Obtención de una herramienta quimiométrica para la clasificación sensorial de una fragancia

Abstract

La industria cosmética y de fragancias emplean análisis sensoriales e instrumentales para declarar la conformidad de un producto o para describirlo sensorialmente. En esta industria, el análisis sensorial es una herramienta indispensable para la toma de decisiones. Este análisis constituye una ciencia multidisciplinaria en la cual intervienen diferentes áreas del conocimiento como lo es la química, la física, la matemática, la estadística, entre otras. La finalidad del análisis sensorial es poder traducir las percepciones evocadas por los productos a través del uso de los sentidos. Por otra parte, el análisis sensorial requiere de panelistas, de instalaciones adecuadas, de procesos de evaluación establecidos, de recurso humano capacitado, entre otras. El alto número de variables hace que definir el perfil sensorial de una fragancia sea costoso en términos de tiempo, dinero y recursos humanos. Entonces, se hace necesario reducir, reemplazar o refinar el análisis sensorial de fragancias, mediante el uso de técnicas instrumentales que faciliten la predicción del perfil sensorial de una fragancia. Para lograr este objetivo, se eligieron diez fragancias de la familia FLORAL del portafolio activo de SYMRISE Ltda. y se evaluaron sensorialmente por un panel entrenado. Después se aplicó análisis estadístico a los datos obtenidos por el panel sensorial con el fin de corroborar normalidad y eliminación de datos atípicos. Adicionalmente, se compararon las diferencias entre las medias de los datos sensoriales usando el análisis de varianzas (ANOVA); el cual comprobó la diferencia estadística entre las notas sensoriales y las evaluaciones de los panelistas. El análisis instrumental se realizó por Cromatografía de Gases acoplada a Espectrometría de Masas (GC-MS) para identificar los compuestos orgánicos volátiles presentes en la formulación de cada fragancia. Con los datos sensoriales e instrumentales, se construyó una matriz de correlación con el fin de realizar análisis multivariado y predecir el perfil sensorial de una fragancia. El análisis multivariado estableció relaciones entre las fragancias y las notas sensoriales, pero no mostró una correlación directa entre las variables sensoriales e instrumentales. Así, con el fin de mejorar la interpretación de los datos se complementó el análisis instrumental mediante Cromatografía de Gases acoplada a Olfatometria (GC-O) para la detección e identificación de compuestos olfativamente activos en cada fragancia. El análisis de GC-O identificó compuestos volátiles particulares para cada fragancia, corroborando el hecho que cada fragancia es única sensorialmente. Debido a que los compuestos olfativamente activos identificados por GC-O no fueron comunes entre las fragancias de estudio, no fue posible correlacionar los datos. Sin embargo, estos resultados no pueden emplearse para generar una nueva matriz de correlación sensorial e instrumental en un análisis multivariado. Otro aspecto importante es el hecho que las notas sensoriales de los compuestos olfativamente activos identificados por GC-O no tiene correlación directa con los perfiles sensoriales de cada fragancia. Esto se debe a que los compuestos químicos por sí solos no definen el perfil sensorial de la fragancia. Por el contrario, las mezclas definidas de algunos de estos compuestos podrían ser quienes definen los perfiles sensoriales específicos de cada fragancia. A pesar de que el análisis por GC-O no predice el comportamiento sensorial, podría utilizarse para declarar la conformidad en el área de control de calidad mediante el uso de estos compuestos olfativamente activos como marcadores sensoriales. (Texto tomado de la fuente)

The cosmetic and fragrances industry employs sensory and instrumental analysis to declare the product conformity or obtain its sensory description. In this industry, sensory analysis is a mandatory tool for decision-making. This analysis embraces multidisciplinary sciences such as chemistry, mathematics, statistics, and specialized software. The sensory analysis aims to associate the perceptions given by-products through the senses. Also, the sensory analysis requires panelists, appropriate equipment, established assays processes, and trained human resource, among others. Therefore, obtaining one fragrance's sensory profile is expensive in terms of time, money, and human resources. Then, it is necessary to reduce, replace, and refine fragrances sensory analysis, using instrumental techniques that facilitate the prediction of fragrances sensory profiles. Thus, ten fragrances of the FLORAL family from SYMRISE Ltda. were chosen and evaluated by trained panelists. After that, the data obtained were processed by statistical analysis to validate normal distribution behavior and outliers. In addition, Analysis of Variance (ANOVA) was applied to calculate the mean statistical significance between sensory descriptors and the panelist results. Gas Chromatography analysis coupled with Mass Spectrometry (GC-MS) identifies common chemical compounds in fragrance formulations. Multivariate analysis was applied to predict sensory profiles by combining sensory and instrumental results. The multivariate analysis correlated the primary sensory descriptors and the fragrances. However, it does not achieve a direct relationship between instrumental data and the analysis. Gas Chromatography - Olfactometry analysis (GC-O) allowed us to identify active compounds in each fragrance. GC-O analysis identified unique compounds in most fragrance formulations. That indicated that each fragrance is unique in sensory terms. No correlation between sensory and GC-O data was found due to afore. Then multivariate analysis could not be done to correlate GC-O and sensory analysis. That is attributed to the high variability and differentiation of studied fragrances based on all employed fragrances belonging to the FLORAL family. Another fact is that sensory descriptors of the identified chemical compounds by GC-O do not directly correlate with the sensory profile. The reason is that lonely chemical compounds do not describe the fragrance's sensory profile. Contrary, defined blends of some of those chemical compounds could define the sensory profile of fragrances. Although GC-O analysis does not predict sensorial behavior, this could be used to declare the conformity in the control area, using active compounds as sensorial markers.