Badania nad zmianami barwy olejów jadalnych pod wpływem czynników środowiska zewnętrznego

Pełen tekst

(1)[ill. S72. w. Maria Czechowska-Liszka. Badania nad zmianami barwy olejów jadalnych pod wpływem czynników środowiska zewnętrznego 1. Wprowadzenie Prawie wszystkie tłuszcze pochodzenia naturalnego wykazują zabarwienie spowodowane obec n ością zarówno naturalnych barwników należących do chlorofiIi , karotenoidów, gossipoli , amocyjanów ,jak też obecnością barwnych produktów procesów psucia się, w tym także rozkładu naturalnych substancji barwnych. Ciemna niekiedy barwa olejów surowych może być spowodowana obecnością po l ączen powstałych pomiędzy aminokwasami i cukrami w wyniku reakcji Maillarda. Ciemnienie olejów powod ują również związki metali, szczególnie żelaza. miedzi i manganu; może ono też być wywoła n e samoutl enianiem niektórych substancji, np. Y-lokoferolu do odpowiedniego chinon u [6]. Wszystkie te związki obec ne wolejach, stymulując w nich procesy utleniania, obniżają wydatnie wartość odżywczą, lrwałość i cechy jakościowe, a szczególnie właściwośc i sensoryczne produktów. Aby temu zapobiec , stosuje się podczas procesu rafinacji bielen ie olejów za pomocą odpowiednich adsorbentów, tzw. ziem bielących. Proces odbarwiania prowadzony jest w celu usunięcia z olejów przede wszystkim naturalnych barwników chlorofilowych i karotenoidowych. Barwniki te usuwane są g ł ównie ze względów technologicznych, gdyż dają zabarwienie zielone lub brunatne ni epożądane woleju jadalnym. W toku procesu odbarwiania zostają również usunięte przez adsorpcję na ziemi bielącej inne substancje. takie jak fosfolipidy , metale oraz pozosta ł ości mydeł i ługu sodowego po procesie neutrali zacji {5J. Prawidłowo przeprowadzony proces bielenia olejów, w trakcie którego usuwane są zarówno niepożądane naturalne barwniki. jak też różnego rodzaju barwne zanieczyszczenia, prowadzi w i ęc nie tylko do poprawy trwałości goto-.

(2) Maria Czechowska-Uszka wego produktu , lecz także do uzyskania jasnej, w l aściwej dla rafinatów barwy , preferowanej przez konsumentów. Po procesie rafi nacj i barwa oleju jest najczęściej z l oc i stożó łt a lub złoc i s to oli wkowa w zależno śc i od rodzaju produktu. W procesie przechowywania m oże ona jednak ulec zm ianie pod wpływem czynn ików ś rodow i ska zewnętrz nego ,jakimi są najczęściej św iatło (a zw łaszcza promieniowanie UV) , temperatura oraz rod zaj zastosowanego mat e ria ł u opakowania jednostkowego produktu . Celem niniej szej pracy by ł o przebadanie wp ł ywu wybranych czynników środowi s ka zewnę trznego na zmiany barwy o ł ejów jadalnych.. 2. Cel pracy Celem pracy było zbadanie czy i jaki wp ł yw wywiera promieniowan ie UV i temperatura na zmiany barwy olejów jadalnych, a także stwierdzenie czy i w jakim sto pniu stosowane obecnie w Polsce opakowan ia olejów jadalnych w postaci butele k z wysokoc i ś nieniow ej fol ii poliety lenowej zabezp i eczaj ą te produkty przed zm ianam i barwy.. 3. Przedmiot I metodyka. badań. Badania dotyczy ł y olej u sojowego pobranego bezpośrednio z. produkcj i po procesie rafinacji . Olej o grubości warstwy I cm umieszczono w naczy ńkach teOonowych i poddano go działaniu św iatła i temperatury w warunkach przyspieszonego starzenia poprzez naświetlanie promieniami UV , IR oraz UV + JR przez 6 godz. R ównocześ nie mierzono temperaturę na św i e tl a n yc h próbek, która wy nosi la: 3 19 K (46°C) dla prom ieniowania UV , 345 K (72°C) dla promieniowania lR , 336 K (63°C) dla promi eniowania UV + lR. Od l eg ł ość próbek od źródła prom ieniowani a wy n os ił a 20 cm, kąt padani a prom ieni 90°. W celu zbadania jak stosowana obecnie do opakowań olejów jadalnych wysokociśnieniowa folia polietylenowa zabezpiecza produkt przed zmianami barwy po ł owę próbek na św i etlano bez przykrycia, połowę zaś poprzez przes ł onę z wyżej wymienionego materiału opakowani owego. Ponadto w celu zbadan ia czy mieszanie bądź niemieszanie próbek olej u będzie miało wp ł yw na z mianę barwy, połowę próbek na św ietla n o w warunkach statycznych , połowę zaś w warunkach dynamicznych, tj . z równoczesnym mieszaniem za pomocą m ieszad ł a magnetycznego. Barwę naświet l an yc h próbek mierzono po upływie 1,3,4 i 6 godz. na ś wi e tlania s to s ując dw ie metody: - metodę w i z u al ną za pomocą skali jodowej poprzez porównywanie barwy badanego olej u ze s ka l ą barwnych wzorców,jaką była seri a roztworów jodu w jod ku potasu [3]..

