmente o seu sabor só é mascarado quando são misturados com legumes com um sabor forte ou com sucos de citrinos.
[017] Existe ainda, portanto, uma necessidade não satisfeita de composições de biomassa de microalgas do gênero Chlorella, com qualidade organoléptica adequada permitindo o seu uso em mais numerosos e diversificados produtos alimentares.
[018] A empresa requerente descobriu que é possível satisfazer esta necessidade ao fornecer composições de biomassa de microalgas rica em proteína possuindo um perfil sensorial otimizado, caracterizado por o valor de aroma global de 4 compostos orgânicos voláteis escolhidos a partir de 11 compostos específicos.
[019] Assim, a presente invenção se refere em primeiro lugar a um método para determinar a qualidade organoléptica de uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína, compreendendo a determinação do conteúdo de 11 compostos orgânicos voláteis, sendo os 11 compostos orgânicos voláteis pentanal, hexanal, 1-octen-3-ol, 2- pentilfurano, octanal, 3,5-octadien-2-ol (ou 3-octen-2-ona), 3,5-octadien-2-ona, nonanal, 2-nonenal, (E,E)-2,4-nonadienal e ácido hexanóico.
[020] Preferencialmente, a biomassa de microalgas compreende mais de 50% de proteínas por peso seco de biomassa e as microalgas são do gênero Chlorella.
[021] Preferencialmente, o conteúdo de cada um destes 11 compostos voláteis orgânicos é determinado por SPME / GC, preferencialmente por SPME / GC-MS.
[022] Preferencialmente, o conteúdo de cada um destes 11 compostos voláteis orgânicos é determinado pela área da superfície dos picos da cromatografia após SPME / GC correspondente a cada um destes 11 compostos voláteis orgânicos.
[023] Preferencialmente, o conteúdo de cada um destes 11 compostos voláteis orgânicos, em particular, a área da superfície dos picos cromatográficos correspondente aos 11 compostos orgânicos voláteis, é comparada à de uma composição ou composições de referência de biomassa de microalgas rica em proteína para as quais as qualidades organolépticas estão definidas, em particular como inaceitável ou aceitável.
[024] A presente invenção também se refere a um método para a definição de um perfil analítico de compostos orgânicos voláteis tornando-se possível avaliar a qualidade organoléptica das composições de biomassa de microalgas rica em proteína, compreendendo: - a construção de uma primeira matriz associando composições de biomassa de microalgas, incluindo dois controles de qualidade organolética aceitável e inaceitável, com a avaliação das suas qualidades organoléticas por um painel sensorial de pelo menos 15 indivíduos, - a construção de uma segunda matriz, associando a estas mesmas composições a sua caracterização por um perfil de análise de compostos orgânicos voláteis, e - a correlação da primeira matriz com a segunda para produzir um modelo de relação com base no qual as composições que têm um perfil organolético otimizado podem, deste modo, ser caracterizadas pelo seu perfil analítico de compostos orgânicos voláteis.
[025] Preferencialmente, a biomassa de microalgas compreende mais que 50% de proteínas por peso seco de biomassa e as microalgas são do gênero Chlorella.
[026] Preferencialmente, os descritores da análise sensorial compreendem: - os seguintes odores: vegetais, purê, caldo, manteiga rançosa, queijo, estrume, fermentado, amendoim e tinta; e - as seguintes cores: amarelo e verde.
[027] Finalmente, a presente invenção se refere à seleção de 4 dos 11 compostos orgânicos voláteis tendo um limiar olfativo baixo (isto é, ter um grande impacto sobre o odor global percebido pelos membros do painel sensorial), de modo a construir um modelo simplificado que faz com que seja possível dar um valor de aroma global para as composições de biomassa de microalgas rica em proteína. Assim, a invenção se refere a um método para determinar a qualidade organoléptica de uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína, compreendendo a determinação do conteúdo de 4 compostos orgânicos voláteis, sendo estes 4 compostos orgânicos 3,5- octadien-2-ol (ou 3-octen-2-ona), 1-octen-3-ol, 3,5-octadien- 2-ona e (E,E)-2,4-nonadienal.
[028] Este valor de aroma global é então expresso como a soma dos valores de aroma individual de 3,5-octadien- 2-ol (ou 3-octen-2-ona), 1-octen-3-ol, 3,5-octadien-2-ona e (E,E)-2,4-nonadienal.
[029] Preferencialmente, a biomassa de microalgas compreende mais que 50% de proteínas por peso seco de biomassa e as microalgas são do gênero Chlorella.
[030] As composições de biomassa de microalgas rica em proteína de acordo com a invenção têm assim um perfil sensorial optimizado quando o seu valor de aroma global é baixo, preferencialmente entre 0 e 40% em relação à de uma composição de referência organoleticamente inaceitável de farinha de microalgas.
