Proprietatile Uleiurilor Vegetale
CUPRINS
LISTA TABELELOR 5
INTRODUCERE 8
Capitolul I. ULEIURILE VEGETALE 9
1.1. Caracteristicile generale a uleiurilor vegetale 9
1.2. Uleiurile vegetale –nutrienți esențiali 11
1.2.1. Acizii grașiesențiali ……………………………………………………………………………11
1.2.2. Macronutrienți esențiali ai uleiurilor vegetale……………………………………… 13
1.3.Emulsiile alimentare : caracteristică, clasificare, structură 14
1.4. Proprietățile antioxidante ale polifenolilor. 15
1.5. Tipuri de uleiuri vegetale 16
1.5.1. Uleiul din floarea soarelui ………………………………………………………………….17
1.5.2. Uleiul din semințe de in ………………………………………………………………………20
1.5.3. Uleiul din sâmburi de struguri …………………………………………………………….22
1.5.4. Uleiul de cocos ………………………………………………………………………………….24
1.6. Utilizări ale uleiurilor vegetale …………………………………………………….27
1.6.1. Obținerea uleiurilor vegetale ………………………………………………………………27
1.6.2. Proprietăți uleiurilor vegetale și emulsiilor vegetale ………………………………30
1.7. Depozitarea și păstrarea uleiurilor vegetale 31
Capitolul 2. PARTEA EXPERIMENTALĂ 32
2.1. Introducere 32
2.2. Tehnici și metode de analiză 32
2.2.1. Examenul organoleptic ……………………………………………………………………….33
2.2.2. Analize fizico-chimice …………………………………………………………………………33
2.3. Rezultate și discuții 36
2.3.1.Analiza uleiurilor vegetale …………………………………………………………………..37
2.3.2.Obținerea amestecurilor de uleiuri vegetale …………………………………………..38
2.3.3.Analiza amestecurilor de uleiuri vegetale ………………………………………………39
2.3.4.Analiza amestecurilor în proporții diferite a mostrelor de ulei de floarea soarelui cu ulei de cocos de uleiuri vegetale ……………………………………………………………….42
2.3.5.Obținerea uleiurilor vegetale și a amestecurilor de uleiuri aditivate cu extracte vegetale ……………………………………………………………………………………………………..43
2.4. Analiza amestecurilor de uleiuri vegetale cu extracte vegetale 44
CONCLUZII 46
BIBLIOGRAFIE 47
LISTA TABELELOR
Tabel 1. 1 Consum mondial de uleiuri vegetale de bază în 2009 7
Tabel 1. 2 Conținut de acizi grași (% din conținutul total al acizilor grași) 10
Tabel 1. 3 Formula chimică a acizilor grași 11
Tabel 1. 4 Conținutul de vitamine în uleiurile vegetale 12
Tabel 1. 5 Compoziția polifenolilor din leuștean, pătrunjel și ardei dulce roșu și verde 14
Tabel 1. 6 Compoziția acizilor grași din aceste trei tipuri de floarea-soarelui 16
Tabel 1. 7. Compoziția de acizi grași a uleiului din semințe de in 19
Tabel 1. 8. Compoziția acizilor grași din uleiul de cocos 23
Tabel 1. 9. Compoziția de triacigliceroli în uleiul de cocos 24
Tabel 2. 1 Analiza organoleptica a uleiurilor vegetale. 35
Tabel 2. 2 Indicatorii fizico-chimici de calitate ai mostrelor de uleiuri vegetale 36
Tabel 2. 3. Indicatorii de calitate organoleptici și fizico-chimici pentru amestecurile
de ulei de floarea soarelui și ulei de in în proporții variate 38
Tabel 2. 4 Indicatorii de calitate organoleptici și fizico-chimici pentru amestecurile
de ulei de floarea soarelui și ulei din sâmburi de struguri în proporții variate 39
Tabel 2. 5 Indicatorii de calitate organoleptici și fizico-chimici ai mostrelor
de amestecuri de uleiuri vegetale în proporții diferite 40
Tabel 2. 6 Analiza amestecurilor de uleiuri vegetale cu extract natural: leușteanul 43
REZUMAT
Pentru a putea trăi sănătos, trebuie să înțelegem cât de importantă este o alimentație corectă. Această lucrare ne ajută să înțelegem acest lucru. Este util să cunoaștem compoziția produselor ce urmează a fi consumate, lucru care se poate afla prin aplicarea diverselor metode de analiză a produselor. Din această cauză și reglemetările Uniunii Europene au devenit mult mai severe în ceea ce privește menționarea pe ambalaje atât a compoziției chimice a produselor cât și a conținutului în substanțe alergene.
Alimentația tradițională pentru fiecare regiune include procedee de transformare a materiei prima agricole, care conduc la obținerea unor produse, a căror gust, caracteristici fizico-chimice sunt acceptate de majoritatea consumatorilor. Acestee procedee, sunt capabile să asigure un aport optimal de nutrienți și o alimentație rațională.
Lucrarea de fața este structurată în două capitole.
În primul capitol se prezintă caracteristicile generale a uleiurilor vegetale, emulsiile alimentare, proprietățile antioxidante ale polifenolilor, tipurile de uleiuri vegetale, utilizările, depozitarea și păstrarea uleiurilor vegetale.
În capitolul al doilea se prezinta partea experimentala. S-au determinat analize fizico-chimice pentru patru tipuri de uleiuri vegetale: uleiul de floarea soarelui, uleiul de in, uleiul din sâmburi de struguri, uleiul de cocos. Partea experimentala conține rezultatele studiului efectuat asupra unor proprietăți ale uleiurilor vegetale și amestecuri de uleiuri vegetale. Pe lângă realizarea unui sttudiu comparativ al acestor proprietăți, un alt elemenet de originalitate al lucrării consta în obținerea și caracterizarea unor uleiuri/ amestecuri de uleiuri aditivate cu extract de leuștean, o plantă cunoscută pentru proprietățile ei antioxidante.
INTRODUCERE
Alimentația reprezintă unul dintre stâlpii fundamentali pentru construcția fiecărei persoane. Sănătatea și echilibrul fiecăruia dintre noi se află în corelație directă cu hrana. Prin echilibrul rației alimentare umane se înțelege respectarea anumitor corelații dintre macronutrienți
și substanțe biologic active din alimente, care să asigure o funcționare normală organismului, omare importanță având aportul de substanțe esențiale, care nu sunt sintetizate sau sunt sintetizate în cantități limitate [1].
Una dintre componentele indispensabile alimentelor o constituie lipidele, care determină calitățile nutritive, biologice, valoarea energetică și calitățile gustative ale hranei în mare măsură.
Echilibrul dintre raportul de acizi grași este caracterizat de eficiența asimilării lipidelor alimentare de către organism [2].
De asemenea, acizii grași polinesaturați au un rol aparte, excluderea acestora din rația alimentară conducând la debalansarea proceselor vitale. Acizii grași din clasa omega-3 și omega-6 sunt utili pentru suplimentarea energetică [3].
Fosfolipidele, vitaminele liposolubile fac parte, de asemenea, din complexul lipidic, exercită influență asupra acțiunii biologice a grăsimii alimentare.
Având în vedere importanta deosebită pe care o au lipide în alimentație, în lucrarea de disertație ne-am porpus studiul proprietăților uleiurilor vegetale, și mai ales ale amestecurilor de uleiuri vegetale. Amestecurile au fost realizate astfel încât să îmbunătățească unele caracteristici ale uleiurilor de baza prin amestecarea cu un ulei de o calitatea superioară. O altă modalitate de îmbunătățire a calității uleiurilor vegetale uzuale (uleiul de floarea soarelui) a constat în adăugarea unui extract vegetal, dintr-o plantă cu proprietăți antioxidante recunoscute.
Scopul acestei lucrări constă în analiza proprietăților uleiurilor vegetale, astfel pentru atingerea acestui scop a fost propus analiza indicatorilor fizico-chimici și organoleptici a uleiurilor vegetale.
Originalitatea și noutatea șiințifică a lucrării constă în argumentarea oportunității utilizării amestecurilor de uleiuri vegetale în proporții variate în vederea îmbunătățirii uleiului de floarea soarelui, obținerea și caracterizarea uleiurilor vegetale aditivate cu extract natural, leușteanul, cu potențial antioxidant sporit, pentru obținerea unor produse cu valoare biologică sporită.
Capitolul I.
ULEIURILE VEGETALE
Caracteristicile generale a uleiurilor vegetale
Uleiurile și grăsimile vegetale se găsesc în natură în țesutul plantelor, fiind concentrate în semințe, pulpă, tuberculi, sâmburele fructelor sau în germeni [4]. Materia primă principală o reprezintă plantele oleaginoase producătoare de semințe. În timpul maturizării și formării semințelor oleaginoase în celule are loc o acumulare de substanțe oleaginoase, care au rolul de a asigura germenului funcțiile vitale, până când acesta devine capabil să-și asigure singur hrana din sol și aer [5]. Prezența substanțelor hrănitoare determină valoarea semințelor oleaginoase ca materii prime pentru obținerea uleiurilor vegetale [6, 7]. Conținutul de materie grasă în aceste plante este variabil. În cazul plantelor cultivate pentru producția de uleiuri vegetale, conținutul de ulei în semințe, fructe sau tuberculi variazăîntre 18% și 60% [8, 9]
Industria uleiurilor vegetale este dezvoltată pe scară largă la nivel global [10]. Uleiurile vegetale se folosesc în diferite sectoare, cum ar fi: alimentația publică, cosmetic, medicină, producerea biocombustibilului [11, 12]. Producția și consumul acestor uleiuri sunt considerabile [13]. În tabelul 1.1. sunt prezentate informații în legatura cu consumul mondial total de uleiuri vegetale de baza în 2009, conform datelor statistice ale NASS.
Tabel 1. 1 Consum mondial de uleiuri vegetale de bază în 2009 [32]:
[32]
Uleiurile vegetale – nutrienți esențiali
1.2.1. Acizii grași esențiali
Grăsimea este singurul macronutrient existent în uleiurile vegetale, rolul sau fiind acela de a furniza energie și purtătoare de nutrienți vitali [17]. Uleiurile vegetale se diferențiază în funcție de proporția acizilor grași de diferite tipuri, saturați, mononesaturați (omega-9), polinesaturați (omega-3 și omega-6). Acizii grași omega-3 și omega-6 sunt considerați esențiali pentru faptul că nu pot fi sintetizați direct de corpul uman și aportul lor trebuie asigurat printr-o rație zilnică [21, 22, 23, 24].
