Въведение
Повечето масла за готвене се извличат от растения или растителни семена. Смята се, че първото целенасочено отглеждане на маслинови дървета е станало на остров Крит около 3500 г. пр.н.е. Освен за консумация от човека и за производство на сапун, зехтинът се е използвал и в католическата литургия. На фигура 1 е представена мелница за зехтин (маслинотрошачка) в Помпей от 80 г. пр. н. е.
Плодовете и семената, от които трябва да се извлече масло, първо се почистват и след това се смачкват между валове. Тъй като прясно изстисканите масла обикновено съдържат и съпътстващи материали, като миризливи, ароматни или горчиви вещества - или части от растения, замъгляващи вещества или слуз - те често се рафинират, за да се запазят. За тази цел суровото масло се нагрява; това обаче води не само до загуба на част от суровото масло, но и до намаляване на полезните от хранителна и физиологична гледна точка вещества като токоферолите. Съдържанието на полиненаситени мастни киселини обаче не се влияе от този етап на обработка. Рафинираните масла се характеризират с неутрален мирис и вкус, по-дълъг срок на годност и липса на твърда утайка по време на съхранение.
Студено пресованите масла не се рафинират, а се извличат само чрез пресоване и последващо филтриране. Топлината, генерирана по време на пресоването, се разсейва чрез охлаждане на пресата. Полученото по този начин масло се нарича "студено пресовано", "студено изтеглено", "необработено" или "неподправено"; то се класифицира като много висококачествено [2, 3].
Мазнините и маслата са триглицериди или тройни естери на тривалентния алкохол глицерин (1, 2, 3-пропанетриол). Мастните киселини, с които се естерифицира глицеринът, се класифицират като наситени, ненаситени или полиненаситени. Причината, поради която мазнините са твърди при стайна температура, докато маслата са течни, се дължи на съдържанието на ненаситени мастни киселини. Поради повишеното съдържание на ненаситени мастни киселини (предимно с цис-позиция) кристализацията се затруднява и температурата на топене на маслата се понижава. Следователно може да се очаква зависимост между температурите на топене и кристализация на маслата и съдържанието на ненаситени мастни киселини в тях.
Експериментален
Поведението на топене и кристализация на наличните в търговската мрежа масла за готвене е изследвано с помощта на NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix® с μ-сензор. Като промивен газ е използван азот (5.0); скоростта на промивния газ възлиза на 40 ml/min. Маслата са въведени в стандартни алуминиеви тигли с пробити капаци по такъв начин, че да се намокри изцяло долната част на тигелите. Параметрите на измерването и масите на пробите са обобщени в таблици 1 и 2.
Таблица 1: Условия за измерване
| Измервателен инструмент | DSC 204 F1 Phoenix® |
| Сензор | μ-сензор |
| Охлаждане | GN2, автоматично |
| Тигел | Al, пробит |
| Атмосфера | Азот |
| Дебит на газа | 40 ml/min |
| Скорост на нагряване/охлаждане | 5 K/min |
Таблица 2: Маси на пробите [mg]
| Маслиново масло | Фъстъчено масло | Сусамово масло | Рапично масло | Слънчогледово масло | Орехово масло | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Производител | A | B | C | C | D | B |
| Измерване 1 | 2.527 | 2.565 | 2.546 | 2.529 | 2.528 | 2.507 |
| Измерване 2 | 2.526 | 2.541 | 2.529 | 2.554 | 2.528 | 2.505 |
| Измерване 3 | 2.522 | 2.568 | 2.545 | 2.529 | 2.514 | 2.545 |
| Средна стойност (MW) | 2.525 | 2.558 | 2.540 | 2.537 | 2.530 | 2.519 |
| Отклонение (ABW) | 0.005 | 0.027 | 0.017 | 0.025 | 0.034 | 0.040 |
Резултати и обсъждане
Маслата за готвене бяха изследвани при гореизброените условия на измерване в температурния диапазон от -100°C до стайна температура. Кристализацията на пробите се наблюдава в съответните сегменти на охлаждане, а топенето - в сегментите на нагряване. Тъй като всяко от маслата има различни нива на съдържание на наситени, мононенаситени и полиненаситени мастни киселини, а триглицеридите допълнително се състоят от смеси от различни мастни киселини, всички проби имат сравнително широка обща област в рамките на диапазона на топене и кристализация. На фигура 2 е показано сравнение на поведението при топене на различните масла.
На фигура 3 са представени резултатите за фъстъчено масло, състоящо се от два сегмента на нагряване и междинен сегмент на охлаждане. Освен това за всяка проба са оценени началото на процеса на топене (екстраполирано начало) и пиковата температура на основния компонент. Сравнението на тези резултати е обобщено в таблица 3. Показаните стойности са средни стойности, изчислени от шест измерени стойности. Наблюдава се последователна тенденция към по-ниски температури както при началната, така и при пиковата температура в следния ред: зехтин, фъстъчено масло, сусамово масло, рапично масло, слънчогледово масло, орехово масло.