[031] A presente invenção também se relaciona com um método para a seleção de composições de biomassa de microalgas rica em proteína que tem um perfil organoléptico aceitável, caracterizado pelo fato de a qualidade organoléptica ser determinada pelo método tal como descrito acima, e que a composição é selecionada quando o valor de aroma global calculado pelo o método como descrito acima é entre 0 e 40% em relação à de uma composição de referência organoleticamente inaceitável de biomassa de microalgas. Preferencialmente, a biomassa de microalgas compreende mais que 50% de proteínas por peso seco de biomassa e as microalgas são do gênero Chlorella.
[032] Preferencialmente, as microalgas são do gênero Chlorella e são escolhidas em particular no grupo que consiste em Chlorella vulgaris, Chlorella sorokiniana e Chlorella protothecoides, e mais particularmente Chlorella protothecoides.
[033] Preferencialmente, a biomassa de microalgas compreende mais de 50% de proteínas por peso seco de biomassa.
[034] Para os fins da invenção, uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína tem um "perfil sensorial optimizado" ou uma "qualidade organoléptica optimizada", quando a sua avaliação por um painel sensorial conclui que há uma ausência de notas negativas que prejudiquem a qualidade organoléptica das referidas formulações alimentares contendo estas composições de biomassa de microalgas.
[035] O termo "qualidade organoléptica" é entendido como significando a propriedade de um alimento em termos de cor e odor.
[036] Estas notas negativas estão associadas à presença de moléculas odoríferas específicas indesejáveis e/ou aromáticas que são caracterizadas por um limiar de percepção correspondente a um valor mínimo do estímulo sensorial necessário para despertar uma sensação.
[037] O "perfil sensorial optimizado" ou "qualidade organoléptica optimizada" é então refletida por um painel sensorial através da obtenção de melhores pontuações em uma escala de avaliação de 2 critérios sensoriais (cor e odores).
[038] O termo "aproximadamente" é entendido como significando o valor mais ou menos 10% do mesmo, preferivelmente mais ou menos 5% do mesmo. Por exemplo, "aproximadamente 100" significa entre 90 e 110, preferivelmente entre 95 e 105.
[039] O termo "composição de biomassa de microalgas" é entendido como significando uma composição compreendendo pelo menos 50%, 60%, 70%, 80% ou 90% por peso seco da biomassa de microalgas. Contudo, nesta composição podem ser opcionalmente incluídos outros ingredientes.
[040] O termo "rico em proteína" é entendido como significando um conteúdo de proteínas na biomassa de mais do que 50% por peso seco, de preferência mais do que 55%, mais preferencialmente ainda mais do que 60%, 65% e 70% por peso seco de biomassa.
[041] Para os fins da presente invenção, o termo "biomassa de microalgas" deve ser entendido na sua mais ampla interpretação e denotando, por exemplo, uma composição compreendendo uma pluralidade partículas de biomassa de microalgas. A biomassa de microalgas é derivada da totalidade de células de microalgas.
[042] Um certo número de documentos da técnica anterior, tais como o pedido de patente internacional WO 2010/045368, descrevem métodos para a produção e utilização em alimentos de biomassa de microalgas rica em proteína de Chlorella.
[043] As microalgas em questão na presente invenção são, portanto, microalgas do gênero Chlorella, mais particularmente Chlorella protothecoides, mais particularmente ainda Chlorella desprovida de pigmentos de clorofila, por qualquer método conhecido per se pelos peritos na técnica (ou porque a cultura é realizada no escuro, ou porque a estirpe sofreu uma mutação de forma a não produzir já estes pigmentos).
[044] Em particular, as microalgas podem ser escolhidas, não exaustivamente, entre Chlorella protothecoides, Chlorella kessleri, Chlorella minutissima, Chlorella sp., Chlorella sorokiniana, Chlorella luteoviridis, Chlorella vulgaris, Chlorella reisiglii, Chlorella ellipsoidea, Chlorella saccarophila, Parachlorella kessleri, Parachlorella beijerinkii, Prototheca stagnora e Prototheca moriformis. Deste modo, em uma forma de realização muito particular, a composição de biomassa de microalgas é uma composição de biomassa de Chlorella, e em particular uma composição de biomassa de Chlorella protothecoides.
[045] O processo de fermentação descrito neste pedido de patente WO 2010/045368 permite assim a produção de um certo número de composições de biomassa de microalgas de qualidade sensorial variável.
[046] O método, tal como é descrito no presente documento, torna possível, deste modo, selecionar as composições de biomassa de microalgas rica em proteína que têm um perfil organoléptico aceitável, em particular para aplicações em alimentos, sem ter que se organizar avaliações organolépticas por um painel de indivíduos, a fim de se realizar a mesma operação. 1. Definição do perfil sensorial através da detecção de 11 compostos orgânicos voláteis
[047] A empresa requerente descobriu que o perfil sensorial de uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína pode ser definido pela natureza e pelo limiar de detecção de moléculas específicas odoríferas, em particular de compostos orgânicos voláteis específicos.
[048] Na realidade, foram identificados 11 compostos orgânicos voláteis, cujo conteúdo em uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína torna possível determinar a qualidade organoléptica da referida composição.