Acizii grași polinesaturați au un rol deosebit de important în dezvoltarea cerebrală și funcția retiniana. O dietă deficitară în acizi omega-6 determinăapariția eczemelor. Acizii omega-3 sunt hipolipemianți, vasodilatatorii, antiinflamatori, putând fi administrați subiectivilor cu boală cardiacă ischemică, diabet zaharat tip 2, artrită reumatoidă [25, 26].
Acțiunile acizilor grași esențiali depind de produsele metabolismului intermediar, astfel acidul linoleic se transformă în acid gamma-linoleic și acid arahidonic, în timp ce acidul alfa-linolenic este metabolizat în acid eicosapentaenoic și acid docohexaenoic [27, 28].
Compoziția chimică a uleiurilor vegetale este variată, în special compoziția acizilor grași, care este specifică pentru fiecare tip de ulei și care definește calitatea acestora (tabelul 1.2.) [30, 31].
Tabel 1. 2 Conținut de acizi grași
(% din conținutul total al acizilor grași)
[11]
Dacă se analizează datele din tabelul de mai sus, se observă că uleiul din semințe de struguri conține o doză mare de acizi poli-nesaturați (omega 6 – 71,7% și omega 3 de 0,6) în valoare totală de 72,3% și una mai mică de acizi saturați (7,8 acid miristic și 4,8 acid stearic), raportul dintre acizii nesaturați și saturați fiind de 7,3. Această constatare influențează tehnologia de extragere recomandată fiind cea prin presare la rece.
Uleiul din sâmburi de struguri mai conține și alți acizi grași polinesaturați (acidul oleic, palmitic, stearic etc.), consumul din acest tip de ulei ajutând sinteza produșilor finali ai metabolismului (eicosanoizilor), cei care au în același timp și proprietăți antiinflamatorii, vasodilatatoare, ducând la scăderea LDL-colesterolului și a tensiunii arteriale, creșterea imunității, tratarea unor afecțiuni dermatologice și încă o mulțime de alte afecțiuni.
Pe de altă parte, uleiul de floarea soarelui conține mai puțini acizi grași polinesaturați (68,1%), demonstrând astfel că nu este recomandat tratamentul termic și că, pentru a-și păstra proprietățile, este necesară extragerea prin presare la rece. Este știut faptul că, dacă procentul de acizi grași nesaturați e mare, gradul de nesaturare este de asemenea mare, iar grăsimile devin mai sensibile la factorii externi.
În tabelul 1.3 sunt prezentați o parte din acizii grași, împreună cu temperatura de topire [32] :
Tabel 1. 3 Formula chimică a acizilor grași
[32]
Acidul lauric este solid, în apă se cristalizează sub formă de ace insolubile, dar care devin solubile în solvenți organici. Prima dată a fost descoperit în untul de dafin.
Acidul miristic este și el solid, se cristalizează sub formă de solzi, este solubil în apă dar și în solvenți ca eter, cloroform, benzen etc. Este un component al gliceridelor și se găsește în untul de cocos, uleiul de arahide, uleiul de bumbac etc. Sărurile acestui acid nu se dizolvă în apă, dar se pot dizolva în solvenți organici.
Acidul palmitic este solid, are culoare albă, este insolubil în apă dar solubil în solvenți organici la o temperatură mai ridicată. Se găsește în untul de cocos, uleiurile de floarea soarelui, de bumbac, de palmier etc. Sărurile lui nu se dizolvă în apă, dar se pot dizolva în solvenți organici.
Acidul stearic este tot solid, are formă de lamele colorate în alb sidefat, insolubil în apă dar se poate dizolva în alcool etilic, cloroform, acetonă etc. Rareori se poate dizolva în petrol.
Acidul oleic este uleios, incolor și inodor. Se oxidează foarte ușor atunci când este în stare pură. Este insolubil în apă, solubil în alcool, benzen, cloroform, eter. Este folosit la fabricarea margarinei și a săpunurilor [32].
1.2.2. Macronutrienți esențiali ai uleiurilor vegetale
Uleiurile vegetale sunt o sursă de vitamina E, prezentă în compoziția chimică a acestora sub forma de , , și -tocoferoli, dar și o sursă de antioxidanți naturali, substanțele care asigură apărare organismului împotriva radicalilor liberi, cei responsabili, prin leziunile oxidative pe care le pot provoca, de îmbătrânirea organismului și dezvoltarea mai multor boli [33]. Cel mai important factor pentru sănătate este -tocoferolul, cu o foarte bună activitate vitaminică, urmat de -caroten și vitamina E. Mai mulți cercetători susțin teoria conform căreia radicali liberi provoacă leziuni oxidative, contribuind la dezvoltarea anumitor boli, de asemenea la îmbătrânirea organismelor [33, 34]. Printre tocoferolii prezenți în produsele alimentare, activitate mare vitaminica o are -tocoferolul, devenind cel mai important factor al sănătății umane [35]. În tabelul 1.4 este prezentat conținutul de vitamine în diferite tipuri de uleiuri vegetale [32].
Tabel 1.4 Conținutul de vitamine în uleiurile vegetale [32]:
[32]
1.3. Emulsiile alimentare
Emulsiile alimentare reprezintă baza mai multor produse alimentare, iar proprietățile lor definesc calitatea produselor.
Primele descrieri detaliate ale emulsiilor alimentare pot fi considerate cele elaborate de Paul Becher (1965) și Philip Sherman (1968) [36, 37]. Ulterior, multe studii au cercetat caracteristicile de bază și factorii care influențează calitatea, proprietățile și comportamentul emulsiilor [38].
Emulsiile se pot obține pin procesele de auto-emulsionare, de omogenizare și de dispersie mecanică. În cadrul acestor procedee, picăturile de ulei sunt dispersate în apă și stabilizate cu ajutorul unui emulsifiant [11].
Din punctul de vedere al procedeului de obținere, există emulsii directe de tip ulei în apă (maioneză, sosuri, lapte etc.) și de tipul apă în ulei (margarina, untul). Din punctul de vedere al concentrației etapei de dispersie, există emulsii diluate (cu dispersia de aproximativ 0,1% din volumul total), emulsii concentrate (cu 74% dispersie) și emulsii gelatinoase (cu până la 99,7% dispersie din volumul total). Din punctul de vedere al fazelor, pot fi simple (cu o singură fază dispersată) sau duble (cu două sau mai multe faze dispersate), iar din punctul de vedere al dimensiunilor particulelor dispersate, există emulsii opace (macroemulsii, cu aspect lăptos), în care diametrul picăturilor este între 0,1-1,0m și emulsii micelare (microemulsii, cu aspect transparent și viscozitate mai mare), cu diametrul picăturilor este între 0,05-0,01 m [11].
În prezent, pentru a se putea produce alimente cât mai sănătoase, se caută metode de producere a emulsiilor alimentare cu destinație funcțională, care să conțină adaos de extracte din materia primă vegetală, cu efect sinergic.
1.4. Proprietățile antioxidante ale polifenolilor
Polifenolii sunt compuși aromatici care conțingrupări –OH legate de inelul bezenic. Polifenolii naturali se referă la flavonoide și acizi fenolici, taninele, ligninele și stilbene formate pe baza lor [39].
Polifenolii pot reduce riscul de ateroscleroză, cancer sau boli cardiovasculare, inhibând procesele de oxidare și protejând biomoleculele de oxidare. Compușii polifenolilor se caracterizează printr-o bună activitate antioxidantă, determinată de structura lor și de mecanismul de reacție. Activitatea antioxidantă a polifenolilor de datorează și caracteristicilor structurale, molecula lor fiind formată din două sau mai multe inele benzenice, care determină efectul antioxidant al polifenolului [11]. Principala sursă de compuși polifenolici se găsește în fructe, legume și plante aromatice. Pe de altă parte, există produse vegetale bogate în compuși polifenolici, cum ar fi leușteanul, pătrunjelul, ardeiul dulce etc.
În tabelul 1.5 sunt prezentate compoziția și conținutul de polifenoli din leuștean, pătrunjel și ardei dulce verde și roșu [11].
Tabel 1. 5 Compoziția în polifenoli pentru leuștean, pătrunjel și ardei dulce roșu și verde
[11]
Este necesară elaborarea tehnologiei de extragere a polifenolilor din materia primă, în același timp și asigurarea păstrării lor. Stabilitatea polifenolilor depinde de metode de extragere și mediul de păstrare.
Metoda de extragere trebuie aleasă cu condiția păstrării la maxim a substanțelor importante, astfel incorporarea extractelor în diferite produse alimentare poate micșora procesul de degradare și ameliora valoarea biologică a produselor alimentare.
1.5. Alte tipuri de uleiuri vegetale
Până în secolul al XIX-lea uleiurile vegetale nu se foloseau la gătit, accentul punându-se pe grăsimile animale. Printre cele mai vechi plante folosite pentru fabricarea uleiului sunt semințele de susan și cânepă, în Orientul Mijlociu, apoi măslinele, în Grecia și Roma antică.
Uleiul de porumb este obținut din germenii porumbului prin rafinare. Acest ulei are proprietăți superioare din punct de vedere al conținutului de acizi grași esențiali. Face parte din produsele dietetice datorită faptului că reduce colesterolul din sânge, având în același timp și o aciditate liberă scăzută, un conținut mic de apă și de alte substanțe volatile. Pe plan mondial, în anul 2001 ocupa locul 43 în producția de ulei (500 de tone). Țările cu cea mai mare producție de ulei de porumb sunt: SUA, China, Japonia, Brazilia, Africa de Sud etc [40].
Uleiul de semințe de rapiță a fost folosit inițial (în secolul al XIX-lea) la motoarele cu aburi. Gustul său este amar (din cauza concentrației de acizi), motiv pentru care nu a fost folosit în industria alimentară până la producerea de canola care, adăugată uleiului de semințe de rapiță, îi modifică gustul. Conține grăsimi poli-nesaturate și mono-nesaturate, fiind uleiul care are cele mai puține grăsimi saturate. Acizii omega 3 sunt în concentrație de zece ori mai mare decât în uleiul de măsline. Neschimbându-și proprietățile la temperaturi înalte, uleiul de seminte de rapiță folosit la gătit [45].