(3) Badania nad vnia/lami - metodę instrumentalną za pomocą fotokolorymetru spektralnego "Specol" poprzez pomiar lransmitancji badanego oleju przy dlugośc i rali 460 nm [I]. Opracowania metody instrumentalnej pomiaru barwy olejów dokonano w następujący sposób. Sporządzono zestaw wzorców tworzących skalę jodową. Na spektrokolorymetrze .,Speco l" firmy C. Zeiss dokonano pomiaru transmilancji 16 kolejnych roztworów barwnych skali jodowej, tj. w przedziale l- JOD mgjodu/lOO cm J przy długości fali 460 nm s tosując kuwety 1 cm. Za pomocą tabeli przeliczono wartości lransmitancji na wartości ekstynkcji (4). Następnie wyprowadzono, posługując s ię metodą najmniejszyc h kwadratów, równanie regresj i prostoliniowej ob ra zujące za l eżność ekstynkcji od stężenia wzorców skali jodowej postaci: -D ,O 102 + 0,0195x,. y;. gdzie:. y- szacowana wartość ekstynkcji, x-. stęże ni e. roztworu w mg J/lOO mI.. Na podstawie wyliczonego równania regresj i obliczono szacowane wartości ekstynkcji, które przedstawiono w tabeli I. Wartości te naniesiono na układ współrzędnych wykreślając prostą regresj i (rys. I). W cel u zbadania precyzji obu metod pomiaru barwy olejów, tj. metody wizua lnej i metody instrumenlalnej. zastosowano test F-Fischera o wzorze [21:. S' _ ---.:L. Fw którym:. S2 '. ",. S2 > S2. XI. X2. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że obydw ie metody są równoważne pod względem precyzji. M ogą być więc w pełni wzajemnie zastę powalne.. 4. Wyniki. badań. I Ich analiza. Na pobranym bezpośrednio z produkcji oleju sojowym dokonano pomiaru barwy w skali jodowej za pomocą metody wizualnej i instrum en talnej. Dla oleju świeżego, nie n aświe tlanego barwa w skali jodowej okreś l o na za pomocą metody wizualnej wy n os iła 7, a za pomocą metody instrumentalnej odpowiedni o 7,5. Po 6 godz. naświetlania w żad n ej z próbek naświellanych promieniami UV, rR oraz UV + lR przez przes l onę z wysokociśnieniowej foli i polietylenowej nie stwierdzono zmian tego wyróżnika jakości. Wysokociśnieniowa folia po lietylenowa dobrze więc zabez piecza ła badany olej przed zmianam i barwy w procesie starzenia ..

(4) Maria Czechowska-Liszka Tabela I. Zależność ekstynkcji od Numer. stężenia. Stężenie. roZlwOrów skali jodowej (mg JIl00 mI]. kolejny próbki. 1 2 3 4 5. Empiryczne wartości ekstynkcji. Szacowane wartości ekstynkcji. 0,024 0,040 0.056 0,076 0J)<)2 0,125 0,167 0,217 0,288 0394 0.500 0,648 0.860 1,127 1,469 1,950. 0,009 0,029 0,048 0.1l68 0.087 0, 126 0,165 0.224 0,302 0)99 0516 0.672 0,867 1.121 1,472 1,940. 1 2 3 4. 5. O. 7. 7 8. 9. 12. 9. lO. 10 11 12 13. 21. l'. 27 J5 45 58. 15. 70. lO. 100. roztworów wzorcowych skali jodowej. :2:r6<l10: opracowanie wlasne.. E. 2,0 1,9 1,8 1,7. 1,0. 15 1,4. 1.3 1.2. y= -0.0102 +0,0195x. 1,1. 1,0 0,9 0,8 0,7 0,0. 05 0,4. 0,3. 0,2 0,1. 1 5911. J5. Rys. I. Za l eż n ość ekstynkcj i od Zródło: opracowanie własne .. 45. stężenia. 58. 76. 100. mgl llOO cm 3. roztworów wzorcowych skali jodowej.

