Introducere
Majoritatea uleiurilor de gătit sunt extrase din plante sau semințe de plante. Se crede că prima cultivare vizată a măslinilor a avut loc pe insula Creta în jurul anului 3500 î.Hr. Pe lângă consumul uman și producția de săpun, uleiul de măsline a fost utilizat și în liturghia catolică. În figura 1 este prezentată o moară de ulei (zdrobitor de măsline) din Pompei din cear 80 î.Hr.
Fructele și semințele din care urmează să fie extrase uleiurile sunt mai întâi curățate și apoi zdrobite între role. Deoarece uleiurile proaspăt presate conțin, de obicei, și materiale asociate, cum ar fi substanțe mirositoare, aromatizante sau amare - sau părți de plante, agenți de tulburare sau mucilagii - acestea sunt adesea rafinate pentru a ajuta la conservarea lor. În acest scop, uleiul brut este încălzit, însă acest lucru duce nu numai la pierderea unei părți din uleiul brut, ci și la reducerea substanțelor benefice din punct de vedere nutrițional și fiziologic, cum ar fi tocoferolii. Conținutul de acizi grași polinesaturați nu este însă afectat de această etapă de tratare. Uleiurile rafinate se caracterizează printr-un miros și un gust neutru, un termen de valabilitate mai lung și o lipsă de sedimentare solidă în timpul depozitării.
Uleiurile presate la rece nu sunt rafinate, ci sunt extrase numai prin presare și filtrare ulterioară. Căldura generată în timpul presării este disipată prin răcirea presei. Uleiul astfel obținut se numește "presat la rece", "tras la rece", "netratat" sau "neadulterat"; este clasificat ca fiind de foarte înaltă calitate [2, 3].
Grăsimile și uleiurile sunt trigliceride sau triple esteri ai alcoolului trivalent glicerină (1, 2, 3- propanetriol). Acizii grași cu care este esterificată glicerina sunt clasificați ca saturați, nesaturați sau polinesaturați. Motivul pentru care grăsimile sunt solide la temperatura camerei, în timp ce uleiurile sunt lichide, se datorează conținutului de acizi grași nesaturați. Din cauza conținutului crescut de acizi grași nesaturați (în principal poziționați cis), cristalizarea este împiedicată și punctul de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire al uleiurilor este redus. Prin urmare, este de așteptat să existe o corelație între temperaturile de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire și CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare ale uleiurilor și conținutul lor de acizi grași nesaturați.
Experimental
Comportamentul de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire și CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare al uleiurilor de gătit disponibile în comerț a fost investigat cu ajutorul NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix® cu senzor μ. Azotul a fost utilizat ca gaz de purjare (5,0); rata gazului de purjare s-a ridicat la 40 ml/min. Uleiurile au fost introduse în creuzete standard din aluminiu cu capace perforate, astfel încât să se umezească în întregime zona inferioară a creuzetelor. Parametrii de măsurare și masele probelor sunt rezumate în tabelele 1 și 2.
Tabelul 1: Condiții de măsurare
| Instrumentul de măsurare | DSC 204 F1 Phoenix® |
| Senzor | μ-Senzor |
| Răcire | GN2, automată |
| Creuzet | Al, găurit |
| Atmosferă | Nitrogen |
| Debit de gaz | 40 ml/min |
| Rata de încălzire/răcire | 5 K/min |
Tabelul 2: Masa probelor [mg]
| Ulei de măsline | Ulei de arahide | Ulei de susan | Ulei de rapiță | Ulei de floarea soarelui | Ulei de nucă | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Producător | A | B | C | C | D | B |
| Măsurarea 1 | 2.527 | 2.565 | 2.546 | 2.529 | 2.528 | 2.507 |
| Măsurarea 2 | 2.526 | 2.541 | 2.529 | 2.554 | 2.528 | 2.505 |
| Măsurarea 3 | 2.522 | 2.568 | 2.545 | 2.529 | 2.514 | 2.545 |
| Valoarea medie (MW) | 2.525 | 2.558 | 2.540 | 2.537 | 2.530 | 2.519 |
| Deviație (ABW) | 0.005 | 0.027 | 0.017 | 0.025 | 0.034 | 0.040 |
Rezultate și discuții
Uleiurile de gătit au fost analizate în condițiile de măsurare enumerate mai sus în intervalul de temperatură de la -100°C la temperatura camerei. Cristalizarea probelor poate fi observată în segmentele de răcire respective și topirea poate fi observată în segmentele de încălzire. Deoarece uleiurile au fiecare un conținut diferit de acizi grași saturați, mononesaturați și polinesaturați, iar trigliceridele constau în plus din amestecuri de acizi grași diferiți, toate probele au în comun o zonă relativ largă în intervalul de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire și CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare. Figura 2 prezintă o comparație a comportamentului de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire al diferitelor uleiuri.
În figura 3 sunt prezentate rezultatele pentru uleiul de arahide, constând în două segmente de încălzire și segmentul de răcire intermediar. În plus, începutul procesului de topire (începutul extrapolat) și temperatura maximă a componentei principale sunt evaluate pentru fiecare probă. O comparație a acestor rezultate este rezumată în tabelul 3. Valorile prezentate sunt valori medii calculate din șase valori măsurate. Se poate observa o tendință consecventă spre temperaturi mai scăzute atât în ceea ce privește temperaturile de început, cât și temperaturile de vârf, în următoarea ordine: ulei de măsline, ulei de arahide, ulei de susan, ulei de rapiță, ulei de floarea soarelui, ulei de nucă.