Uleiul din boabe de soia se obține prin extracție din boabe. În prima fază a rafinării uleiul conține foarte multă lecitină, care se separă. Este cea mai bună materie primă pentru producerea margarinei (prin procedeul de hidrogenare) și este necesar a fi păstrat la temperaturi scăzute, pentru a preveni mirosul rânced, de pește, care apare în cazul în care este ținut la temperaturi mai ridicate [45].
Uleiul de palmier se obține din miezul fructului de palmier. Nu numai că nu-și schimbă proprietățile chiar dacă este depozitat la temperaturi înalte, dar se și solidifică la temperatura camerei. Conține vitaminele E și carotenoizi, acizi grași saturați, nu conține colesterol. Punctul de ardere este la 230°C, iar utilizat „crud” are proprietăți antioxidante.
1.5.1. Uleiul din floarea soarelui
Uleiul de floarea soarelui ocupă locul patru în producția mondială, după soia, palmier și rapiță. Se extrage din semințele care conțin 33-65% ulei. Uleiul are în componența sa 95% trigliceride, 5% acizi grași liberi, și nu conține benzen, plumb sau alte metale grele.
Uleiul de floarea soarelui tradițional are un conținut ridicat de acid linoleic. Cele mai comune tipuride ulei conțin aproximativ 65-70% acid linoleic, dar se fabrică și uleiuri cu procent ridicat de acid oleic (peste 80% acid oleic și doar 5-9% acid linoleic) sau un procent mai scăzut de acid oleic (55-75% acid oleic și doar 15-35% acid linoleic). Este de menționat însă că la tipurile de ulei care conțin un procent mare sau mediu de acid oleic influențează stabilitatea oxidării, măsurate prin Metoda Oxigenului Activ (Active Oxygen Method). Valorile acestor două tipuri de ulei sunt mai mari decât ale uleiului rafinat, decolorat și deodorizat [32].
Tabel 1. 6 Compoziția acizilor grași din aceste trei tipuri de floarea-soarelui
[32]
În afară de proteine, uleiul din floarea soarelui conține un număr de micro-constituenți, cum ar fi: tocoferoli, steroli și sterol-esteri, fosfolipide, ceruri, carotenoide, clorofilă, și urme de metale. Tocoferolii sunt antioxidanți naturali. Uleiul de floarea-soarelui este bogat în α-tocoferoli ceea ce îi conferă rezistență la foto-oxidare, γ-tocoferoli prezenți doar în uleiul cu nivel scăzut de acid oleic șicare asigură stabilitatea oxidativă împotriva auto-oxidării. Uleiul tradițional din floarea soarelui nu este recomandat a se folosi la prăjire [32].
Steroli și esteri de sterol sunt, de asemenea, antioxidanți naturali, dar studierea acestor compușis-a desfășurat mai mult în domeniul nutriției decât în domeniul proprietății lor antioxidante [32].
Fosfolipide, cunoscute și sub numele de fosfatide, sunt prezente în mod natural în toate semințe plantelor oleaginoase. Ca și tocoferoli și esteri sterolici, acești compuși sunt solubili în ulei. Există patru tipuri majore de fosfolipide: fosfatidilcoline, fosfatidiletanolamine fosfatidilinozitoli și acizi fosfatidici.
Conținutul de fosfolipide din uleiul de floarea soarelui rafinat trebuie să fie scăzut. Reducerea conținutului de fosfolipide se realizează prin procesul de rafinare fizică sau chimică [32].
Cerurile sunt prezente pe pericarpul semințelor de floarea-soarelui. Pentru a micșora conținut de ceruri din uleiul brut, este necesară descojirea și deparafinarea corespunzătoare înainte de strivire. Ceara oferă un aspect tulbure uleiului atunci când este refrigerată, iar acest lucru nu este de dorit pentru uleiul de salată. Carotenoidele sunt solubile în ulei și conferă o tentă roșiatică care este redusă însă în timpul procesului de albire și dezodorizare. Clorofila nu este o problemă gravă în cultivarea de floarea-soarelui, cu excepția cazului în care cultura este recoltată înainte de a fi complet matură sau atunci când există o recoltă umedă. Clorofila conferă o culoare vizibil verde uleiului, care este redusă în timpul procesul de albire.
Există urme de metale care provin atât conținutul semințelor, cât și din preluarea de fier suplimentar în timpul procesului de strivire, datorită reacției dintre acizi grași liberi utilajele din fier negru folosite la prelucrare, dar acestea sunt și ele reduse în timpul procesului tehnologic de albire [32].
Ceara este un ester între acizi grași și alcool. Acizii grași din ceara semințelor de floarea soarelui se aseamănă cu cele care se regăsesc în ulei. Cu toate acestea, unii acizi grași cu greutate moleculară mare, cum ar fi acizii arahidic (20:0), behenic (2: 0), și lignoceric (24:0) se găsesc în ceara, dar nu și în uleiul de floarea-soarelui. Ulei de floarea soarelui conține aproximativ 25% ceară grea, iar restul este ceară lichidă [32].
Deși floarea soarelui este cunoscută mai ales pentru ulei, făina conține și proteine care sunt valoroase pentru hrana animalelor. Cantitatea de făină și proteine depinde de gradul de decorticare și curățare a semințelor înainte de strivire. De obicei, în urma unei decorticări corecte a semințelor se obține până la 40% proteine în făina rezultă din procesul de extracție cu solvent. Făina decorticată și degresată mai conține și 8% carbohidrați dar și o cantitate mică de zaharuri solubile cum ar fi: glucoza, celuloza și polizaharidele peptice [32].
Într-un studiu publicat în anul 2014, cercetătorii au examinat efectul procesului de degumare enzimatică asupra uleiului brut de floarea soarelui, în comparație cu uleiuri brute dezmucilaginate. A fost măsurat conținutul de fosfor, fosfolipide, indicele de aciditate, valoarea peroxidului, urmele de metal prezente în uleiuri etc. Testul a fost realizat într-un sistem discontinuu cu agitare continuă, utilizând enzimele fosfalipază și aciltransferază, la o temperatură de 50°C, un pH = 5 și o cantitate de enzime de 200 U/kg de ulei timp de 60 de minute. În timpul procesului ambele enzime au scăzut conținutul de fosfor din uleiul brut sub 3 mg/kg, iar conținutul de calciu și magneziu de asemenea [41]
Pe de altă parte, pentru cantitatea de ulei aleasă și netratată, timpul de inducție pentru stabilitate oxidativă a uleiului brut a fost de 17,25 h. În cazul mostrelor de ulei degumat cu fosfolipaze și aciltransferaze, indexul de oxidativitate a fost atins la 4,18 h, respectiv 4,33 ore, ceea ce demonstrează că procesul de degumare enzimatică afectează calitatea și stabilitatea caracteristicilor uleiului brut din semințe de floarea soarelui [41].
Concluzia studiului a fost aceea că aciditatea a crescut în mod semnificativ prin procedeul de degumare cu fosfolipază, iar aciditatea uleiului a scăzut, recomandarea autorilor fiind aceea de a se folosi această enzimă în cazul uleiurilor bogate în steroli. Tot prin această enzimă au putut fi extrase mai bine urmele de metale – fier și cupru – decât cu ajutorul acriltransferazei. Nivelul de fosfor atins în cazul ambelor experimente au fost sub 3 mg/kg, ceea ce a demonstrat că enzimele sunt potrivite pentru o rafinare fizică a uleiului.
Valoarea anisidinei nu a fost afectată semnificativ de acest tratament enzimatic. Valoarea peroxidului a crescut ușor la uleiul degumat față de uleiul brut.
Pentru a minimiza deteriorarea uleiului comestibil în timpul tratamentului enzimatic, se recomandă excluderea luminii și oxigenului și eliminarea metalelor și compușilor oxidați.
Pe de altă parte, se sugerează examinarea efectului procesului enzimatic asupra componentelor antioxidante, cum sunt tocoferolii și compușii fenolici, pentru a pute fi menținuți la valori cât mai mari.
Emulsia din ulei de floarea soarelui are la 20°C densitatea de 0,92 și vâscozitatea de 55-61, conține provitamine și vitaminele A, D, E, B4, B8, K. Gradul de asimilare ridicat și capacitatea energetică se apropie foarte mult de a untului. Este utilizată în industria alimentară pentru producerea margarinei, a ciocolatei, mezelurilor, conservelor, în industrie la producerea vopselelor și în pictură. După esterificare poate fi folosit și ca biocombustibil, iar datorită faptului că are în compoziție 10-15% oxigen, micșorează nivelul de poluare și ameliorează combustia.
1.5.2. Uleiul din semințe de in
Inul (Linum usitatissimum) a fost cultivat încă din antichitate pentru fibrele sale, din care se fabricau materiale textile. În prezent, inul este cultivat în trei subspecii (eurasiaticum, mediteranea și transitorium) în funcție de modul în care cultura va fi folosită: pentru ulei, pentru materialul textil sau pentru ambele (mixtă). Soiul cultivat pentru semințe din care ulterior se extrage uleiul are tulpina mai scurtă și mai groasă, dar capsulele care conțin semințele sunt mai mari. Conținutul de ulei al semințelor poate varia între 40 și 44% [32].
Uleiul din semințe de in este un supliment alimentar destul de cunoscut (a nu se confunda cu uleiul de in, care nu este recomandat consumului uman). Conține cel mai mare procent de acizi grași omega 3 (cu 50% mai mult decât uleiul de pește), fiind recomandat în medicină. Pe lângă omega 3 conține și acizi grași omega 6 și omega 9, vitamina B, lecitină, magneziu, potasiu, proteine, zinc etc. Țara noastră este pe locul 36 mondial în producția acestui ulei cu 489 tone în 2010 [40], primele locuri fiind ocupate de țări precum China, SUA, Belgia, India, Etiopia. În afară de uleiul de in, din semințe se poate produce și făină care poate fi folosită numai ca uz extern.