(5) Badania lIad vlliallami. Wyniki badań zmian barwy oleju sojowego n aśw i etlan ego bez przesłony promieniami UV, lR oraz UV + IR zarówno w warunkach statycznych, jak i dynamicznych przedstawiono w tabeli 2 i na rys. 2. Jak wyn ika z danych zamieszczonych w tabeli 2, w próbkach, na które działało św i a tł o, tj . naświe· tlan yc h prom ie ni ami UV oraz UV + IR , na s t ą pił a zmi ana barwy , natomiast w próbkach poddanych tylko dz iałaniu temperatury, tj. naświetlanych promie· niami rR , barwa nie uległa zmi an ie przez cał y czas naświetlan i a.. mgJltOO cm J 40. 35. ",. , ,,. 30 25. ,. 10 /. .. ... MUJ. ,. ,,. ,,. 20 15. ,, ,. '. ,. , ,,. MU ,,. ". ..,.......<;~ ~J' ,:~,;U , ••. .. --_.. -_. -_.. -.. ------ _. '.- ''- ' ":~. 5 2. 3. 4. 5. 6 I. [godz.1. M - próbka oleju mieszana podczas na~wietlania, N - próbka oleju nie mieszana podczas naU - promieniowanie UV. 1- promieniowanie IR. Ul _ promieniowanie UV + IR. ~ wietlania.. Rys . 2. Zmiany barwy oleju sojowego. naświetl anego. promieniami UV, IR. oraz UV + IR prlez 6 godz. 1:ródlo: opracowanie wlasne.. W próbkach n aśw i et lan yc h prom ienia mi UV oraz UV + IR zmiana barwy jej pociemnie niu , przy czym po upł yw i e tego samego czasu pociemnien ie barwy w próbkac h n aświet l anych promi eniami UV + rR by ł o silniejsze ni ż w próbkach n aśw i e tlanyc h tylko promieniami UV. Można w i ęc przypuszczać, że w tym wypadk u temperatura w p o łączen i u ze św iatłem miala działanie katalityczne, tj. intensyfikowała zmia n ę barwy. polega ł a na na św i e tl ania.

(6) Tabela 2. Zmiany barwy oleju sojowego naświetlanego promieniami UV. IR, UV + IR przez 6 godz. jodowej metodą wizualną oraz kolorymetryczną według równania regresji y -{},OI02 + 0,01 95x. =. Lp .. Rodzaj promieniowan ia. 1. UV. 2. IR. 3 4 5. UV +[R. 6. UV+IR. UV (R. Próbka mieszana lub nie· mieszana nie nie nie. 'ok 'ok. lak. 2ródło : opracowanie wlasne.. Czas. O. I. 1. 3. I. 4. 6. Barwa oleju w skali jodowej (metoda wizualna). 7 7 7 7 7 7. 7 7 7. O. na~wietlania. 1. 3. 9. 12. 12. 7. 7. 12. 12 16. 5 21. 5 21. 7. 7. 7. 7. 12. 27. 5. 5. 0.135 0,135 0 ,135 0,135 0,135 0.135. 0,135 0.135 0,135 0,235 0,135 0,235. 0,175 0,135 0,235 0,315 0,135 0530. w skali. [godz.]. 4. 6. Empiryczne wartooci ekstynkcji (dlugo~ fali 460 nm). 7. wyrażone. 0,235 0,135 0315 0,410 0,135 0.690. 0,235 0,135. 0))95. O. 1. I. 3. I. 4. 6. Barwa oleju w skali jodowej (metoda kolorymetryc zna). 7;; 7;; 7;;. 7;; 7;; 7;;. 9.3. 12,1. 7;;. 7;;. 7;;. 12 ,1. 16~. 16~. 21~. 5.4 212. 0,410 0,135. 7;;. 12.1. 7;;. 0))95. 7;;. 7;; 12,1. 7;;. 7;;. 27~. 35, 1. 12 ,1. 7;;. 5.4.