При сравняване на посочените в таблица 4 нива на съдържание на наситени (колона 1), мононенаситени (колона 2) и полиненаситени мастни киселини (колона 3) в анализираните масла за готвене, в реда от маслиново масло до орехово масло, първоначално не се забелязва тенденция за нито една от колоните 1-3. Дори общото съдържание на ненаситени мастни киселини, посочено в колона 4 (сума от колони 2 и 3), не показва тенденция, която да съответства пряко на избрания ред на маслата за готвене в таблица 4. Връзката между съдържанието на мастни киселини и температурата на топене е по-ясно илюстрирана на фигура 4. Тук се вижда, че температурата на топене се повишава с увеличаване на съдържанието на наситени и мононенаситени мастни киселини и намалява с увеличаване на полиненаситените мастни киселини.
Таблица 3: Екстраполирани начални и максимални температури на процесите на топене [°C]
| Маслиново масло | Фъстъчено масло | Сусамово масло | Рапично масло | Слънчогледово масло | Орехово масло | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Производител | A | B | C | C | D | B |
| Екстраполирано начало | -10.1 | -18.9 | -28.3 | -28.0 | -31.5 | -44.9 |
| Максимална температура | -5.1 | -11.8 | -21.0 | -21.4 | -26.7 | -34.0 |
Таблица 4: Съставяне на маслата за готвене и техните нива на съдържание [4]
Нива на съдържание на мастни киселини [%] | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| наситени (S) | мононенаситени | полиненаситени | ненаситени общи (Р) | P:S | |
| Орехово масло1 | 9.87 | 16.3 | 73.9 | 90.2 | 7.49 |
| Слънчогледово масло2 | 12.3 | 20.7 | 66.9 | 87.6 | 5.44 |
| Рапично масло1 | 6.9 | 57.1 | 26.9 | 84.0 | 3.90 |
| Сусамово масло1 | 13.1 | 35.8 | 42.0 | 77.8 | 3.21 |
| Фъстъчено масло2 | 16.4 | 44.8 | 38.8 | 83.6 | 2.37 |
| Зехтин1 | 15.0 | 74.7 | 9.89 | 84.6 | 0.66 |
Освен това при определянето на качеството на маслата за анализ на храни от ключово значение са не толкова абсолютните стойности на различните нива на съдържание на мастни киселини, колкото техните взаимовръзки. А именно, ако се създаде набор от съотношения, като се използват колони 4 и 1 - т.е. съотношението на общото съдържание на ненаситени мастни киселини към съдържанието на наситени мастни киселини (P:S) - се очертава последователна тенденция, тъй като стойностите намаляват от 7,49 за ореховото масло до 0,66 за маслиновото масло (сравни с колона 5). Оцветяването в таблица 4 илюстрира две групи проби. Стойностите, отбелязани в зелено, описват маслата с по-високо съдържание на полиненаситени, отколкото на мононенаситени мастни киселини. От друга страна, стойностите, отбелязани в червено, обозначават масла с по-високо съдържание на мононенаситени, отколкото на полиненаситени мастни киселини.
Трябва да се има предвид, че информацията за съдържанието на мастни киселини в пробите от слънчогледово и фъстъчено масло отразява само средните стойности, взети от литературата. Опитът показва, че за всяка стойност трябва да се приеме диапазон на колебание от приблизително 5 %. Освен това при оценката на резултатите от DSC са взети предвид само пиковите температури на основните компоненти, което със сигурност представлява само отправна точка при анализа на поведението на топене на сместа и може да обясни съществуващите отклонения в корелационната диаграма (фигура 5). Стойността за сусамовото масло с P:S от 3,21 е тази, която се намира най-далеч от линията на тенденцията на фигура 5. Това може да е свързано с факта, че това е единственото масло в този набор, чиито семена са били подложени на допълнителен процес на изпичане. Влиянието на процеса на изпичане върху кристализацията засега не е известно.
Заключение
Тази приложна бележка показва, че поведението на топене и кристализация на различни масла за готвене може да се характеризира с помощта на диференциална сканираща калориметрия (DSC). Лесната подготовка на пробите и стандартната температурна програма позволяват бързо получаване на резултати от измерванията на стойностите за поведението на топене и кристализация. Оценката, основана на пиковите температури, улеснява получаването на значимо сравнение на маслата за готвене.
Въпреки че това изследване потвърди основно, че по-високото съдържание на полиненаситени мастни киселини означава по-ниска температура на топене за дадено масло, на фиг. 4 се вижда, че концентрацията не е единственият решаващ фактор. Фигура 5 показва, че по-скоро съотношението P:S - т.е. концентрацията на полиненаситени към наситени мастни киселини - показва постоянна тенденция.