Inițial, datorită gradului ridicat de nesaturare, uleiul din semințe de in era folosit în industrie, dar în ultimii 20 de ani a început să fie folosit din ce în ce mai mult la consumul alimentar de către cei care acordă o importanță deosebită dietei și celor trei acizi pe care uleiul din semințe de in le conține [32].
În prezent, planta este cultivată cel mai mult pentru producerea uleiului. În general semințele sunt presate și din ele se extrage solventul din care se obține uleiul de in brut. Acesta are culoarea maro închis, culoare ce poate fi modificată prin rafinare și înălbire, dar în acel moment se elimină fosfolipidele. În tabelul 1.7 sunt prezente caracteristicile și compoziția acizilor grași din ulei de in extras din soiurile cu cea mai mare cantitate de acid linoleic [32].
Tabel 1. 7. Compoziția de acizi grași a uleiului din semințe de in
[32]
Soiul cultivat pentru semințe precum și condițiile climatice din timpul maturării influențează conținutul de acid linoleic al uleiului. Uleiul din semințe de in conține 0,42% din sterolii obișnuiți. Sterolii predominanți suntβ-sitosterol (46%), campesterol (29%), Δ5-avenasterol (13%) și stigmasterol (9%). Uleiul din semințe de in conține 440-588 mg / kg de tocoferoli, procentul cel mai mare fiind cel de γ-tocoferol. Cantitățile mari de acid α-linolenic grăbește procesul de oxidare a uleiului. Dacă uleiul este folosit în scopuri alimentare va transmite alimentelor o ușoară aromă de „vopsea”. Acesta este motivul pentru care uleiul de semințe din in comestibil trebuie depozitat în condiții specifice, la rece, fără oxigen și protejate prin adăugarea unor antioxidanți. Recent s-a demonstrat [32] că încorporarea unei cantități din extract ulei de ardei gras solubil încetinește considerabil viteza de oxidare a uleiului din semințe de in. În acest caz culoarea uleiului devine roșie aprinsă, dar aroma produsului devine acceptabilă și poate fi folosit ca ulei pentru salată. În mod tradițional, uleiul pentru consumul uman este extras prin presare la rece, după care poate fi dezodorizat la temperaturi joase și amestecat cu alte uleiuri [32].
Uleiul din semințe de in comestibil nu este în general utilizat ca un ulei alimentar datorită instabilității sale oxidative. Totuși, este folosit în patiserie deoarece crește valoarea nutritivă și conține acizi grași esențiali ω3 și acid α-linolenic. Semințele de in conțin aproximativ 25% fibre, din care 20-40% este fibră solubilă, care ar putea juca un rol important în scăderea colesterolului plasmatic. Semințele de in sunt, de asemenea, o sursă bogată de lignani, substanțe considerate a oferi protecție împotriva cancerului de sân, prostatei și a colonului. Fibrele pe care le conțin semințele de in și uleiul acestora conțin acizi graș [32].
Alți specialiști [42] au studiat influența temperaturii de îngheț și a concentrației de maltodextrină asupra stabilității uleiului din semințe de in. Aceștia au concluzionat că adăugarea de maltodextrinei în emulsia de ulei de in-apă a îmbunătățit stabilitatea acesteia. Maltodextrina este o polizaharidă folosită ca aditiv în industria alimentară, și se obține din cereale, cartofi etc. Concentrații mai mari din această substanță în emulsii care nu au fost supuse proceselor de îngheț-dezgheț formează picături de dimensiuni mici care îmbunătățesc stabilitatea emulsiilor. Când sunt supuse la procesul de înghețare-dezghețare, emulsiile care nu conțin maltodextrina sunt foarte instabile, destabilizându-se chiar la temperaturi de 18°C. Rezultatele studiului au demonstrat că emulsiile care conțin 20% maltodextrină sunt sisteme mult mai stabile atât pentru cremuire cât și în timpul proceselor de înghețare-dezghețare [42].
O altă utilizare a uleiului din semințe de in a atras atenția la nivel mondial, din cauza creșterii prețurilor la petrol-țiței. Transformări fizice și chimice sunt cercetate în vederea îmbunătățirii proprietăților uleiurilor vegetale pentru a le face compatibile în folosirea lor ca bio-combustibil în motoarele existente. Proces de transesterificare reduce poli-nesaturarea acestor uleiuri vegetale și duce la posibilitatea folosirii lor ca și combustibil (biodiesel). Transesterificarea alcalină catalizată este cel mai frecvent procedeu utilizat pentru uleiuri cu acizi grași liberi și conținut scăzut de umiditate [43].
1.5.3. Uleiul din sâmburi de struguri
Strugurii, fructele plantei Vitis vinifera L. sunt utilizați în alimențatie încă din cele mai vechi timpuri. În prezent, consumarea crudă, uscată au sub formă de vin este studiată la nivel mondial în scopuri nutriționale. De asemenea, extracte de coji de semințe se folosesc în industria farmaceutică, demonstrându-se proprietățile lor benefice asupra sănătații datorită conținutului de polifenol și a conținutului de resveratrol. Principalele țări producătoare sunt Italia, Franța, Statele Unite, Spania și China [44].
Din punct de vedere ecologic, utilizarea completă a strugurilor, inclusiv a tescovinei de struguri ca produs secundar rezultat din producerea vinului, este un aspect important în reducerea deșeurilor. În plus, obținerea de produse valoroase din pielița strugurilor și din semințe – cunoscută pentru substanțele benefice pe care le conține și care au influență asupra scăderii aterosclerozei și a bolilor coronariene, datorită compoziției lor specifice de acizi grași și conținutului lor de polifenoli – este un efect benefic. Tescovina este formată din 20-26% semințe de struguri, 7,8-11% proteine și 10-20% ulei gras, în funcție de soiurile de struguri folosite. Pentru obținerea unor uleiuri din semințe de struguri de valoare ridicată, în procesul tehnologic este necesară uscarea rapidă a boștinei rămase în urma producerii vinului, în caz contrar microorganismele putând afecta mirosul și gustul uleiului.
Uleiul din semințe de struguri (Oleum vitis viniferae) reprezintă o grăsime grasă utilizată în principal în scopuri culinare, farmaceutice și diverse aplicații tehnice. Cercetările efectuate au demonstrat că uleiurile virgine din semințele strugurilor albi și roșii [44] conțin o cantitate mare de octanoat de etil (până la 27,5% din totalul substanțelor volatile) , acetat de etil (până la 25%), etanol (până la 22,7%), acid acetic (până la 17,2%), hexonat de etil (până la 17,4%) și 3-metilbutanol (până la 11%).
Ulei din semințe de struguri mai conține, în medie, 90% acizi grași poli- și mononesaturați, care îi oferă o valoare nutritivă comestibilă, în special a acidului linoleic (58-78%, 18: 2n-6), urmat de acidul oleic (3- 15%, 18: 1n-9) și cantități minore de acizi grași saturați (10%). Uleiurile nerafinate conțin compuși bioactivi includ tocoferoli (5-52 mg / 100 g) și numeroase componente fenolice care pot contribui la efectele benefice ale uleiurilor vegetale. Mai mult, temperatura de ardere ridicată (circa 190-230° C) îl recomandă potrivit pentru industria alimentară [44].
Uleiul din semințe de struguri are și un mare conținut de substanțe antioxidante – tocoferoli, proanticianide, flavonoizi – precum și acizi grași polinesaturați ω-3 și ω-6. De asemenea, uleiul din semințe de struguri conține vitamine (β-caroten și vitamina E), precum și substanțe minerale: zinc, cupru, seleniu [45].
Un studiu a fost efectuat în anul 2008 de către cercetători austrieci [44] pe nouă tipuri de ulei din semințe de struguri dintre soiurile specifice Austriei (soiuri cu struguri albi: Welschriesling, Chardonnay, Schilcher și soiuri cu struguri roșii: Merlot, Cabernet-Sauvignon și Zweigelt). Uleiurile cercetate au fost obținute în general prin presare la rece, iar trei dintre ele au fost obținute prin încălzire la 30°C timp de 30 de minute înainte de presare.
Concluzia studiului a fost aceea că uleiul virgin din semințele de struguri roșii (Merlot, Cabernet Sauvignon și Zweigelt) conțin un număr mai mare de substanțe volatile. Din punct de vedere nutrițional, pe baza măsurătorilor capacității antioxidante totale și a numărului total de fenoli, uleiurile virgine produse din tescovina strugurilor roșii au fost considerate de o calitate superioară.
1.5.4. Uleiul de cocos
Uleiul de cocos se produce din copră, care este de fapt miezul uscat al nucii de cocos, care crește în palmierul cu același nume (Cocos nucifera) în regiunile umede din zona ecuatorială. Varietatea înaltă a acestor arbori ajunge la o înălțime de peste 20 m. De obicei, sâmburii proaspeți ai nucii de cocos conțin (% în greutate) umiditate (50%), ulei (34%), cenușă (2,2%), fibre, (3,0%), proteine (3,5%) și carbohidrați (7,3%) [32].
Producția de ulei din nucă de cocos este influențată de instabilitatea climatică și politică din țările în care poate fi produs. Principalele țări producătoare sunt Filipine (43%), Indonezia (23%) și India (13%). Filipine și Indonezia sunt principalii exportatori, în timp ce UE și SUA sunt principalii importatori. Uleiul din nucă de cocos și de cel din palmier sunt denumite uleiuri laurice și sunt folosite atât în industria alimentară, cât și în cea nealimentară. Principalul acid gras conținut de aceste uleiuri este cel lauric, aproximativ 50%, niciun alt ulei nemaiavând asemenea concentrație.
Uleiul din copră (miezul nucii de cocos) are cel mai mare conținut de ulei dintre toate culturile de plante oleaginoase, adică 65-68% și o umiditate de 4-7%. Uleiul este obținut prin presare iar apoi se adaugă solvent, randamentul fiind de până la 62,4%.
Uleiul de cocos conține, pe lângă triacilgliceroli și acizi grași liberi, uleiul brut conținând aproximativ 0,5% materii nesaponificabile. Mai conține steroli, tocoli, squalene, coloranți, carbohidrați si compuși odorizanți (cum ar fi lactone). Mirosul plăcut și gustul uleiului de cocos atunci când este extras din material proaspăt este dat de cantitățile mici de γ-lactone și δ-lactone [32].