(7) Badania nad vnianami Pociemnienie barwy badanyc h próbek oleju moglo n astąpi ć bądź to na skutek utl enie nia y- tokofero lu do od powiedniego chinonu (co zazwyczaj n as tępuj e podczas ogrzewani a oleju w obecn ośc i pow ietrza), b ąd ź t eż w wyniku reakcj i Mail larda pom i ęd zy aminokwasami i c ukrami. Pod koniec 6. godz. naśw i e t lania barwa oleju poddanego dzi a łaniu promieni UV + rR ulegla gwałt ownem u pojaś n ien i u , podczas gdy woleju n aśw i et l anym tylko promien iami UV utrzy m ywa ł a się na taki m samym poziomi e,jaki os i ą gnę ł a po 4 godz. naśw i et l ani a. Moż n a w i ęc p rzyp u szczać , że rów ni eż i w tym wypadku temperatura w po ł ącze ni u ze świat łem zad zia ł a ł a katalityczn ie, co spowodowało rozkł ad zawartych wolej u barwnych zw i ązków do bezbarwnych produktów. Reasumując można stwierdzić, że istotny wplyw na z m ia n ę barwy oleju sojowego wywiera ł o promieniowanie UV, natomiast temperatura mia ł a jedynie wplyw ka t a li zujący, tj. inte n syfikujący te zm iany. Ponad to moż n a stw ierdzić, że ma t eria ł w postaci wysokociśnieni owej folii po lietylenowej dobrze zabezpieczaj badany olej przed zm ianami barwy w procesie starzenia.. 5. Wnioski I . Swiatlo (promieniowanie UV) wyw iera ło istot ny wp ływ na zm i anę barwy badanego oleju sojowego powod uj ąc jej pociemnienie. 2 . Temperatu ra (promieniowanie IR) nie powodowała zmian barwy badanego oleju sojowego. Barwa próbek poddanych d ziałan iu promieni IR nie ulegla zm ianie przez cały czas naświe tl ani a. 3 . Temperat ura w połączeniu ze świat łem mia ł a dzia ł anie katali tyczne, intensyfik ujące zmiany barwy badanego oleju sojowego. W próbkach n aświe tlanyc h promieniami UV + IR pociemnienie barwy było silniejsze n i ż w p rób~ kach naświe t la n ych tylko promieniami UV. 4 . Opakowanie z wysokociśn i e n iowej fo lii polietylenowej dobrze zabezpieczało badany oJej przed zmi anami barwy. Barwa próbek n aświe tl an ych promien iami UV. IR oraz UV + IR przez pr zesłonę z tego m ateri ału nie uległa zmianie w ciąg u całego czasu naświetl ani a. 5. Uzyskane wyniki badań nad zmianami barwy olejów jadalnyc h potwierdziły kon i eczność zabezpieczenia tych produktów przed niekorzystnym oddzia ł ywan i em promie niowania ultrafi oletowego i temperatury zarówno w procesie przerobu, jak i przechowywania. Literatura [l J Czechowska-Liszka M .. Badania vnian parametrów jakości oleju sojowego w procesach starzenia. prJca doklorska, AE w Krakow ie. Kraków 1980. [2J twasiewicz A., Paszek Z., Statystyka z elementami statystycznych metod sterowania jakością, Wydawnictwo AE w Kra kowie, Kraków 1997..

(8) Maria Czechowska-Liszka. /31 PN-84/C-04534/02: Oznaczanie barwy produktów chemicznych za pomocą skali jodowej. [4J Szyszko E., Iflslrumenrallle metody ollalitycvle, wyd. 5, PZWL, Warszawa 1982. [51 Wplyw procesów rafinacyjnych na stabilność oksydatywnq oleju rzepakowego, cz. 3: Proces odbarwiania, T. Płalek, J . Węg rowski, K. Krygie r, M. Jerzewska, "Tł uszcze Jadalne" 1997. I. 32, nr 4. 16] ZiemIański Ś., Budzyńska-Topo lowska J., Tłuszcze pożywienia i lipidy /ts/rojowe . Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa 1991.. Studies on Colour Changes In Edible 0115 as Affected by External Environmental Factors The objeclive ef Ihe research was to determi,ne the effects of lighl and temperature on coJour changes in edible aBs. Besides, {he swdies aimed al findiog whether the package, made of high-pressure polyethylene sheeting, protects these producIs from colour changes. The lesling was performed 00 refined soybean oil subjected lo acceleraled ageing under model condilions. II was stated that the change in colour of {he teSled oi1 was considerably affeCled by Jighl. Temperature, in the presence of lighl , showed a calalylic action, intensifying a change in thal quality faCler. Besides, it was feund that Ihe high-pressure polyethy lene sheeting, used as lhe packaging, significantly protected the tesled eil from celaur changes..

(9)