`Κάνοντας τη χημεία ορατή: Απλές επιδείξεις με ελαιόλαδο - Olive Oil Times

Κάνοντας την χημεία ορατή: απλές επίδειξεις με το ελαιόλαδο

Δεκέμβριος 10, 2012
Patricia B. OHara και Richard A. Blatchly

Πρόσφατες Ειδήσεις

Η ελιά παρέχει ένα γαστρονομικό τοπίο στο οποίο η εκτίμηση της μοναδικής χημικής φύσης είναι το κλειδί για την πραγματική κατανόηση. Η χημική δομή των φυσικών βιομορίων της ελιάς μπορεί να σχετίζεται με την ανάπτυξη του χαρακτηριστικού χρώματος, γεύσης και μυρωδιάς των ελαίων. Αυτά τα μοναδικά βιομόρια οδηγούν στον προσδιορισμό του ελαιολάδου ως του υγιούς ελαίου.

Η αύξηση της παγκόσμιας αγοράς ελαιολάδου και η περιφερειακή επέκταση της παραγωγικότητας καθιστούν αναγκαία την εκπόνηση νέων διεθνών προτύπων για την προστασία του καταναλωτή και την πρόληψη της διάδοσης των απατηλών ελαίων στην αγορά.

Το σώμα του ελαιολάδου βρίσκεται στα συστατικά του τριγλυκερίδια, τα οποία είναι λιπαρά οξέα δεσμευμένα στη γλυκερίνη. Τα ελεύθερα λιπαρά οξέα (FFAs) είναι φυσικά προϊόντα αποικοδόμησης αυτών των τριγλυκεριδίων. Η κύρια FFA στο ελαιόλαδο είναι το ελαϊκό οξύ (το όνομά του από το Oleo europa δέντρο). Αν και μπορεί να είναι πολύ δύσκολο να δοκιμάσετε τη διαφορά μεταξύ των ελαιολάδων διαφορετικής περιεκτικότητας σε FFA λόγω των ίδιων των λιπαρών οξέων, μια υψηλή περιεκτικότητα σε οξύ συσχετίζεται συνήθως με άλλα αρνητικά χαρακτηριστικά, όπως ακατάλληλο χειρισμό ή αποθήκευση των ελιών πριν από τη συμπίεση. Το κόστος του λαδιού θα προσδιοριστεί εν μέρει από το εάν κατατάσσεται ως έξτρα παρθένο (λιγότερο από 0.8% FFA) ή παρθένο (λιγότερο από 1.5% FFA).

Η τυπική ανάλυση για τα ελεύθερα λιπαρά οξέα (FFA) είναι μια τιτλοδότηση με μια τυπική βάση κοινώς γνωστή ως σίκαλη (υδροξείδιο του νατρίου-ΝαΟΗ). Σε ένα εργαστήριο επαγγελματικής ανάλυσης, τα FFAs εξάγονται από το λάδι χρησιμοποιώντας έναν μικτό διαλύτη ίσων μερών αιθανόλης και διαιθυλαιθέρα, οι αναθυμιάσεις των οποίων είναι επιβλαβείς και εύφλεκτες. Θα δείξουμε πώς να μετρήσουμε την οξύτητα χρησιμοποιώντας ένα απλούστερο αντιδραστήριο για να δώσουμε μια ποιοτική απάντηση ως προς το εάν το λάδι πληρούσε ένα συγκεκριμένο πρότυπο. Εν συντομία, το αντιδραστήριο χρησιμοποιεί ένα δείκτη ρΗ σε ένα διάλυμα που περιέχει μια γνωστή ποσότητα NaOH. Όταν η ποσότητα του FFA είναι μεγαλύτερη από την ποσότητα της βάσης, η ένδειξη αλλάζει χρώμα.

Εικόνα 1: Δοκιμή κίτρινης αλλιζαρίνης σε έλαια με αυξανόμενες συγκεντρώσεις ελαϊκού οξέος. Από αριστερά προς τα δεξιά, 0%, 0.50%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, 3.3%. Το αντιδραστήριο επιλέχθηκε για να ελεγχθεί το 1.5% ελαϊκό οξύ, εξηγώντας την αλλαγή χρώματος ξεκινώντας από τον σωλήνα 4.

Η γεύση είναι μια από τις ιδιότητες του ελαιολάδου που είναι το πιο σημαντικό αλλά είναι δύσκολο να ποσοτικοποιηθεί. Οι ειδικοί στη σύνθεση του ελαιολάδου γνωρίζουν τη σχέση μεταξύ συγκεκριμένων συστατικών και της γεύσης και των ιδιοτήτων του ελαίου. Για να συνδέσουμε οπτικά ένα χημικό μέτρο αυτών των συστατικών με τη γεύση, έχουμε αναπτύξει αρκετές απλές δοκιμασίες που καταδεικνύουν την παρουσία ή την απουσία σημαντικών συστατικών του λαδιού. Έχουμε συσχετίσει αυτές τις δοκιμές με τις γεύσεις και τις ιδιότητες μαγειρέματος του λαδιού.