Uleiurile laurice sunt caracterizate prin nivelul ridicat al lungimilor scurte și medii ale lanțurilor de acizi grași (C6-C14), care la uleiul de cocos ajung până la aproximativ 80%. Cantitățile cele mai mari dintre acizii grași sunt acidul lauric (12: 0) 48% și miristic (14: 0) 18%, ceilalți acizi grași fiind prezenți până la maxim 8%. Ponderea mare a acizilor acid lauric și miristic oferă uleiului de cocos proprietatea inconfundabilă de durificare la temperatura camerei (20°C) combinată cu un punct de topire scăzut (24-29ºC). Această proprietate remarcabilă a uleiurilor lauric determină utilizarea acestora în domeniul alimentar și justifică prețul lor mai mare comparativ cu cel al altor uleiuri. Din cauza nesaturării lor scăzute, uleiul de cocos este foarte stabil la oxidare, cu un indice tipic de 8-9. Stabilitatea, evaluată prin metoda oxigenului activ, este între 30 și 250 de ore, dar cea mai întâlnită este aceea de 150 de ore. Stabilitatea uleiul rafinat este mai mică datorită pierderii de antioxidanți naturali în timpul rafinării (în jur de 33%), dar poate fi restabilită după adăugarea de acid citric – practică destul de des întâlnită în dezodorizarea uleiurilor. Foarte rar, uleiul de cocos rafinat dezvolta o aromă de cauciuc la câteva ore după dezodorizare, datorită prezenței compușilor de sulf [32].
În tabelul 1.8 este prezentată compoziția chimică a uleiului de cocos [32]:
Tabel 1. 8. Compoziția în acizi grași a uleiul de cocos
[32]
În ceea ce privește compoziția acizilor grași, uleiul de cocos are 12:0 acid lauric, 8;0 acid caprilic, 10:0 acid capric și 18:1 acid oleic.
Triacilglicerolii din uleiul de cocos pot fi separați și cuantificați prin metoda HPLC sau prin cromografie la temperaturi ridicate, conform numărului de carbon. Cu ajutorul valorilor obținute pot fi interpretate proprietățile. Valorile triaciglicerolilor sunt prezentate în tabelul de mai jos:
Tabel 1. 9. Compoziția de triacigliceroli în uleiul de cocos
[32]
La sfârșitul anilor 1960, cromatografia de gaze și extensiile sale a permis caracterizarea completă a triacilglicerolilor. Se pare că uleiul de cocos conține 79 de triacilgliceroli individuali, cu 28-52 atomi de carbon in moleculă, printre cei mai importanți fiind:
Tocoferoli și tocotrienoli sunt cei mai importanți antioxidanți prezenți în mod natural în uleiuri și grăsimi vegetale.
Principalii izomeri prezenți în uleiul de cocos sunt α-tocoferol (3,2 mg/kg) și α-tocotrienol (4,2 mg/kg). Diferiți izomeri tocol sunt forme ale vitaminei E, cel mai activ fiind α-tocoferolul. Uleiul mai conține 0,95 mg/kg β-tocoferol și 1,25 γ-tocoferol [12].
Sterolii sunt alcooli cristalini prezenți în uleiuri fie sub formă liberă, fie esterificați cu acizi grași. Uleiul de cocos conține aproximativ 1000 mg / kg (ppm) și constituie aproximativ 20% din fracția nesaponificabilă. Colesterolul, de exemplu, care apare preponderent în grăsimile animale, ridică colesterolul seric, iar recent s-a constatat că fitosterolii îl reduce. Acest lucru a condus la apariția pe piață a unor margarine îmbogățite cu fitosterol.
Un studiu recent al cercetătorilor chinezi [46] prezintă o nouă metodă dezvoltată pe baza nivelului de colesterol, folosită pentru detectarea prezenței grăsimilor animale în ulei de cocos virgin. Conform acestei metode sterolii din grăsimi animale au fost separați utilizând cromatografia convențională de gaze unidimensională și cromatografia de gaze bidimensională. S-a obținut astfel o separare inițială completă a eterilor trimetilsilil sterolici derivați din colesterol și colestanol, astfel încât conținutul de colesterol în fals alterat cu grăsimi animale poate fi determinat cu precizie. Colesterolul, un sterol principal care se găsește în grăsimi animale, reprezintă mai puțin de 5 mg / kg din uleiul de cocos. Studiul a demonstrat că determinarea nivelului de colesterol din uleiul de cocos poate fi utilizat pentru detectarea fiabilă a prezenței unturii, grăsimii de pui, de oaie, de vită sau amestecul acestora în uleiul de cocos la un nivel de sub 0,25%. [46].
1.6. Utilizări ale uleiurilor vegetale
1.6.1. Obținerea uleiurilor vegetale
Uleiuri vegetale rafinate
Substanțele grase se găsesc în natură atât în țesuturile plantelor, cât și în ale animalelor. La animale, aceste substanțe asigură pe de o parte un element constant, care nu este folosit drept combustibil și care fluctuează în cantități mici în momentul ingerării, iar pe de altă partereprezintă elementul absolut necesar vieții, asigurând energia necesară – dar și varianta îngrășării. Sursele substanțelor grase din organismul animal sunt cele preluate prin alimentație care în general nu suferă transformări chimice și o altă categorie preluată tot prin alimentație, dar pe care organismul o sintetizează.
La plante, substanțele grase sunt acumulate în fructe, sâmburi, semințe, germeni, și pot fi sub formă de picături în suspensie, sub formă solidă, cristalizate sau în amestec cu acizii grași liberi: fosfatide, pigmenți, uleiuri esențiale, ceride etc. Există și în alge, ciuperci sau în diferite alte drojdii substanțe nutritive care conțin hidrați de carbon.
Substanțele grase se pot clasifica din punct de vedere alimentar în materii grase comestibile și materii grase necomestibile, iar din punct de vedere al stării lor fizice de prezentare deși aceasta este influențată foarte mult de temperatura mediului ambiant pot fi: uleiuri (materii grase lichide), unturi (materii groase semiconsistente) și grăsimi (materii grase consistente). Din punctul de vedere al naturii sterinelor care însoțesc gliceridele, substanțele vegetale conțin fitosterine, iar cele alimentare zoosterine.
Substanțele vegetale grase semiconsistente sau consistente se obțin din fructele plantelor exotice (cacao, cocos etc.), în zona climatică a țării noastre existând doar materii grase vegetale lichide, adică uleiurile [32].
Materiile prime necesare fabricării uleiurilor vegetale sunt:
Fructele de nuci, alune, castane etc.;
Semințele de floarea-soarelui, rapiță, soia, struguri, muștar etc.;
Germenii de grâu, porumb și orez.
Pe scurt, procesul tehnologic de fabricare a uleiurilor vegetale din semințe, parcurge următoarele faze: curățarea, uscarea și descojirea semințelor – la sfârșitul acestor operații rezultând o cantitate de 80-85% de miez de semințe și coajă (miezul industrial) și o cantitate de 80-85% coajă de semințe și miez [47]. Următoarele operații sunt descojirea, spargerea și separarea cojilor, după care urmează măcinarea, prăjirea și presareasemințelor, rezultând uleiul brut și brochenul. Urmează procesul de rafinare, prin care sunt eliminate substanțele de însoțire din uleiul brut obținut în urma operației de presare. Se obțin aciditate, culoare, miros și transparență în conformitate cu cerințele consumatorilor, prin eliminarea acizilor grași, a pigmenților coloranți, a metalelor (Fe, Cu, Ca, Mg), a zaharurilor libere,a substanțelor mirositoare etc. Dar, în același timp, se îndepărtează și o cantitate de ulei, și vitaminele (A, D, E, K). Rafinarea se poate face fizic sau clasic.
Uleiuri vegetale presate la rece
În ultima perioadă se pune accent din ce în ce mai mult pe prelucrarea cât mai puțin a semințelor în vederea obținerii uleiurilor vegetale. O metodă care capătă din ce în ce mai mult adepți este presarea la rece, fără încălzire prealabilă. În timpul acestui procedeu însă nu se extrage tot uleiul, acest tip de presare se folosește doar pentru anumite uleiuri comestibile – cel mai cunoscut exemplu fiind uleiul de măsline, dar există și uleiuri presate la rece din mac, dovleac, rapiță, nucă de cocos etc.
Pentru uleiul din semințele de floarea soarelui, de exemplu, uleiul brut este încălzit până la 55°C și apoi răcit lent la 6-8°C, după care este ținut timp de 24 h într-un recipient echipat cu un agitator de viteză joasă, pentru a permite separarea completă a cerurilor din ulei. Apoi uleiul este tratat din punct de vedere chimic la fel ca și cel rafinat, perioadă în care sunt separate cerurile și săpunurile printr-o centrifugare primară. Apoi este din nou încălzit până la 80-90°C și centrifugat, pentru a se îndepărta ultimele urme de apă și de ceruri, după care este din nou răcit[32].
Uleiurile obținute prin presare la rece nu sunt tratate chimic în timpul procesului tehnologic, singura operație care este folosită fiind presarea, iar substanțele precum acizii grași poli-nesaturați, vitaminele, mineralele și antioxidanții rămân în totalitate în uleiul obținut. Sunt folosite în alimentație, mulți specialiști considerând că previn îmbătrânirea precoce, scad colesterolul și tensiunea arterială, previn apariția depresiilor, a insomniilor și a multor alte boli [48].
Uleiuri vegetale obținute pentru combustibil
Uleiurile vegetale au fost folosite la sfârșitul secolului al XIX-lea, fiind – de altfel – primul combustibil pe care Rudolf Diesel l-a folosit la motorul său. Mult mai târziu, la începutul anilor ’90 a început să fie studiată, în Germania, înlocuirea parțială a motorinei cu ulei vegetal, iar în Austria apare prima fabrică în care se produce biocombustibil. Uleiul vegetal poate fi folosit ca și combustibil singur sau în amestec cu motorina.
Pentru obținerea biocombustibilului s-a folosit inițial uleiul din semințe de rapiță, apoi s-a constatat că dau rezultate foarte bune și uleiurile din semințe de floarea soarelui, soia și palmier. Următorul pas făcut de cercetători a fost încercarea de a obține biocombustibil din uleiurile vegetale brute și din cele arse (uzate), dar în prezent nu pot încă fi folosite drept combustibil nici la vehiculele de mari dimensiuni și nici pe o perioadă lungă [49].