[049] Estes 11 compostos orgânicos voláteis são os seguintes: pentanal, hexanal, 1-octen-3-ol, 2-pentilfurano, octanal, 3,5-octadien-2-ol (ou 3-octen-2-ona), 3,5-octadien- 2-ona, nonanal, 2-nonenal, (E,E)-2,4-nonadienal e ácido hexanóico.
[050] Assim, a presente invenção se refere a um método para determinar a qualidade organoléptica de uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína, compreendendo a determinação do conteúdo de cada um destes 11 compostos orgânicos voláteis, sendo os 11 compostos orgânicos voláteis pentanal, hexanal, 1-octen-3-ol, 2-pentilfurano, octanal, 3,5-octadien-2-ol (ou 3-octen-2-ona), 3,5-octadien- 2-ona, nonanal, 2-nonenal, (E,E)-2,4-nonadienal e ácido hexanóico.
[051] O método não exclui determinar o conteúdo de outros compostos orgânicos voláteis. Contudo, os 11 compostos orgânicos voláteis são suficientes para determinar a qualidade organoléptica de uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína.
[052] São colhidas amostras destes compostos orgânicos voláteis, preferencialmente, por microextração em fase sólida (SPME) e analisados por cromatografia em fase gasosa GC, em particular GC-MS (cromatografia gasosa- espetrometria de massa).
[053] A fração volátil é extraída da amostra da composição de biomassa de microalgas rica em proteína por aquecimento da referida composição durante um período de tempo suficiente na presença de uma fibra SPME.
[054] A fibra pode ser escolhida não exaustivamente, por exemplo, do grupo que consiste em carboxeno e polidimetilsiloxano (CAR/PDMS), divinilbenzeno, carboxeno e polidimetilsiloxano (DVB/CAR/PDMS), uma liga de metal e de polidimetilsiloxano (PDMS), uma fibra de Carbopack-Z® (negro de fumo grafitizado), poliacrilato, polietileno glicol Carbowax® (PEG), e PDMS / DVB.
[055] Preferencialmente, é usada uma fibra de DVB/CAR/PDMS (df 50/30 μm).
[056] Aqui, a empresa requerente recomenda a utilização de uma técnica de extração úmida (suspensão aquosa) entre 40 e 70 °C, preferencialmente entre 50 e 65 °C, em particular aproximadamente 60 °C durante pelo menos 10 minutos, preferencialmente pelo menos 15 minutos e, por exemplo, entre 15 minutos e 1 hora.
[057] Esta etapa de extração é realizada preferencialmente em um recipiente vedado. Uma quantidade suficiente de amostra deve ser usada, por exemplo, pelo menos 1 g, em particular entre 1 g e 10 g e em particular cerca de 2 g.
[058] Estas 2 g são suspensas em 7 mL de água contendo 1 g de CaCl2, 200 μl de HCl e 2,32 μg de hexanal-d12 (padrão interno), colocadas num frasco selado SPME (20 mL).
[059] Os compostos orgânicos voláteis são em seguida dessorvidos a uma temperatura compatível com o tipo de fibra SPME usada, por exemplo, entre 220 e 250 °C para a fibra usada nos nossos testes, mais precisamente a 230 °C, e são injetados no sistema de análise.
[060] A análise é realizada preferencialmente por cromatografia de gás, GC, em particular por GC-MS.
[061] Encontram-se disponíveis comercialmente vários dispositivos GC/MS, por exemplo, o espetrômetro GC/Mass Clarus (PerkinElmer, EUA), o cromatógrafo de gás Hewlett Packard 6890 (Hewlett Packard, EUA) e o cromatógrafo de gás Agilent 6890N acoplado ao detector de massa seletivo Agilent 5973.
[062] Os métodos de ionização que podem ser usados em GC/MS são, por exemplo, espetrometria de massa com ionização por impacto de elétrons (EI), ionização por impacto químico (CI), ionização por eletropulverização, descarga luminescente, dessorção por campos (FD), etc.
[063] As substâncias voláteis extraídas são mais precisamente dessorvidos aqui no injetor do sistema TSQ GC-MS da Thermo Scientific, e em seguida são separados em uma coluna CPwax52 (60 m x 0,25 mm, 0,25 μm) com hélio gasoso a 1,5 mL/min.
[064] O programa de temperatura é: - 50 °C isotérmico por 3 min, depois - programação a 5 °C/minute até 230 °C,
[065] A detecção é realizada por espetrometria de massa (MS) de impacto de elétrons (EI) e os compostos são identificados por comparação com os espetros EI da biblioteca NIST.
[066] Assim, a altura ou a área de superfície do pico cromatográfico correspondente ao composto orgânico volátil está correlacionada com a quantidade do referido composto.
[067] O termo "área de superfície do pico" é entendida como significando a área de superfície de um íon específico sob a curva no cromatograma SPME-GC/MS.
[068] O conteúdo de um dos 11 compostos orgânicos voláteis é determinado preferencialmente pela área de superfície do pico do íon específico do cromatograma SPME- GC/MS correspondente a esse composto orgânico volátil.
[069] O conteúdo de compostos orgânicos voláteis é determinado, em particular por comparação com o de um produto de referência.