Comparând conținuturile prezentate în tabelul 4 pentru acizii grași saturați (coloana 1), mononesaturați (coloana 2) și polinesaturați (coloana 3) din uleiurile de gătit analizate, în ordinea enumerată de la uleiul de măsline la uleiul de nucă, nu se poate observa inițial nicio tendință pentru niciuna dintre coloanele 1 până la 3. Nici măcar conținutul total de acizi grași nesaturați enumerat în coloana 4 (suma coloanelor 2 și 3) nu prezintă o tendință care să se potrivească direct cu ordinea selectată a uleiurilor de gătit din tabelul 4. Relația dintre conținutul de acizi grași și temperatura de topire este ilustrată mai clar în figura 4. Aici, se poate observa că temperatura de topire crește odată cu creșterea conținutului de acizi grași saturați și mononesaturați și scade odată cu creșterea conținutului de acizi grași polinesaturați.
Tabelul 3: Temperaturile de început și de vârf extrapolate ale proceselor de topire [°C]
| Ulei de măsline | Ulei de arahide | Ulei de susan | Ulei de rapiță | Ulei de floarea soarelui | Ulei de nucă | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Producător | A | B | C | C | D | B |
| Debutul extrapolat | -10.1 | -18.9 | -28.3 | -28.0 | -31.5 | -44.9 |
| Temperatura de vârf | -5.1 | -11.8 | -21.0 | -21.4 | -26.7 | -34.0 |
Tabelul 4: Compilarea uleiurilor de gătit și nivelurile lor de conținut [4]
Niveluri ale conținutului de acizi grași [%] | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| saturate (S) | mononesaturate | polinesaturate | nesaturat total (P) | P:S | |
| Ulei de nucă1 | 9.87 | 16.3 | 73.9 | 90.2 | 7.49 |
| Ulei de floarea-soarelui2 | 12.3 | 20.7 | 66.9 | 87.6 | 5.44 |
| Ulei de rapiță1 | 6.9 | 57.1 | 26.9 | 84.0 | 3.90 |
| Ulei de susan1 | 13.1 | 35.8 | 42.0 | 77.8 | 3.21 |
| Ulei de arahide2 | 16.4 | 44.8 | 38.8 | 83.6 | 2.37 |
| Ulei de măsline1 | 15.0 | 74.7 | 9.89 | 84.6 | 0.66 |
De asemenea, în determinarea calității uleiurilor pentru analiza alimentelor, nu atât valorile absolute ale diferitelor niveluri ale conținutului de acizi grași, cât relațiile dintre acestea sunt esențiale. Și anume, dacă se creează un set de rapoarte folosind coloanele 4 și 1 - adică raportul dintre conținutul total de acizi grași nesaturați și conținutul de acizi grași saturați (P:S) - apare o tendință consecventă, deoarece valorile scad de la 7,49 pentru uleiul de nucă la 0,66 pentru uleiul de măsline (comparați cu coloana 5). Coloritul din tabelul 4 ilustrează două grupuri de probe. Valorile marcate în verde descriu uleiurile cu un conținut mai mare de acizi grași polinesaturați decât de acizi grași mononesaturați. Valorile marcate cu roșu, pe de altă parte, desemnează uleiurile cu un conținut mai mare de acizi grași mononesaturați decât polinesaturați.
Trebuie luat în considerare faptul că informațiile privind conținutul de acizi grași pentru probele de ulei de floarea-soarelui și de ulei de arahide reflectă doar valorile medii din literatura de specialitate. Experiența dictează că ar trebui să se presupună un interval de fluctuație de aproximativ 5% pentru fiecare valoare. De asemenea, la evaluarea rezultatelor DSC, au fost luate în considerare doar temperaturile de vârf ale principalelor componente, ceea ce constituie cu siguranță doar un punct de referință în analiza comportamentului de topire al unui amestec și poate explica abaterile existente în diagrama de corelație (figura 5). Valoarea pentru uleiul de susan cu un P:S de 3,21 este cea care se află cel mai departe de linia de tendință din figura 5. Acest lucru ar putea avea legătură cu faptul că acesta este singurul ulei din acest set la care semințele au fost supuse unui proces suplimentar de prăjire. Influența procesului de prăjire asupra cristalizării nu este cunoscută în acest moment.
Concluzie
Această notă de aplicare demonstrează că comportamentul de topire și CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare al diferitelor uleiuri de gătit poate fi caracterizat prin intermediul calorimetriei diferențiale de scanare (DSC). Pregătirea ușoară a probelor și un program standard de temperatură permit obținerea rapidă a rezultatelor măsurătorilor privind valorile comportamentului de topire și CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată. cristalizare. Evaluarea pe baza temperaturilor de vârf face ca o comparație semnificativă a uleiurilor de gătit să fie ușor de obținut.
Deși acest studiu a confirmat în mod fundamental că un conținut mai ridicat de acizi grași polinesaturați înseamnă o Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). temperatură de topire mai scăzută pentru un ulei, se poate observa, de asemenea, în figura 4, că concentrația nu este singurul factor decisiv. Figura 5 arată că este mai degrabă raportul P:S - adică concentrația de acizi grași polinesaturați față de acizii grași saturați - care prezintă o tendință constantă.