Difuzia Limonenului la Interacția Polietilenei cu Produsul Alimentar

1.Introducere

In multe cazuri, motivul pentru care consumatorii accepta sau resping un produs alimentar ambalat este legat de problemele de calitate a produselor alimentare cum ar fi modificările organoleptice. Aroma unui produs alimentar este constituită dintr-un amestec de numeroși compuși volatili, dar deoarece aceste componente sunt de obicei prezente în cantitati foarte mici, apar modificări în profilul lor de concentrare care poate produce modificări semnificative în percepția produsului, cauzând pierderi economice importante. În sucurile de citrice, modificările de aromă sunt mai relevante decât în alte produse, deoarece aroma este una dintre cele mai apreciate caracteristici.

Perioada de valabilitate a fost studiat pe scara largă în ultimii decenii. Primele referințe legate de aceast subiect au fost în 1970. De atunci, mai mulți autori au concentrat cercetările lor pe această interacțiune mâncare-polietilenă. Charara a observat că aproape două treimi din limonene, α-pinen și mircen prezente într-un suc portocaliu presat la rece, au fost difuzate in filme de polietilenă de joasă densitate (LDPE).

Mai recent, Van Willige și colaboratorii au constatat că anumite cantități de limonen și α-pinen, cca. 50% din fiecare componentă, au fost difuzate după 29 zile de stocare la întuneric în interiorul sticlelor de LDPE. Din aceste lucrări, și altele similare, se poate concluziona că, atunci când sucul de portocale este stocat într-o sticlă de LDPE, procente semnificative de limonen, și alte substanțe volatile, sunt difuzate în polimer. Lucrări mai recente au demonstrat din nou că LDPE poate absorbi o cantitate considerabilă de componente de aromă din fructele de citrice, și că proprietățile de difuzie ale componentelor singulare și mixte pot fi ușor urmărite de spectroscopie FT-IR. Un studiu anterior, discută stadiul tehnicii, avantajele și limitele tehnicilor FT-IR pentru determinarea proprietăților de difuzie în filme polimerice.

În sucul de portocale, limonenul poate fi găsit în concentrații de 2 ori mai mari decât alți compuși volatili, și, prin urmare, ar putea cu ușurință schimbările de concentrație să influențeze gustul. Deși, lucrări recente au arătat că absorbția de limonen nu determina modificări senzoriale relevante în sucul de portocale, studiul mecanismelor de difuzie ale acestor componente este de mare interes, deoarece limonenul poate afecta proprietățile polietilenei, și de exemplu, facilitează pierderea de alți compuși volatili.

Transportul componentelor de aromă prin structuri semicristaline polimerice, cum ar fi filmele de LDPE, se crede ca are loc numai prin faza amorfă a polimerului, urmând să se facă o aproximare echitabilă prin legi bine-cunoscute care să excludă transportul de substanțe cu masă moleculară mică pe materiale polimerice. Proprietățile de transport sunt solubilitatea, difuzia și permeabilitatea. Coeficientul (S) solubilitate este termodinamic în natură, și se referă la cantitatea de permeant absorbit în polimer în raport cu presiunea sa parțială în mediul de contact, și poate, în general, fi descrisă prin legea solubilității lui Henry. Coeficientul de difuzie (D), este un parametru cinetic, măsoară capacitatea medie de trasnport a moleculei de substanță și este în general descrisă de legile lui Fick. Coeficientul de permeabilitate (P), evaluează cantitatea de permeant care traversează pelicula de polimer și se definește prin produs dintre D și S.

Proprietățile de transport ale limonenului au fost studiate anterior în funcție de temperatură și pe un număr de materiale de ambalare. Cu toate acestea, efectul lui relevant nu a fost raportat. În această lucrareau fost studiate efectele grosimii filmului de polietilenă, compoziția și concentrația substanței volatile asupra proprietăților de transport ale limonenului. Mai mult decât atât, acest studiu utilizează pentru prima dată spectroscopia FT-IR pentru a testa proprietățile de transport ale limonenului din sucul de portocale.

2.Experimental

Un film de polietilenă extrudat de uz general (PE), cu trei grosimi diferite (10, 80 și 1000 mm) și o densitate de 937,200 G500 g/m3, pentru contactul cu produsele alimentare au fost pregătite și furnizate de către sintetic Nippon Gohsei,Osaka, Japonia. Nu există informații suplimentare despre caracteristicile specifice a polimerului. Compusul aromat selectat, α-limonen, cu o puritate de 95%, a fost achiziționat de la Aldrich și utilizat fără purificare suplimentară.

2.1.Măsurători FT – IR

Probele , cu o suprafață de 15 cm2, au fost măsurate prin mijloace de spectroscopie FT - IR cu un Bruker FT - IR Tensor 37 , cu rezoluție de 4 cm-1. Camera de măsurare a fost continuu purjată de debit mare de N2 pentru a menține concentrația la zero în afara filmului de polimer. În timpul desorbției , probele echilibrate în prealabil au fost eliminate din faza lichidului volatil , șters complet și rapid cu o lavetă umedă și apoi cu un șervețel uscat pentru a îndepărta substanțele volatile condensate de pe suprafață (această etapă este considerată ca timp zero) și au fost plasate imediat în camera de măsurare pentru etapa următoare-desorbția substanței volatile

Probe mai groase ( 1 mm ) au fost de asemenea măsurate în trepte în timpul absorbție în contactul cu suc de portocale proaspăt În timpul experimentui, substanțele au fost extrase periodic din soluție, bine șters pentru a îndepărta excesul de substanțe volatile depuse pe suprafață , se înregistrează spectrele FT – IR și rapid revenit la sucul de portocale. Măsurătorile s-au efectuat până când nu s-au observat diferențe între spectre consecutive. Toate experimentele FT - IR au fost efectuate în camera de temperatură ( 22 0C), au fost efectuate de trei ori și datele au fost mediate, înainte de montarea la modelele.