[070] Assim, globalmente, um conteúdo total baixo dos 11 compostos voláteis orgânicos está associado a uma qualidade organoléptica otimizada. Pelo contrário, um conteúdo total alto dos 11 compostos voláteis orgânicos está associado a uma qualidade organoléptica média, ou mesmo fraca ou inaceitável.
[071] Por exemplo, o conteúdo total de uma composição com uma qualidade organoléptica aceitável é baixa quando é pelo menos duas vezes menor do que o de uma composição com uma qualidade organoléptica inaceitável, por exemplo, pelo menos 2, 3 ou 4 vezes menor, e em uma forma de realização muito exigente é pelo menos 10 vezes menor.
[072] A presente invenção se refere a um método para testar as qualidades organolépticas de uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína compreendendo avaliação das qualidades organolépticas por um painel de provadores. Esta avaliação pode ser realizada especialmente pelos métodos que serão detalhados adiante.
[073] A empresa requerente também fornece um método para definir um perfil analítico de compostos voláteis permitindo avaliar a qualidade organoléptica das composições de biomassa de microalgas, compreendendo:
[074] - a construção de uma primeira matriz associando composições de biomassa de microalgas rica em proteína, incluindo preferencialmente dois controles de qualidade organolética aceitável e inaceitável, com a avaliação das suas qualidades organoléticas por um painel sensorial de pelo menos 15 indivíduos,
[075] - a construção de uma segunda matriz, associando a estas mesmas composições a sua caracterização por um perfil de análise de compostos orgânicos voláteis, e
[076] - a correlação da primeira matriz com a segunda para produzir um modelo de relação com base no qual as composições que têm um perfil organolético otimizado podem, deste modo, ser caracterizadas pelo seu perfil analítico de compostos orgânicos voláteis.
[077] Um painel sensorial é formado a fim de se avaliarem as propriedades sensoriais de vários lotes de composições de biomassa de microalgas, em particular de composições de biomassa de Chlorella protothecoides.
[078] A fim de avaliar as propriedades sensoriais das composições de biomassa de microalgas rica em proteína, um painel de pelo menos 15 indivíduos, por exemplo, de 18 indivíduos, foi reunido.
[079] Este "grupo de peritos" torna possível a realização de análises do tipo QDA® (Análise Descritiva Quantitativa), convencionalmente referidas como "perfis sensoriais" (Stone, H., Sidel, J-L., Olivier, S., Woolsey, A., Singleton, R. C; (1974), Sensory evaluation by quantitative descriptive analysis, Food Technology, 28(11), 24-33).
[080] Conforme esclarecido pelo padrão NF ISO 11035: 1995, sessões para a geração de descritores foram realizadas a fim de descrever exaustivamente as propriedades olfativas das composições de biomassa de microalgas rica em proteína.
[081] Para este fim, os lotes de composições de biomassa de microalgas rica em proteína identificadas como sendo altamente heterogêneas foram colocadas em solução a 3% em água.
[082] Cada membro do painel avalia esta solução num frasco de vidro fechado, que foi previamente aquecido num banho de água a 55 °C, e são listados todos os odores que ele ou ela sente do produto.
[083] Durante as sessões para gerar os descritores, mais de 60 termos foram listados pelos avaliadores para descrever o odor das composições de biomassa de microalgas rica em proteína.
[084] A lista de descritores foi primeiramente reduzida qualitativamente (por exemplo: odor a "gramado" = odor de "grama cortada"), a fim de obter uma lista de 16 descritores, e em seguida, algumas sessões QDA® permitiram reduzir a lista ainda mais (cf: ISO 4121: 1987) para 9 descritores sensoriais.
[085] Preferencialmente, os produtos de referência, tal como são apresentados na tabela seguinte, são associados a cada descritor.
[086] Uma vez que o descritor "tinta" era o mais discriminador organoleticamente, é recomendado pela empresa requerente usar este como o descritor principal a fim de estabelecer a classificação sensorial dos diversos lotes produzidos de composições de biomassa de microalgas rica em proteína. Treinando o painel
[087] Vários exercícios foram realizados a fim de formar o painel no uso de escalas de intensidade para cada descritor (NF ISO 08587:1992, ISO 08586-1:1993, ISO 085862:1994).
[088] O desempenho do painel foi finalmente validada mediante a realização de um exercício de perfil usando 3 vezes os mesmos lotes de composições de biomassa de microalgas rica em proteína; uma vez que o painel foi considerado discriminante, consensual e reprodutível (método descrito em: Pagès, J., Lê, S., Husson, F., Une approche statistiques de la performance en analyse sensorielle descriptive [A statistical approach to performance in descriptive sensory analysis], Sciences des aliments, 26(2006), 446-469), a ferramenta pode ser usada para a análise sensorial dos diversos lotes de composições de biomassa de microalgas rica em proteína, usando o método QDA®.
[089] O painel analisa cada composição de biomassa de microalgas rica em proteína, uma após a outra em escalas de intensidade para cada descritor.