Μία από τις πιο αμφιλεγόμενες πτυχές της γεύσης του ελαιολάδου είναι η πικρία του. Κατά τη διάρκεια ενός εργαστηρίου στην Τουρκία, είδαμε αρκετή συζήτηση μεταξύ παραδοσιακών, που δεν πιστεύουν ότι το πετρέλαιο πρέπει να είναι πικρό, και υψηλού επιπέδου παραγωγούς πετρελαίου, που ήταν περήφανοι για την πικρία του λαδιού τους. Τα πικρά και στυπτικά συστατικά είναι κυρίως πολυφαινολικές ενώσεις που προέρχονται από υδροξυτυροσόλη, η οποία παράγεται από ένα από τα βασικά αμινοξέα, την τυροσίνη. Άλλες ενώσεις όπως τα φλαβονοειδή όπως η ταξιφολίνη και η λουτεολίνη προσθέτουν βάθος στην παλέτα αρώματος. Όλες αυτές οι ενώσεις είναι αρκετά δραστικά αντιοξειδωτικά, τα οποία αντιπροσωπεύουν ορισμένα, αλλά όχι όλα τα οφέλη για την υγεία τους.

Οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες των ελαιολάδων μπορούν να αποδειχθούν χρησιμοποιώντας μια βαφή γνωστή ως Prussian blue. Η χημεία στην εργασία εδώ είναι η ίδια χημεία που χρησιμοποιήθηκε πριν από μισό αιώνα στην παραγωγή αρχιτεκτονικών σχεδιαγραμμάτων. Ένα μείγμα αλάτων σιδήρου ανταποκρίνεται στην παρουσία ενός αντιοξειδωτικού για την παραγωγή του βαθύ μπλε χρώματος, δείχνοντας ωραία τη δραστηριότητα. Αν και αυτό δεν μας επιτρέπει να διακρίνουμε τις λεπτές διαφορές, δείχνει τη διαφορά μεταξύ των ελαίων με τα αντιοξειδωτικά (ελαιόλαδα) και χωρίς (όπως τα έλαια σπόρων).

Σχήμα 2: Ενώ το ορυκτέλαιο (σωλήνας 1) και τα περισσότερα έλαια καρυδιού όπως το ηλιέλαιο δεν αντιδρούν, τα ελαιόλαδα καλής ποιότητας θα πρέπει να έχουν θετική δοκιμή για την παραγωγή λαμπερού μπλε χρώματος (σωλήνες 2 - 5). Εδώ, ένα ελαιόλαδο φτιαγμένο από άγριες παρά καλλιεργημένες ελιές, σωλήνας 4, παρήγαγε το βαθύτερο μπλε χρώμα.

Το κυρίαρχο κίτρινο χρώμα του ελαιολάδου οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στη λουτεΐνη, ενώ το β-καροτένιο προσδίδει πορτοκαλί απόχρωση. Τα πιο πράσινα ελαιόλαδα περιέχουν μόρια από την οικογένεια χλωροφύλλης. Κανονικά, ο ποσοτικός προσδιορισμός του χρώματος απαιτεί φασματοφωτόμετρο, αλλά οι βασικές λειτουργίες αυτού του ακριβού οργάνου μπορούν να μιμηθούν από ένα iPhone, με μια εφαρμογή όπως το Irodori, για τη μέτρηση των συνεισφορών του κόκκινου / πράσινου / μπλε (RGB) στο χρώμα των ελαιολάδων . Λήψη φωτογραφίας με το iPhone και το πρόγραμμα την χωρίζει σε δείγματα χρωμάτων. Ο χρήστης επιλέγει το πιο χαρακτηριστικό χρώμα για ανάλυση και αναφέρεται η συνεισφορά RGB (μεταδιδόμενο φως) για αυτό το δείγμα. Μια τέτοια μέτρηση χρειάζεται έλεγχο φόντου. Κάθε φωτογραφία τραβήχτηκε υπό πανομοιότυπες συνθήκες φωτισμού, με τον ίδιο όγκο διαλύματος, και λευκό φόντο.

Ένα ακόμα χαρακτηριστικό της ομάδας μας απλών διαδηλώσεων της χημείας των ελαιολάδων είναι η αλληλεπίδραση των ελαίων με τα φώτα λέιζερ. Δείχνουμε πόσο απλοί δείκτες λέιζερ μπορούν να φωτίσουν μερικά από τα λεπτότερα χαρακτηριστικά των πιο πράσινων ελαίων που περιέχουν χλωροφύλλη.

Μία από τις πιο ανταμείβουσες πτυχές του να είσαι χημικός είναι η ικανότητα να κατανοήσεις βαθύτερα τα υλικά που συναντούμε καθημερινά. Το ελαιόλαδο είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα μιας καθημερινής ουσίας που φαίνεται υπέροχα περίπλοκη όταν βλέπετε από τι είναι φτιαγμένο. Η γνώση του μακιγιάζ μας επιτρέπει επίσης να συσχετίσουμε τη γευστική μας απόλαυση με τα υγιή αποτελέσματα της κατανάλωσής μας.

Patricia B. O'Hara είναι ο Amanda και Lisa Cross Καθηγητής Χημείας στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης, Amherst
Ο Richard A. Blatchly είναι Πρόεδρος του Τμήματος Οργανικής Χημείας στο Keene State College

Διαφήμιση

Σχετικές ειδήσεις