Aplicación de la lengua electrónica en la evaluación de la capacidad antioxidante

Abstract

[ES] El objetivo de este trabajo fue establecer un modelo matemático de predicción, mediante la aplicación de la lengua electrónica (voltametría de pulsos), para la evaluación de la capacidad antioxidante de alimentos. Para ello, en primer lugar se evaluó la capacidad antioxidante de disoluciones de trolox (patrón de referencia) y de muestras de té verde y de uva, mediante el método ABTS. En segundo lugar se realizaron ensayos de voltametría cíclica para caracterizar la lengua electrónica en presencia de antioxidantes como el trolox, con la finalidad de conocer cuáles son los fenómenos electroquímicos que se producen entre los electrodos de trabajo y estos. Mediante esta caracterización se estableció el patrón de pulsos que se aplicó posteriormente en los ensayos de voltametría de pulsos sobre las disoluciones de trolox, de té y de uva. Para evaluar la capacidad de la lengua electrónica como método para generar modelos predictivos que cuantifiquen la capacidad antioxidante, se llevaron a cabo análisis estadísticos multivariantes de componentes principales (PCA) y de análisis por mínimos cuadrados parciales (PLS). Los resultados obtenidos permitieron la creación de un modelo matemático válido para la evaluación de la capacidad antioxidante en base a equivalentes trolox. De entre los electrodos utilizados, los metales nobles fueron los que generaron el modelo con un mejor ajuste (superior al 94%). Los metales no nobles, si bien mostraron un comportamiento directamente proporcional entre la respuesta electrónica generada y la concentración de zumo de uva testada, esta no fue relacionada con la capacidad antioxidante, por lo que futuros estudios irán encaminados a evaluar que compuestos son los que puedan generar esta correlación, así como a la cuantificación de la capacidad antioxidante en base a equivalentes ácido ascórbico, compuestos fenológicos, etc.

[EN] The aim of this work was establishing a mathematical prediction model through the application of electronic tongue (pulse voltammetry) in order to assess the antioxidant capacity of food. For that purpose, firstly, the antioxidant capacity of trolox solutions (reference standard), as well as samples of tea and grape, were evaluated using the method ABTS. Secondly, cyclic voltammetry tests were conducted to characterize the electronic tongue in the presence of antioxidants as trolox, with the purpose of knowing the electrochemical phenomena generated between the work electrodes and these. Through this characterization, a pulse standard was established and subsequently applied to the pulse voltammetry tests on the trolox, tea and grape solutions. In order to assess the capacity of electronic tongue as a method to generate predictive models that can quantify the antioxidant capacity, statistical multivariate analysis of the main components (PCA) and partial least squares analysis (PLS) were carried out. The obtained results made the creation of a valid mathematic model for the assessment of the antioxidant capacity possible on the basis of trolox equivalents. From all the electrodes used, noble metals generated the model with the best adjustment (94%). Although non-noble metals showed a directly proportional behaviour between the generated electronic response and the grape juice concentration subjected to test, such a response was not related to their antioxidant capacity. Therefore, future studies will be aimed at evaluating which compounds can generate this correlation, as well as the quantification of the antioxidant capacity based on equivalents of ascorbic acid, phenological compounds, etc.

[CA] L'objectiu d'aquest treball va ser establir un model matemàtic de predicció, mitjançant l'aplicació de la llengua electrònica (voltametria de polsos), per a l'avaluació de la capacitat antioxidant d'aliments. Per açò, en primer lloc, es va avaluar la capacitat antioxidant de dissolucions de trolox (patró de referència), de mostres de té i de raïm, mitjançant el mètode ABTS. En segon lloc, es realitzaren assajos de voltametria cíclica per a caracteritzar la llengua electrònica en presència d'antioxidants com el trolox, amb la finalitat de conèixer quins són els fenòmens electroquímics que es produeixen entre els elèctrodes de treball i estos. Mitjançant esta caracterització es va establir el patró de polsos que es va aplicar posteriorment als assajos de voltametria de polsos sobre les dissolucions de trolox, té i raïm. Per avaluar la capacitat de la llengua electrònica com mètode per a generar models predictius que quantifiquen la capacitat antioxidant es varen fer anàlisi estadístics multivariants de components principals (PCA) i d'anàlisi per mínims quadrats parcials (PLS). Els resultats obtinguts varen permetre la creació d'un model matemàtic vàlid per a l`avaluació de la capacitat antioxidant en base a equivalents trolox. Entre els elèctrodes utilitzats, els metalls nobles varen ser els que generaren el model amb un millor ajust (superior al 94%). Els metalls no nobles, si bé mostraren un comportament directament proporcional entre la resposta electrònica generada i la concentració de suc de raïm testada, esta no fou relacionada amb la capacitat antioxidant, pel que els futurs estudis aniran encaminats a avaluar què compostos són els que poden generar esta correlació, així com a la quantificació de la capacitat antioxidant en base a equivalents àcid ascòrbic, compostos fenològics, etc.