[090] O questionário para uma sessão de perfil (para 1 amostra) é a seguinte:
[091] São realizadas análises de variância (ANOVAs) a fim de se avaliar a capacidade de discriminação dos descritores (descritores em que o valor p associado ao teste de Fisher é menor do que 0,20 para o efeito de Composição no modelo Descritor ~ Composição + Membros do painel).
[092] O efeito de composição é interpretado como a capacidade de discriminação dos descritores: se não houver efeito (Probabilidade Crítica > 0,20), os vários lotes das composições não foram discriminados de acordo com este critério.
[093] Quanto menor for a probabilidade crítica, mais discriminante o descritor.
[094] O descritor de tinta se destacou como um dos descritores mais significativos para caracterizar a aceitabilidade de um lote; a nota obtida para este descritor servirá para a classificação sensorial.
[095] Portanto, esta classificação serve então como base para o estudo do perfil analítico dos compostos orgânicos voláteis e para a seleção de moléculas responsáveis pela má qualidade organoléptica das composições de biomassa de microalgas.
[096] Deste modo, é determinado o perfil dos compostos orgânicos voláteis das composições de biomassa de microalgas. É determinado por qualquer método conhecido dos peritos na técnica e, preferencialmente, por SPME/GC-MS, como foi detalhado acima.
[097] A análise dos compostos voláteis origina cromatogramas GC-MS muito complexos, com um número de picos muito elevado. Por meio de análises de variância e de regressões lineares, são selecionados os compostos orgânicos voláteis que melhor estão correlacionados com os resultados obtidos para a matriz sensorial e com o odor de tinta.
[098] Assim, um perfil organoléptico otimizado está associado e é caracterizado por um perfil analítico de compostos orgânicos voláteis.
[099] Em uma forma de realização preferida, os vários compostos orgânicos selecionados serão considerados em termos do seu conteúdo total, em comparação com composições de referência, especialmente conforme definidas acima. Em particular, será considerada e comparada a área de superfície total dos picos cromatográficos correspondentes aos compostos orgânicos voláteis selecionados. 3. Modelo simplificado baseado em quatro compostos orgânicos voláteis que têm um impacto sobre o odor global
[100] Nesta forma de realização preferida, a empresa requerente descobriu que é vantajosamente possível estabelecer um valor de aroma global para as composições de biomassa de microalgas rica em proteína possuindo um perfil sensorial optimizado, cujo valor total é baseado em 4 compostos orgânicos voláteis escolhidos a partir dos 11 compostos orgânicos acima identificados.
[101] Estes compostos orgânicos voláteis são selecionados com base no seu critério de limiar olfativo baixo. O valor de aroma global é então estabelecido de acordo com a relação:
[102]Valor de aroma global = ∑ □ dos valores de aroma individual de 3,5-octadien-2-ol (ou 3-octen-2-ona), 1- octen-3-ol, 3,5-octadien-2-ona e (E,E)-2,4-nonadienal.
[103] FV Total =∑ FV(3,5-octadien-2-ol), FV(1-octen- 3-ol), FV(3,5-octadien-2-ona), e FV [(E,E)-2,4-nonadienal],
[104] em que FV = Concentração do composto x / limiar olfativo do composto x
[105] Tal como será mostrado nos exemplos abaixo, as composições de biomassa de microalgas rica em proteína possuindo um valor de aroma global baixo entre 0 e 40%, em relação ao de uma composição de biomassa de microalgas de referência organoleticamente inaceitável, são garantidas terem um perfil sensorial optimizado.
[106] A invenção será entendida mais claramente a partir dos exemplos que se seguem, que são entendidos para serem ilustrativos e não limitativos.
[107] A percepção de uma composição de biomassa de microalgas rica em proteína é determinada por solubilização em água, o meio neutro por excelência.
[108] Foi então formado um painel sensorial para avaliar, de acordo com a metodologia estabelecida acima, as propriedades sensoriais de vários lotes de biomassa de microalgas rica em proteína, preparados de acordo com os ensinamentos do pedido de patente WO 2010/045368.
[109] Foram testados 18 lotes de biomassa de microalgas: lote 11, lote 12, lote 14, lote 33, lote 34, lote 42, lote 43, lote 44, lote 54, lote 81, lote 82, lote 83, lote 84, lote 85, lote 92, lote 93, lote 111, lote 112.
[110] O resultado de tal caracterização dos lotes é dada com base no descritor muito característico do odor de "tinta". Processamento de dados:
[111] As análises foram realizadas usando-se o software R (venda livre):
[112] R versão 2.14.1 (2011-12-22)
[113] Copyright (C) 2011 The R Foundation for Statistical Computing
[114] ISBN 3-900051-07-0
[115] Plataforma: i386-pc-mingw32/i386 (32-bit)
[116] O software é um ambiente de trabalho que requer a introdução de módulos contendo as funções de cálculo.
[117] Os módulos usados para o processamento de dados de perfil são os seguintes:
[118] - Para a ANOVA: Package car versão 2.0-12
[119] - Para a Regressão Linear: Package stats versão 2.14-1
[120] A ANOVA mostrou resultados significativamente diferentes de um produto para o outro:
[121] Tabela de Anova (Análises do Tipo III)
[122] Resposta: Dados [,tinta]
[123] Os valores médios obtidos, por produto, são como se segue:
[124] Figura 1 apresenta a classificação dos diferentes lotes tendo em conta a nota dada pelos membros do painel com base neste critério de "tinta".
