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Hacer visible la química: demostraciones sencillas con aceite de oliva

Diciembre 10, 2012
Patricia B. OHara y Richard A. Blatchly

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La aceituna proporciona un paisaje culinario en el que la apreciación de la naturaleza química única es clave para una comprensión real. La estructura química de las biomoléculas naturales de la aceituna se puede relacionar con el desarrollo del color, sabor y olor característicos de los aceites. Estas biomoléculas únicas dan lugar a la identificación del aceite de oliva como aceite saludable.

El crecimiento en el mercado mundial del aceite de oliva y la expansión regional de la productividad han requerido la elaboración de nuevos estándares internacionales para proteger al consumidor y evitar que los aceites fraudulentos lleguen al mercado.

El cuerpo del aceite de oliva se encuentra en sus triglicéridos componentes, que son ácidos grasos unidos a la glicerina. Los ácidos grasos libres (FFA) son productos de degradación natural de estos triglicéridos. El principal FFA en el aceite de oliva es el ácido oleico (llamado así por el Oleo europa árbol). Si bien puede ser muy difícil notar la diferencia entre los aceites de oliva de diferente contenido de AGL debido a los ácidos grasos en sí, un alto contenido de ácido generalmente se asocia con otras características negativas, como una manipulación o almacenamiento inadecuado de las aceitunas antes del prensado. El costo del aceite se determinará en parte por si está clasificado como virgen extra (menos del 0.8% FFA) o virgen (menos del 1.5% FFA).

El análisis estándar de ácidos grasos libres (FFA) es una titulación con una base estándar comúnmente conocida como lejía (hidróxido de sodio-NaOH). En un laboratorio de análisis profesional, los FFA se extraen del aceite utilizando una mezcla de disolventes de partes iguales de etanol y éter dietílico, cuyos vapores son nocivos e inflamables. Demostraremos cómo medir la acidez usando un reactivo más simple para dar una respuesta cualitativa sobre si el aceite cumplió con un cierto estándar. Brevemente, el reactivo usa un indicador de pH en una solución que contiene una cantidad conocida de NaOH. Cuando la cantidad de FFA es mayor que la cantidad de base, el indicador cambia de color.

Figura 1: Prueba de amarillo de alizarina en aceites con concentraciones crecientes de ácido oleico. De izquierda a derecha, 0%, 0.50%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, 3.3%. Se eligió el reactivo para analizar el ácido oleico 1.5%, explicando el cambio de color que comienza en el tubo 4.

El gusto es una de las cualidades del aceite de oliva más importante pero difícil de cuantificar. Los expertos en la composición del aceite de oliva conocen la relación entre componentes específicos y el sabor y propiedades del aceite. Para conectar visualmente una medida química de estos componentes con el sabor, hemos desarrollado varios ensayos simples que demuestran la presencia o ausencia de componentes importantes del aceite. Hemos relacionado estas pruebas con el sabor y las propiedades de cocción del aceite.

Uno de los aspectos más controvertidos del sabor del aceite de oliva es su amargor. Durante un taller en Turquía, fuimos testigos de un gran debate entre los tradicionalistas, que no creen que el aceite deba ser amargo, y los productores de aceite de alta gama, que estaban orgullosos del amargor de su aceite. Los componentes amargos y astringentes son principalmente compuestos polifenólicos derivados del hidroxitirosol, que está hecho de uno de los aminoácidos básicos, la tirosina. Otros compuestos, incluidos los flavonoides como la taxifolina y la luteolina, añaden profundidad a la paleta de sabores. Todos estos compuestos son antioxidantes bastante activos, lo que explica algunos, pero no todos, sus beneficios para la salud.

Las cualidades antioxidantes de los aceites de oliva se pueden demostrar usando un tinte conocido como azul de Prusia. La química que actúa aquí es la misma química que se utilizó hace medio siglo en la producción de planos arquitectónicos. Una mezcla de sales de hierro responde a la presencia de un antioxidante para producir el colorante azul profundo, demostrando muy bien la actividad. Si bien esto no nos permite distinguir pequeñas diferencias, sí muestra la diferencia entre los aceites con antioxidantes (aceites de oliva) y sin ellos (como los aceites de semillas).

Figura 2: Si bien el aceite mineral (tubo 1) y la mayoría de los aceites de nueces, como el aceite de girasol, no reaccionan, los aceites de oliva de buena calidad deben dar positivo para producir un color azul brillante (tubos 2 a 5). Aquí, un aceite de oliva elaborado con aceitunas silvestres en lugar de cultivadas, el tubo 4, produjo el color azul más intenso.

El color amarillo predominante del aceite de oliva se debe en gran parte a la luteína, mientras que el β-caroteno da un tono anaranjado. Los aceites de oliva más verdes contienen moléculas de la familia de la clorofila. Normalmente, la cuantificación del color requiere un espectrofotómetro, pero las funciones básicas de este costoso instrumento pueden ser imitadas por un iPhone, con una aplicación como Irodori, para medir las contribuciones de rojo / verde / azul (RGB) al color de los aceites de oliva. . Se toma una foto con el iPhone y el programa la divide en muestras de color. El usuario selecciona el color más característico para el análisis y se informa la contribución RGB (luz transmitida) para esa muestra. Una medición como esta necesita un control de fondo. Cada foto fue tomada bajo idénticas condiciones de iluminación, con el mismo volumen de solución y un fondo blanco.

Otra característica de nuestro panel de demostraciones simples de la química de los aceites de oliva es la interacción de los aceites con las luces láser. Mostramos cómo los punteros láser simples pueden iluminar algunas de las características más finas de los aceites más verdes que contienen clorofila.

Uno de los aspectos más gratificantes de ser químico es la capacidad de obtener una comprensión más profunda de los materiales que encontramos todos los días. El aceite de oliva es un gran ejemplo de una sustancia cotidiana que se ve maravillosamente compleja cuando ves de qué está hecha. Conocer el maquillaje también nos permite relacionar nuestro disfrute gustativo con los resultados saludables de nuestro consumo.

Patricia B. O'Hara es la profesora de química de Amanda y Lisa Cross en la Universidad de Massachusetts, Amherst
Richard A. Blatchly es el Director del Departamento de Química Orgánica en Keene State College

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