Uleiurile vegetale din semințe de floarea soarelui, porumb și măsline, in, palmier și nucă de cocos s-au dovedit a fi un combustibil alternativ pentru motoarele diesel [50]. Metoda de producere este transeterificarea, reacție chimică între un ester al unui alcool și un al doilea alcool, pentru a forma un ester al celui de-al doilea alcool și un alcool din esterul inițial, ca de exemplu acetatul de metil cu cel al alcoolului etilic și acetatul de etil pentru alcoolul metilic [51].
În orice caz, comparativ cu motorina, toate uleiurile vegetale sunt mai vâscoase, oxidează mai repede (reacționează cu oxigenul) și au un punct de aprindere mai mare decât combustibilul tradițional. Motoarele diesel care funcționează cu uleiuri vegetale au performanțe acceptabile și emisii mai mici. Dar, pe termen lung, funcționarea cu biocombustibil scurtează viața motorului [49].
1.6.2. Proprietăți uleiurilor vegetale și emulsiilor vegetale
Proprietăți medicinale
Uleiul din semințe de floarea soarelui presat la rece este bogat în vitamina E, A, E și F, are afect antioxidant, antiinfecțios, îmbunătățește sistemul imunitar și previne îmbătrânirea artificială [48].
Uleiul din semințe de struguri, folosit în cazul ulcerului duodenal, cicatrizează rana ulceroasă, diminuând procesul inflamator. Are, de asemenea, acțiune benefică împotriva infecției cu heliobacter, dar și acțiune antiinflamatorie, regeneratoare și antoxidantă [52].
Uleiul din semințe dein are printre cel mai mare conținut de substanțe nutritive. Are proprietăți antioxidante și este indicat în tratamentul contra constipației, iar datorită conținutului de fibre solubile și insolubile reglează colesterolul, glucoza și digestia. Reglează tensiunea arterială, ajută sistemul cardiovascular, având în același timp proprietăți antiinflamatorii. Este recomandat pentru afecțiunile psihice (depresie, schizofrenie, migrene etc.) dar și pentru osteoartrită, artrita reumatoidă.
Este bogat în acid alfa-linoleic (Omega 3), conține vitamina B1, magneziu, mangan, cupru și fosfor. Semințele de in conțin lignani, care au o acțiune benefică și protejează organismul împotriva cancerului, mai ales a celui de sân și colon.
Uleiul din cocos ajută la eliminarea stresului, este benefic pentru colesterol, hipertensiune și pentru inimă datorită conținutului mare de acid lauric. Este considerat util în tratarea pancreatitei și ieste indicat pentru reglarea digestiei. Întărește sistemul imunitar și are proprietăți antibacteriene, antifungice și antivirale datorită conținutului de lipide antimicrobiene, acid lauric, acid capric și acid caprilic. Ajută la dizolvarea pietrei la rinichi.
Uleiurile presate la rece păstrează integral proprietățile plantelor din care sunt extrase [48].
Proprietăți cosmetice
Pe de altă parte, în industria cosmetică, uleiurile vegetale au întrebuințări multiple.
Uleiul din nucă de cocos hidratează pielea, înlătură senzația de piele uscată, este un bun exfoliant și are proprietăți vindecătoare asupra rănilor și bătăturilor. Este un bun tratament pentru părul afectat de expunerea la soare sau alte tratamente agresive, refăcând suplețea părului.
Uleiul din semințe de floarea este indicat a fi folosit pentru unghii sfărâmicioase,
Uleiul din semințe de struguri hidratează pielea, este regenerator și ideal pentru masaje.
Uleiul din semințe dein face pielea mai elastică și mai suplă prin stimularea sintezei colagenului din piele. În același timp poate fi folosit pentru prevenirea pierderii părului și apariției mătreței, datorită acizilor grași omega 3 și a vitaminei E.
Din punct de vedere cosmetic, se obțin rezultate bune mai ales prin combinarea uleiurilor vegetale cu uleiurile esențiale. Acestea din urmă sunt conțin alcooli, esteri, fenoli etc., și sunt obținute în general fie prin presarea unor părți ale plantelor (de exemplu la citrice – coaja), fie prin distilarea părților aromatice ale acestora. Uleiurile esențiale au aromă puternică, fiind folosite și la fabricarea parfumurilor. Absorbția de către piele a uleiurilor vegetale este mărită prin combinarea acestora cu uleiurile esențiale.
1.7. Depozitarea și păstrarea uleiurilor vegetale
Uleiurile vegetale se oxidează în prezența aerului. Acest fenomen este însoțit și de creșterea acidității și apariția unui miros sau gust iute – sau ambele variante. Râncezirea uleiului, fenomen de natură chimică și biochimică, poate fi hidrolitică sau oxidativă.
Râncezirea hidrolitică, care în general se observă la uleiurile brute care nu au fost uscate, se produce în prezența umezelii și a mucegaiurilor.
Râncezirea oxidativă (cetonică) este o urmare a enzimei mucegaiurilor care grăbesc oxidarea elementelor metalice din compoziția uleiurilor, și este întâlnită cel mai des în cazul produselor cu conținut ridicat de apă – de exemplu margarina.
Râncezirea aldehidică este mai des întâlnită decât oxidarea, și depinde de gradul de nesaturare a acizilor grași, de temperatură, de contactul cu aerul, de lumină și de prezența sărurilor metalelor solubile în ulei.
Pentru a preîntâmpina aceste oxidări neplăcute, la conservarea uleiului se folosesc antioxidanți acizi, mai ales acidul citric care, pe lângă faptul că dezactivează urmele de metale grele și formează combinații metalice inactive, are și un efect asupra antioxidanților de tip fenolic.
Uleiurile vegetale sunt sensibile la influența luminii, aerului și umidității. De aceste trei lucruri trebuie să se țină seama în momentul depozitării uleiurilor în rezervoare. Uleiurile vegetale ambalate sunt manipulate paletizat, în încăperi răcoroase, întunecoase și lipsite de mirosuri străine [32].
Uleiurile rezistente la oxidare (din soia, măsline, caise, ricin) se păstrează de preferință sub 25°C, ferite de umezeală și lumină.
Uleiurile moderat oxidative (din germeni de grâu, semințe de struguri) au temperatura de păstrare de până la 19°C în ambalajul original.
Uleiurile sensibile la oxidare (de exemplu uleiul de cânepă) se păstrează până la 19°C, iar după deschidere se țin în frigider timp de 6 luni după deschidere.
Capitolul 2. PARTEA EXPERIMENTALĂ
2.1. Introducere
Uleiurile vegetale se folosesc pe scară largă la nivel mondial, în domenii precum alimentația publică, medicină, cosmetică, obținerea biocombustibilului. Anual se obțin și se consumă cantități semnificative de uleiuri vegetale.
În partea experimentală a lucrării de disertație ne-am propus obținerea și caracterizarea unor compoziții de uleiuri vegetale cu valoare biologică sporită. În vederea caracterizării acestora, au fost determinați indici de bază de calitate ai uleiurilor vegetale.
Uleiurile vegetale utilizate în studiile pe care l-am realizat au fost uleiul de floarea soarelui, uleiul de in, uleiul din sâmburi de struguri și uleiul de cocos. Aceste uleiuri au stat la baza obținerii unor amestecuri, pornind de la diferite rapoarte volumetrice ale uleiurilor inițiale. Pentru îmbunătățirea calității uleiurilor vegetale și amestecurilor de uleiuri s-a utilizat un extract de leuștean (Levisticum officinale).
La alegerea uleiurilor vegetale, cât și la obținerea unor amestecuri cu valoare biologică ridicată, în proporții variate, trebuie puse în evidență:
-obținerea unui raport optim al acizilor grași polinesaturați omega-3 și omega-6 in trigliceride cu proprietăți curative ale produsului;
– realizarea unei compoziții de trigliceride care să conțină 0,1-0,2% acid linoleic, ce ar putea asigura, în asociere cu vitamina E, C și β-caroten, efectul antisclerotic;
-asigurarea rezistenței la oxidare a amestecului final.
2.2. Tehnici și metode de analiză
Analiza uleiurilor vegetale s-a făcut conform standardelor existente, și anume s-au efectuat analize organoleptice și fizico-chimice ale uleiurilor vegetale. Rezultatele obținute aduc informații cu privire la calitatea acestor produse destinate consumului.
Astfel, în scopul determinării calității uleiurilor vegetale s-au făcut următoarele analize:
Determinarea acidității totale (% acid oleic);
Determinarea indicelui de peroxid;
Determinarea densității;
Determinarea vâscozității;
Determinarea indicelui de refracție.
2.2.1. Examenul organoleptic
Examenul organoleptic pentru uleiurile vegetale se efectuează conform standardului STAS 6253-80 și anume:
Aspectul – uleiul, introdus într-un pahar Berzelius cu diametrul de 50 mm, într-un strat de 100 mm înălțime, se examinează la temperatura indicată de standardele tehnice. Grăsimile solide se examinează după topire pe baie de apă, la o temperatură cu maxim 5oC peste punctul de topire al produsului. Se va observa dacă produsul este sau nu tulbure sau emulsionat și dacă conține sau nu impurități mecanice sau sediment. Impuritățile se indică nominal: praf metalic, pământ, bucățele de lemn etc.
Mirosul – se examinează proba încălzită la circa 60oC pe baie de apă sau prin frecarea unei cantități mici în palmă.
Gustul – se apreciază prin degustarea probei la temperatura obișnuită de 25oC. În cazul uleiurilor vegetale se va face o deosebire între gustul specific semințelor din care provine uleiul și gustul de alterare, înțepător, amar sau rânced. În cazul uleiurilor solidificate prin hidrogenare, se va face o diferențiere între gustul specific de ulei hidrogenat și de produs alterat.
Culoarea – uleiurile se introduc în pahar Berzelius din sticlă incoloră cu diametrul de 50 mm. Probele cu o colorație foarte slabă se examinează în strat de 100 mm înălțime, cele cu o colorație închisă în strat de 50 mm. Examinarea se face în lumină reflectată și refractată. Aprecierea culorii grăsimilor solide la temperatura obișnuită se face atât în stare solidă cât și în stare lichidă (prin încălzire la o temperatură de maxim 5oC peste punctul de topire al probei) [66].