[125] A classificação é assim como segue em ordem crescente de nota de "tinta":
[126] lote 92 > lote 111 > lote 12 > lote 112 > lote 43 > lote 44 > lote 33 > lote 11 > lote 81 > lote 14 > lote 82 > lote 34 > lote 42 > lote 93 > lote 84 > lote 54 > lote 83 > lote 85.
[127] Lote 92 é portanto definido como o controle de qualidade organoléptica aceitável para este descritor de tinta.
[128] Lote 85, por sua vez, é definido como o controle de qualidade organoléptica inaceitável para este descritor de tinta.
[129] Tendo sido estabelecida agora esta classificação organoléptica, é possível analisar eficientemente, de acordo com a invenção, o perfil SPME/GC-MS destas amostras, com vista a identificar os alvos moleculares de referência que vão possibilitar definir a qualidade das composições produzidas. Exemplo 2. Identificação dos compostos orgânicos voláteis (COVs), por SPME / GC-MS, associada a classificações organolépticas inaceitável de "odor de tinta"
[130] A fim de se realizarem as análises SPME/GC-MS dos 18 lotes variados de composições de biomassa de microalgas, o processo é realizado como indicado acima em suspensão aquosa. Análise dos compostos voláteis em produtos em suspensão aquosa
[131] Os compostos voláteis foram analisados em suspensão aquosa, a fim de reduzir o efeito da matriz, e um padrão interno foi adicionado.
[132] Visualmente, como mostrado na figura 2, os cromatogramas de GC-MS continuam a ser muito complexos, com um número muito elevado de compostos.
[133] A primeira abordagem consiste em comparar os perfis cromatográficos, na integração de todos os picos entre 3,2 e 35,0 min (TIC, "corrente total de íons"), e em verificar se esses resultados "não tratados" permitem uma associação com a classificação sensorial.
[134] A comparação dos perfis cromatográficos e a integração de todos os picos entre 3,2 e 35,0 min (TIC, "corrente total de íons") - ver figura 3 - não permitem uma associação com a classificação sensorial.
[135] Devido à elevada complexidade dos cromatogramas, é difícil distinguir visualmente produtos aceitáveis de produtos inaceitáveis.
[136] A integração das áreas de superfície dos cromatogramas também não permite fazer uma distinção clara entre produtos aceitáveis e inaceitáveis.
[137] Além disso, esta abordagem com dados não tratados não permite que seja conhecido qual (ou quais) o(s) composto(s) volátil(eis) é(são) responsável(eis) pelas notas negativas ou sabores ou odores indesejáveis, nem para monitorizar especificamente a sua aparência, nem ter qualquer informação sobre como eles são formados.
[138] A segunda abordagem consistiu em adicionar à lista de compostos orgânicos voláteis do modelo acima pela listagem dos compostos voláteis identificados nos cromatogramas SPME / GC-MS que aparecem para acompanhar as classificações organolépticas.
[139] A partir da análise de GC-MS-olfatométrica de seis amostras, certos compostos voláteis se destacaram; predominantemente aldeídos derivados da degradação da fração lipídica das composições de biomassa de microalgas rica em proteína, que são aparentemente responsáveispelas notas negativas ou sabores ou odores indesejáveis.
[140] Nesta segunda abordagem, foi assim decidido monitorizar algumas destas moléculas selecionadas por GC-MS- olfatometria e GC-MS dos vários produtos.
[141] A fim de se selecionarem os compostos orgânicos voláteis representativos, foi realizada uma série de análises de variância de modo a manter apenas os compostos orgânicos voláteis que de fato diferem de uma composição para a outra, dada a variabilidade da medição de SPME-GC/MS.
[142] O modelo é o seguinte: Composto orgânico volátil ~Composição; são retidos somente os compostos para os quais a probabilidade crítica associada ao teste de Fisher é menor do que 0,05.
[143] São aqui apresentados dois exemplos de ANOVA dos compostos 2-nonenal e 3,5-octadien-2-ona: 2-nonenal Tabela de Anova (Análises do Tipo III)
3,5-Octadien-2-ona (pico 2) 143.5- tadien-2 -ona (pico 2) Tabela de Anova (Análises do Tipo III) 
[144] Verifica-se para o primeiro composto orgânico volátil (2-nonenal) que o efeito da composição é significativo (probabilidade crítica <0,00025), o que significa que há diferenças significativas entre os produtos dada a variabilidade das medições.
[145] No segundo composto (3,5-octadien-2-ona, pico 2), o efeito da composição não é significativo (probabilidade crítica >0,05). Assim, para o estudo, 2-nonenal será mantido, mas não 3,5-octadien-2-ona.
[146] Depois desta primeira seleção de compostos voláteis, são estabelecidos modelos de regressão linear: isto envolve a explicação da variável "tinta" para todos os compostos, um a um.
