Učiniti kemiju vidljivom: jednostavne demonstracije maslinovim uljem

Maslina pruža kulinarski krajolik u kojem je uvažavanje jedinstvene kemijske prirode ključ stvarnog razumijevanja. Kemijska struktura prirodnih biomolekula masline može se povezati s razvojem karakteristične boje, okusa i mirisa ulja. Ove jedinstvene biomolekule dovode do identifikacije maslinovog ulja kao zdravog ulja.

Rast na globalnom tržištu maslinovog ulja i regionalna ekspanzija produktivnosti iziskivali su izradu novih međunarodnih standarda kako bi zaštitili potrošača i spriječili dolazak lažnih ulja na tržište.

Tijelo maslinovog ulja leži u njegovim sastojcima trigliceridima, a to su masne kiseline vezane za glicerin. Slobodne masne kiseline (FFA) prirodni su produkt razgradnje ovih triglicerida. Glavna masna kiselina u maslinovom ulju je oleinska kiselina (nazvana po Oleo europa stablo). Iako može biti vrlo teško osjetiti razliku između maslinovih ulja različitog sadržaja FFA zbog samih masnih kiselina, visok sadržaj kiselina obično je povezan s drugim negativnim karakteristikama, poput nepravilnog rukovanja ili skladištenja maslina prije prešanja. Troškovi ulja dijelom će se odrediti je li klasificirano kao ekstra djevičansko (manje od 0.8% FFA) ili djevičansko (manje od 1.5% FFA).

Standardna analiza slobodnih masnih kiselina (FFA) je titracija sa standardnom bazom koja je obično poznata kao lug (natrijev hidroksid-NaOH). U laboratoriju za profesionalnu analizu FFA se ekstrahiraju iz ulja pomoću miješanog otapala s jednakim dijelovima etanola i dietil etera, čiji su isparenja štetna i zapaljiva. Pokazat ćemo kako izmjeriti kiselost pomoću jednostavnijeg reagensa kako bismo dali kvalitativni odgovor da li ulje ispunjava određene standarde. Ukratko, reagens koristi pH indikator u otopini koja sadrži poznatu količinu NaOH. Kad je količina FFA veća od količine baze, indikator mijenja boju.

Slika 1: Alizarin žuti test na uljima s povećanim koncentracijama oleinske kiseline. S lijeva na desno, 0%, 0.50%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, 3.3%. Reagens je odabran za ispitivanje 1.5% oleinske kiseline, objašnjavajući promjenu boje koja počinje na cijevi 4.

Okus je jedna od kvaliteta maslinovog ulja koja je najvažnija, a teško je kvantificirati. Stručnjaci za sastav maslinovog ulja znaju vezu između pojedinih komponenata i okusa i svojstava ulja. Kako bismo kemijsku mjeru ovih komponenata vizualno povezali s okusom, razvili smo nekoliko jednostavnih testova koji pokazuju prisutnost ili odsutnost važnih sastojaka ulja. Ove smo testove povezali s okusom i svojstvima ulja za kuhanje.

Jedan od kontroverznijih aspekata okusa maslinovog ulja je njegova gorčina. Tijekom radionice u Turskoj svjedočili smo priličnoj raspravi između tradicionalista koji ne smatraju da ulje treba biti gorko i vrhunskih proizvođača ulja koji su bili ponosni na gorčinu svog ulja. Gorke i adstringentne komponente su prvenstveno polifenolni spojevi dobiveni iz hidroksitirozola, koji je napravljen od jedne od osnovnih aminokiselina, tirozina. Ostali spojevi, uključujući flavonoide, poput taksifolina i luteolina, dodaju dubinu okusnoj paleti. Svi su ti spojevi prilično aktivni antioksidanti, što čini neke, ali ne sve njihove zdravstvene dobrobiti.

Antioksidativne kvalitete maslinovih ulja mogu se pokazati upotrebom boje poznate kao prusko plavo. Ovdje je na djelu kemija ista ona kemija koja se koristila prije pola stoljeća u izradi arhitektonskih nacrta. Mješavina željeznih soli reagira na prisutnost antioksidansa dajući tamnoplavo bojilo, što lijepo pokazuje aktivnost. Iako nam to ne dopušta da razlikujemo fine razlike, pokazuje razliku između ulja s antioksidantima (maslinovo ulje) i bez (poput sjemenskih ulja).

Slika 2: Iako mineralno ulje (epruveta 1) i većina orašastih ulja poput suncokretovog ulja neće reagirati, kvalitetna maslinova ulja trebala bi imati pozitivan test kako bi se dobila svijetloplava boja (epruvete 2 - 5). Ovdje je maslinovo ulje napravljeno od divljih, a ne od uzgojenih maslina, cijev 4, dalo najdublju plavu boju.

Prevladavajuća žuta boja maslinovog ulja u velikoj je mjeri zaslužna luteinom, dok β-karoten daje narančastu nijansu. Ekološka maslinova ulja sadrže molekule iz obitelji klorofila. Za kvantificiranje boje obično je potreban spektrofotometar, ali osnovne funkcije ovog skupog instrumenta može oponašati iPhone, s aplikacijom kao što je Irodori, za mjerenje doprinosa crvene / zelene / plave (RGB) boji maslinovih ulja . Fotografija se snima iPhoneom, a program je rastavlja na uzorke u boji. Korisnik odabire najkarakterističniju boju za analizu i izvještava se o RGB doprinosu (propušteno svjetlo) za taj uzorak. Ovakvo mjerenje treba pozadinsku kontrolu. Svaka je fotografija snimljena pod jednakim uvjetima osvjetljenja, s istim volumenom otopine i bijelom pozadinom.

Još jedna značajka našeg panela jednostavnih demonstracija kemije maslinovih ulja je interakcija ulja s laserskim svjetlima. Pokazujemo kako jednostavni laserski pokazivači mogu osvijetliti neke finije značajke zelenijih ulja koja sadrže klorofil.

Jedan od korisnijih aspekata biti kemičar je sposobnost dubljeg razumijevanja materijala s kojima se svakodnevno susrećemo. Maslinovo ulje sjajan je primjer svakodnevne supstance koja izgleda prekrasno složeno kad vidite od čega je napravljeno. Poznavanje šminke također nam omogućuje da svoje gustativno uživanje povežemo sa zdravim rezultatima naše konzumacije.