2.2.2. Analize fizico-chimice
Determinarea acidității libere. Principiul metodei de determinare a indicelui de aciditate constăîn neutralizarea acizilor grași liberi, care se găsescîn mostra de ulei vegetal, cu o soluție de hidroxid de potasiu în prezenta indicatorului fenolftaleină, conform standardului SR EN ISO 660:2002 [53].
Modul de lucru. Într-un pahar Berzelius cu un volum de 250 ml se cântăresc 2,5 g probă. Peste probă se adaugă 12,5 ml de cloroform și 12,5 ml alcool etilic. Conținutul paharului se amestecă prin agitare continuă, după care se adaugă câteva picături de fenolftaleina. Soluția de ulei vegetal astfel obținută se agită continuu, apoi se titreaza cu o soluție hidroxid de potasiu 0,1 M.
Formula de calcul pentru indicele de aciditate (I.A.) este următoarea:
(2.1)
în care:
56,11 – cantitatea de KOH, în mg, corespunzătoare la 1 cm3 KOH soluție (mol/l);
V – volumul soluției de KOH folosit la titrare, în ml;
c – concentrația soluției de KOH, în mol/l;
m – masa probei luate la analiză, în g;
Se ia ca rezultat media aritmetică a celor două determinări [53].
Determinarea indicelui de peroxid. În prezența oxigenului atmosferic, acizii grași din compoziția grăsimilor se pot oxida parțial cu formare de peroxizi sau hidroperoxozi[54].
Indicele de peroxid exprimă numărul de moli echivalenți de peroxid la 1 kg de materie, fiind cel mai des măsurat cu scopul de a stabili gradul de oxidare lipidica, deși, pentru aceeași valoare a indicelui de peroxid, multe produse au gustul alterat cu intensități variabile.
Modul de lucru. Pentru efectuarea determinărilor, în baloane cotate se cântăresc 2 g de ulei vegetal, peste care se adăuga 10 ml de cloroform, 15 ml de acid acetic glacial și 1 ml de iodura de potasiu. Se amestecă timp de 1 min și se lasă la întuneric timp de 15 min. Apoi se adăugă 75 ml de apă distilată, se amestecă și se adăugă o soluție de amidon până la apariția unei nuanțe de pal-albăstrui, astfel iodul eliminat se titrează cu soluție de tiosulfat de sodiu până la apariția culorii alb, stabil timp de 30 s. În paralel se determină și o probă martor.
Calculul se efectuează cu următoarea formulă:
(2.2)
în care:
V1 – volumul soluției de tiosulfat de sodiu, folosit la titrarea probei martor, în ml;
V0 – volumul soluției de tiosulfat de sodiu, folosit la titrarea probei, în ml;
N – normalitatea soluției de tiosulfat de sodiu, în mol/l;
m – masa probei luată în lucru, în g [54].
Determinarea densității. Densitatea uleiurilor vegetale s-a determinat cu ajutorul picnometrului calibrat. Principiul metodei de determinare se bazează pe compararea maselor unor volume egale de probă și de apă, introduse succesiv în picnometrul menținut într-o baie termostat la o anumită temperatură până la atingerea echilibrului termic. Această metodă se folosește când se cere o precizie mai mare a determinării sau când celelalte metode nu pot fi aplicate conform STAS 145-67 [55].
Mod de lucru. Determinările se realizează cu ajutorul picnometrelor calibrate, un termometru cu domeniul de măsurare de la 0…300C și un termostat/baie de apă. Pentru efectuarea determinărilor picnometrul se umple cu apă distilată/ ulei vegetal având temperatura de 18…200C, observând să nu rămână bule de aer pe perete, ultima parte a operațiunii se face cu ajutorul unei pipete. Apoi picnometrul se introduce în termostatul reglat la 20±0,10C și se ține timp de 30 min.
Echivalentul în apă m (cifra de apă) al picnometrului la temperatura de 200C se obține efectuând diferența dintre masa picnometrului plin și cea a picnometrului gol și se exprimă în g:
m=m1-m2, (2.3)
unde:
m – echivalentul în apă al picnometrului, g;
m1- masa picnometrului plin, g;
m2- masa picnometrului gol, g.
Calculul densității relative a produsului la temperatura de 20oC față de apa la 20oC, , se face folosind următoarea relație:
(2.4)
unde:
m1= masa picnometrului gol cântărit, în aer, g;
m2= masa picnometrului cu apă distilată, g;
m3= masa picnometrului cu probă [55].
Determinarea viscozității cinematice. Viscozitatea cinematică s-a determinat cu viscozimetru capilar Ubbelohde cu nivel suspendat, conformSR EN ISO 3104 [54].
Vâscozitatea reprezintă proprietatea unui fluid de a se împotrivi mișcării relative a particulelor, vâscozitatea fiind înțeleasă ca o rezistență la curgere, astfel se poate spune că apa este fluidă, având vâscozitatea mică, în timp ce uleiul vegetal este vâscos, având vâscozitatea mare [55]. Principiul metodei de determinare a vâscozității cinematice pentru uleiurile vegetale constă în determinarea timpul de curgere în funcție de temperatură și presiune, uleiurile având o vâscozitate mare [56].
Vâscozitatea cinematică reprezintă raportul dintre vâscozitatea dinamică (η) și densitatea absolută a produsului (ρ). Unitatea de măsură este centistokes-up (cSt) [57].
Mod de lucru. Proba de ulei se filtrează printr-o sită, întreaga aparatură va fi bine curățată cu solvenți, iar aceștia îndepărtați prin suflare cu aer liber de praf. Se aduce baia la temperatura la care trebuie făcută determinarea. Se așează capilara în baia termostat, se introduce termometrul, se aspiră produsul printr-un tub de cauciuc, se lasă produsul să curgă,se pornește cronometrul și se notează timpul de curgere.
Vâscozitatea cinematică se determină cu formula:
υ=k·t (2.5)
in care:
k = constanta aparatului
t = timpul în secunde
v = vâscozitatea cinematică [cSt] [54].
Determinarea indicelui de refracție. Indicele de refracție s-a determinat conform STAS 145-67 [58]. Principiul metodei de determinare a indicelui de refracție depindent de prezența oxigenului din aer. Valorile indicilor de refracție pentru uleiurile vegetale pot fi corelate cu procesul de râncezire a uleiurilor sau cu puterea antioxidantă a acestora [59].
Valorile indicelui de refracție pentru uleiurile vegetale s-au determinat cu ajutorul refractometrului Abble-Zeiss.
Indicele de refracție al unui mediu transparent este definit ca raportul dintre viteza luminii în interiorul mediului respect [60].
2.3. Rezultate și discuții
În studiul realizat s-au parcurs următoarele etape:
analiza uleiurilor vegetale, în scopul evidențierii calității acestora;
realizarea amestecurilor de uleiuri vegetale, în diferite rapoarte volumetrice;
analiza amestecurilor de uleiuri vegetale și determinarea calității acestora;
obținerea unor uleiuri vegetale și amestecuri de uleiuri vegetale aditivate cu extract vegetal;
caracterizarea uleiurilor vegetale aditivate.
Rezultatele obținute au fost analizate și comparate, urmărindu-se realizarea scopului propus, respectiv îmbunătățirea calității uleiurilor vegetale de uz alimentar prin utilizarea unor amestecuri de uleiuri și a aditivarii cu extracte vegetale.
2.3.1. Analiza uleiurilor vegetale
Analiza organoleptică a uleiurilor vegetale. Rezultatele obținute prin analiza organoleptică a uleiurilor vegetale studiate sunt trecute în tabelul 2.1.
Tabel 2. 1 Analiza organoleptica a uleiurilor vegetale.
Din datele prezentate în tabelul 2.1 se poate observa că uleiul de floarea soarelui prezintă o culoare galbenă de diferite nuanțe, cu aspect transparent, fără sediment, fără miros, la fel și uleiul de in și uleiul din sâmburi de struguri. Uleiul de cocos prezintă o consistență solidă, fărâmicioasă de la temperatura de 16ºC până la 18ºC, respectiv lichidăîncepând cu temperatura de 30 ºC, având culoare albă cu nuanțe crem-gălbui, fără gust șimiros străin.
Indicatori fizico-chimici de calitate ai uleiuri vegetale. Indicatorii fizico-chimici ai uleiurilor vegetale prezintă o mare importanță în tehnologia de obținere a produselor alimentare și sunt dependenți de compoziția lor chimică, de asemenea și de structura lor [61].
Valorile obținute pentru indicatorii fizico-chimici de calitate sunt trecute in tabelul 2.2.
Tabel 2. 2 Indicatorii fizico-chimici de calitate ai uleiurilor vegetale studiate
Din datele prezentate în tabelul 2.2 se poate observa că valoarea indicelui de aciditate în probele de uleiuri vegetale studiate variază între 0,48 – 0,80 mg KOH/g ulei. Uleiul de in prezintă valoarea cea mai ridicată, ceea ce demonstrează o acumulare mai mare de acizi grași liberi, în timp ce uleiul de floarea soarelui, uleiul din sâmburi de struguri și uleiul de cocos au aceiași valoare pentru indicele de aciditate.
Acizii grași esențiali sunt strâns legați de calitatea globală a lipidelor din rația alimentară, de aportul caloric total ca și de mărimea raportului dintre acizii grași polinesaturați esențiali și acizii grașisaturați, care trebuie să fie supraunitar.
Valoarea indicelui de peroxid variază între 8 și 9 mmol/g ulei, pentru uleiul din sâmburi de struguri obținându-se o valoare de 9 mmol/g ulei, iar pentru uleiul de floarea soarelui 8 mmol/g ulei.
Este cunoscut faptul că prezența hidroperoxizilor și peroxizilor în uleiurile vegetale determina gradul de stabilitate a uleiurilor în timpul stocării [62].
2.3.2. Obținerea amestecurilor de uleiuri vegetale
Amestecurile de uleiuri vegetale s-au realizat cu scopul de a analiza modificările calității uleiurilor vegetale. Uleiurile vegetale pot fi ușor oxidate, se degradează lent sau accentuat în funcție de natura și concentrația acizilor grași din compoziție. Se ține cont și de alți factori ar putea favoriza degradarea uleiurilor, cum ar fi: mediul de păstrare (umezeala, căldura, lumina) și contactul cu mâinile neigienizate.