[147] Por consequência, são construídos tantos modelos quantos os compostos. O modelo é o seguinte: Tinta ~ Composto.
[148] A fim de se selecionar a lista final dos compostos identificados como responsáveis pelas classificações organolépticas inaceitáveis (notas negativas) observadas, serão mantidos somente os compostos para os quais a probabilidade crítica associada ao teste de Student é menor do que 0,05 (teste da nulidade do coeficiente da regressão linear).
[149] O R2 associado ao modelo é um indicador para a quantificação da percentagem de variabilidade expressa pelo composto. Pode não ser muito alto, mas é significativo; por esta razão, é escolhido para selecionar os compostos de acordo com a probabilidade crítica (de forma a não negligenciar um composto que tenha uma influência pequena mas significativa sobre o odor de tinta descrito pelo painel). Coeficientes: Estimador Valor std valor t Pr(>|t|) (ordenada -0,669037 0,138335 -4,836 0,000182 na origem) Hexanal 0,019196 0,002593 7,404 1,49 x 10-06 Erro padrão residual: 0,4444 em 16 graus de liberdade R2 Múltiplo: 0,7741, R2 ajustado: 0,76 F Estatístico: 54,82 para 1 e 16 graus de liberdade, probabilidade crítica: 1,491 x 10-06 Coeficientes: Estimador Valor std valor t Pr(>|t|) (ordenada -0,45338 0,24852 -1,824 0,0868 na origem) 3,5- 0,04346 0,01614 2,693 0,0160 octadien- 2-ona (pico 1) Erro padrão residual: 0,7756 para 16 graus de liberdade R2 Multiplo: 0,3119, R2 ajustado: 0,2689 F Estatístico: 7,252 para 1 e 16 graus de liberdade, probabilidade crítica: 0,016
[150] Para estes 2 compostos, hexano e 3,5-octadien- 2-ona (pico 1), a probabilidade crítica é inferior a 0,05, portanto eles estão relacionados com o odor de tinta descrito pelo painel.
[151] Os 11 compostos do estudo demonstraram estar bem correlacionados com o descritor "tinta".
[152] Essas 11 moléculas selecionadas estão listadas na tabela abaixo:
* limiar olfativo de acordo com H. Jelen, Journal of Chromatographic Science, vol. 44, agosto de 2006 ** valor estimado
[153] Salvo indicação em contrário, o limiar olfativo é adotado de www.leffingwell.com/odorthre.htm
[154] Como mostrado na figura 4, os produtos inaceitáveis parecem ser muito mais cheios com estes 11 compostos voláteis do que as amostras aceitáveis.
[155] A análise estatística confirma que todas as 11 moléculas são significativas (excepto o segundo pico de 3,5- octadien-2-ona aos 21,24 min).
[156] Em conclusão, a monitorização destas 11 moléculas (pentanal, hexanal, 1-octen-3-ol, 2-pentilfurano, octanal, 3,5-octadien-2-ol (ou 3-octen-2-ona), 3,5-octadien- 2-ona (primeiro dos 2 picos), nonanal, 2-nonenal, (E,E)-2,4- nonadienal, ácido hexanóico) faz com que seja possível distinguir produtos aceitáveis de produtos inaceitáveis sobre a base do critério "tinta", através da análise das substâncias voláteis do produto colocado em suspensão aquosa. Criando o modelo simplificado
[157] A fim de simplificar o modelo, é decidido manter os compostos que têm o maior impacto no odor global das composições de biomassa de microalgas rica em proteína de acordo com a invenção, isto é os compostos com limiares olfativos extremamente baixos.
[158] Estes valores de aroma individual (= concentração do composto/limiar olfativo dos mesmos) são representados na figura 5.
[159] Tendo em conta a concentração e o limiar olfativo de cada composto, quatro compostos parecem ser particularmente importantes para as propriedades sensoriais das composições de biomassa de microalgas rica em proteína, de acordo com a invenção: 3,5-octadien-2-ol ou 3-octen-2-ona (floral-raspas), 1-octen-3-ol (cogumelo-solvente, tinta, cogumelo-tinta), 3,5-octadien-2-ona (o primeiro dos dois picos, floral), e (E,E)-2,4-nonadienal (oleoso-oxidado).
[160] Os descritores individuais destes quatro compostos reúnem muito bem o odor global sentido das composições de biomassa de microalgas rica em proteína inaceitáveis de acordo com a invenção.
[161] Consequentemente, é possível estabelecer um valor de aroma global para as composições de biomassa de microalgas rica em proteína com base nestes quatro compostos:
[162]Valor de aroma global = ∑ dos valores de aroma individual de 3,5-octadien-2-ol (ou 3-octen-2-ona), 1-octen- 3-ol, 3,5-octadien-2-ona e (E,E)-2,4-nonadienal.
[163] Como mostrado na figura 6, é daqui em diante fácil de classificar os vários lotes de composições de biomassa de microalgas rica em proteína em duas famílias:
[164] - aceitável: estes são os lotes 111, 92, 12, 112, 43, 33, 33, 81, 14, 44, 82 e 34;
[165] - inaceitável: estes são os lotes 83, 84 e 85.
[166] Deve ser considerado que o lote 85, que é um lote de qualidade organoleticamente inaceitável de acordo com o exemplo 1, tem um valor de aroma de 100%.
[167] Os lotes aceitáveis, portanto, têm de fato um valor de aroma global entre 0 e 40% em comparação com os de uma composição de farinha de microalgas de referência inaceitável, neste caso o lote 85.
[168] Os lotes 42, 93 e 54 têm um valor de aroma global, baseado nos quatro compostos organolépticas, muito maior que o do lote 85 de referência.
[169] No entanto, deve mencionar-se que o lote 85 foi definido como inaceitável com base unicamente do descritor de "tinta".
[170] Os lotes 42, 93 e 54, em termos de análise de compostos orgânicos voláteis, são particularmente afetados, sem dúvida por um efeito sinérgico entre os compostos orgânicos voláteis.
[171] Isto não diminui o fato de que o modelo simplificado com base nesta seleção dos 4 compostos orgânicos voláteis a partir da referência 11 faz com que seja possível classificar as composições de biomassa de microalgas rica em proteína em duas famílias distintas e facilmente identificáveis.
[172] FIGURA 1: Nota média obtida para o descritor de tinta para cada uma das composições
[173] FIGURA 2: Os cromatogramas (TIC) dos compostos orgânicos voláteis retirados de amostras por SPME em suspensão aquosa
[174] FIGURA 3: Integração de todos os picos dos cromatogramas da zona 3,2-35,0 min (SPME em suspensão aquosa)
[175] FIGURA 4: Conteúdo relativo dos 11 compostos selecionados tirado do espaço amostral por SPME em suspensão aquosa
[176] FIGURA 5: Valores de aroma individual para os 11 compostos selecionados
[177] FIGURA 6: Valor de aroma global baseado em 4 compostos
Claims (7)
1. MÉTODO PARA DETERMINAR A QUALIDADE ORGANOLÉPTICA DE UMA COMPOSIÇÃO DE BIOMASSA DE MICROALGAS RICA EM PROTEÍNA, compreendendo a determinação do conteúdo de 11 compostos orgânicos voláteis, sendo os 11 compostos orgânicos voláteis pentanal, hexanal, 1-octen-3-ol, 2- pentilfurano, octanal, 3,5-octadien-2-ol (ou 3-octen-2-ona), 3,5-octadien-2-ona, nonanal, 2-nonenal, (E,E)-2,4-nonadienal e ácido hexanóico, caracterizado pela biomassa de microalgas compreender mais do que 50% de proteínas por peso seco de biomassa e em que as microalgas são do gênero Chlorella.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo conteúdo total dos 11 compostos orgânicos voláteis ser determinado por SPME / GC.
3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo conteúdo dos 11 compostos orgânicos voláteis ser determinado pela área da superfície dos picos cromatográficos após SPME / GC.
4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo conteúdo dos 11 compostos orgânicos voláteis, em particular a área da superfície dos picos cromatográficos correspondente aos 11 compostos orgânicos voláteis, ser comparada com a de uma referência de biomassa ou biomassas de microalgas rica em proteína, para a qual as qualidades organolépticas estão definidas, em particular como inaceitável ou aceitável.
5. MÉTODO PARA DETERMINAR A QUALIDADE ORGANOLÉPTICA DE UMA COMPOSIÇÃO DE BIOMASSA DE MICROALGAS RICA EM PROTEÍNA, compreendendo a determinação do conteúdo de 4 compostos orgânicos voláteis, sendo estes 4 compostos orgânicos 3,5-octadien-2-ol (ou 3-octen-2-ona), 1-octen-3-ol, 3,5-octadien-2-ona e (E,E)-2,4-nonadienal e calcular um valor de aroma global a partir da soma dos valores de aroma individual (=concentração do composto / limiar olfativo) de 3,5-octadien-2-ol (ou 3-octen-2-ona), 1-octen-3-ol, 3,5- octadien-2-ona e (E,E)-2,4-nonadienal, caracterizado pela biomassa de microalgas compreender mais que 50% de proteínas por peso seco de biomassa e as microalgas serem do gênero Chlorella.
6. MÉTODO PARA A SELEÇÃO DE COMPOSIÇÕES DE BIOMASSA DE MICROALGAS RICA EM PROTEÍNA QUE TEM UM PERFIL ORGANOLÉPTICO ACEITÁVEL, caracterizado pela qualidade organoléptica ser determinada pelo método tal como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 5 e em que a composição é selecionada quando o valor de aroma global calculado pelo método tal como reivindicado na reivindicação 7 encontra-se entre 0 e 40% em relação ao de uma composição de biomassa de microalgas de referência organoleticamente inaceitável, e em que a biomassa de microalgas compreende mais do que 50% de proteínas por peso seco de biomassa e em que as microalgas são do gênero Chlorella.
7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado por as microalgas serem escolhidas a partir do grupo formado por Chlorella vulgaris, Chlorella sorokiniana e Chlorella protothecoides.
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