Pentru a crea un echilibru optim de acizi grași polinesaturați omega-3 și omega-6 s-au utilizat diverse rapoarte de uleiuri de floarea soarelui cu ulei de in, ulei din sâmburi de struguri, respectiv ulei de cocos,în interval de: 90:10, 80:20, 70:30.
S-au obținuturmătoarele amestecuri:
A-1; FS + I (% ulei de floarea soarelui + ulei de in)
A-2; FS + SS (% ulei de floarea soarelui + ulei din sâmburi de struguri)
A-3; FS + C (% ulei de floarea soarelui + ulei de cocos)
2.3.3. Analiza amestecurilor de uleiuri vegetale
Amestecurile de ulei de floarea soarelui și ulei de in (FS + I).
În tabelul 2.3 sunt precizați indicii fizico-chimici pentru amestecurile formate din ulei de floarea și ulei de in (A 1 – A 3), în comparație cu uleiurile din care s-au obținut amestecurile.
Tabel 2. 3. Indicatorii de calitate organoleptici și fizico-chimici pentru amestecurile de ulei de floarea soarelui și ulei de in
Din rezultatele prezentate se poate observa că amestecurile de uleiuri vegetale sunt caracterizate prin indicatori de calitate de valoare înaltă.
Se poate observa o diferență semnificativă între uleiul de in și amestecul uleiului de floarea soarelui cu uleiul de in în proporție de 70:30, ceea ce arată un conținut ridicat de acizi grași cu legături duble și triple, care se degradează mai repede în procesul păstrării.
Semințele de in au un conținut ridicat de acid alfa-linolenic, reprezentând sursa principală de acizi grași omega-3.
Se poate observa o scădere a indicelui de aciditate, ceea ce indică formarea acizilor grași liberi. Analiza datelor experimentale arată că cea mai mare valoare a indicelui de aciditate o are uleiul de in, valoarea cea mai mică înregistrându-se pentru proba cu adaos de 30% ulei de in 0,24 mg KOH/g ulei. Probele cu adaos de 20%, respectiv 10% ulei de in, arată faptul că formarea acizilor grași liberi decurge mai lent. De menționat faptul că pentru nici o probă analizată valoarea indicelui de aciditate nu a depășit limita de 1% prevăzută de documentația normativăîn vigoare pentru aceste produse.
Amestecuri de ulei de floarea soarelui și ulei de sâmburi de struguri (FS + SS).
Rezultatele determinărilor efectuate asupra amestecurilor de ulei de floarea soarelui și uleiul din sâmburi de struguri sunt prezentate în tabelul 2.4.
Tabel 2. 4 Indicatorii de calitate organoleptici și fizico-chimici pentru amestecurile
de ulei de floarea soarelui și ulei din sâmburi de struguri
Semințele de floarea soarelui conțin 33-54% ulei, cu valoare alimentară ridicată, ceea ce arată prezența acizilor grași nesaturați, reprezentați în mare parte de acizii linolenic (44-75%, conținut ridicat) și oleic (14-43%, mediu),în timp ce uleiul de in conține acizi grași esențiali omega-6, omega-9, vitamine B, lecitina, magneziu, fibre, și în proporție de peste 50 % omega-3 decât se poate obține din pește, având un gust și miros plăcut în comparație cu cel obținut din pește [63].
Sămânța de struguri conține acid oleic și linoleic, raportul influențândîn mare măsură stabilitatea oxidativă și prin urmare termenul de valabilitate [59].
După cum se poate observa din datele prezentate în tabelul 2.4, vâscozitatea variază de la 24,32 la 30,312 mm/s2, valorile crescând treptat odată cu creșterea de ulei de in, determinările realizându-se la temperatura de 30ºC.
Indicatorii fizico-chimici de calitate a uleiurilor de floarea soarelui, uleiul din sâmburi de struguri și amestecurile dintre acesteaîn proporții variate, indicele de aciditate, indicele de peroxid a constatat că amestecul biocomponent 30% ulei din sâmburi de struguri prezintă cea mai mare stabilitate la acumularea produșilor primari și secundari de oxidare în timpul stocării.
Analiza senzorială a uleiurilor și compozițiilor biocomponente evidențiază faptul că toate probele nu au gust, miros, culoarea galben predomină.
2.3.4. Analiza soarelui de uleiuri vegetale
Amestecuri de ulei de floarea soarelui si ulei de cocos (FS+ C)
Tabel 2. 5 Indicatorii de calitate organoleptici și fizico-chimici amestecurilor de uleiuri vegetale de tip FS+C
Uleiul de cocos are o consistență moale la temperatura de 15 ºC până la 20 ºC, iar de la 30 ºC este lichid. Pentru a putea determina vâscozitatea s-a încălzit uleiul de cocos pe baie de apă până la temperatura de 30ºC, valorile astfel obținute fiind cuprinse între 30,312 – 27,6416 mm/s2.
Parametrii care au fost evaluați pentru a monitoriza procesul de oxidare au fost: vâscozitatea cinematică și indicele de refracție.
Uleiurile vegetale au fost expuse la lumina directă a soarelui, datele colectate fiind cuprinse între 1,4732- 1,4781, prezentând o creștere, ceea ce dezvoltă începutul unui miros rânced perceptibil, motiv pentru care produsele trebuie păstrate sigilate, cu cât păstrăm produsul mai mult de la deschidere, cu atât mai mult produsul se alterează.
Râncezirea oxidativă prin formarea de peroxizi este specifică trigliceridelor ce conțin acizi grași nesaturați (oleic, linomic, linolenic, arahidonic etc.), astfel sub acțiunea oxigenului din aer are loc oxidarea dublelor legături în urma cărora rezultă compuși cu miros și gust neplăcut.
În baza cercetărilor dinamicii modificării indicelui de aciditate, indicelui de peroxid, s-a constatat că amestecul biocomponent cu 30% ulei de cocos se evidențiază printr-o stabilitate relativ înaltă.
Analiza comparativă a compoziției acizilor grași ai trigliceridelor uleiurilor vegetale analizate a arătat că uleiul de cocos se evidențiază printr-un conținut ridicat de acizi grași polinesaturați (omega-6, acid linoleic), spre deosebire de uleiul de floarea soarelui, ce conține cantități semnificative de acid linolenic (omega-3), fapt ce demonstrează o valoarea biologică ridicată a amestecului biocomponent de uleiuri vegetale cu 30% ulei de cocos.
Analiza senzorială a uleiurilor și compozițiilor biocomponente arată că toate probele sunt fără gust și fără miros, cu consistență și culoarea corespunzătoare, însă aspectul biocomponent 70:30 a atins puncte maxime pentru proprietățile organoleptice.
2.3.5. Obținerea uleiurilor și amestecurilor de uleiuri aditivate cu extracte vegetale
Importanța antioxidantă a extractelor naturale din materie vegetală, depinde de mediul de extracție, metoda și regimul de uscare. Acești factori pot influența atât negativ, cât și pozitiv, în funcție de valorile parametrilor tehnologici de extracție [45].
Obținerea și utilizarea antioxidanților naturali, extrași din materie primă vegetală, reprezintă una din tendințele actuale de dezvoltare a industriei alimentare.
Formarea compușilor fenolici este una dintre caracteristicile importante ale celulei vegetale, polifenolii prezentând activitate antioxidantă puternică, datorită caracteristicilor lor structurale, astfel molecula polifenolului este formată din două sau mai multe inele benzoice adiționate la atomii din grupările hidroxil, care determină efectul și activitatea biologică a polifenolului [64].
Pentru obținerea de uleiuri aditivate cu extract vegetal s-au folosit uleiul de floarea soarelui, uleiul de in, uleiul din sâmburi de struguri, uleiul de cocos, și amestecuri ale acestor uleiuri, asemenea în diferite proporții.
Ca aditiv s-a folosit extractul de leuștean. Frunzele de leuștean se caracterizează prin valoare biologică ridicată, datorită conținutului de antioxidanți, cum ar fi: acidul ascorbic, tocoferolul, flavonoidele, având în molecula lor grupări hidroxil, care duc la neutralizarea radicalilor liberi, prin desprinderea hidrogenului [65].
S-au obtinut urmatoarele uleiuri (UA) si amestecuri de uleiuri aditivate (AA):
UA-1; FS + L
UA-2; I + L
UA-3; SS + L
UA-4; C + L
AA-1; FS + I + L ( 90:10, 80:20, 70:30 )
AA-2; FS + SS + L ( 90:10, 80:20, 70:30 )
AA-3; FS + C + L ( 90:10, 80:20, 70:30 ).
2.4. Analiza amestecurilor de uleiuri vegetale cu extracte vegetale
Una dintre aplicațiile prezentului studiu este crearea produselor alimentare funcționale folosind uleiurile vegetale și extracte naturale.
Scopul acestei lucrări este și studierea extractelor naturale.
Tabel 2. 6 Analiza amestecurilor de uleiuri vegetale cu extract natural: leușteanul
Indicele de aciditate variază de la 0,144- 0,48 mg KOH/g ulei, valoarea de 0,144 mg KOH/g ulei obținându-se pentru mai multe mostre de amestecuri ale uleiurilor vegetale, valoarea cea mai mare obținându-se pentru amestecul uleiului de in cu extract de leuștean.
Se poate observa că valorile indicelui de aciditate, respectiv a indicelui de peroxid, au scăzut semnificativ la adăugarea extractului natural, ceea ce demonstrează faptul că prezintă o sursă importantă de antioxidanți, cum ar fi vitaminele și polifenolii.
Din tabelul de mai sus rezultă că indicele de aciditate pentru uleiurile vegetale cu extractul natural folosit, și anume leușteanul, variază în limitele 0,32-0,48 mg KOH/g ulei. Comparând aceste valori cu cele obținute pentru mostrele de amestecuri de uleiuri vegetale în proporții variate cu adaos de extract natural, s-a stabilit o scădere semnificativă a acestui indice până la 0,144 mg KOH/g ulei.
Valoarea indicelui de peroxid a scăzut semnificativ comparativ cu probele fără adaos de extract natural, are loc reducerea valorilor respective. S-a constat căîn mostrele de amestecuri de uleiuri vegetale cu extract natural are loc inhibarea proceselor de oxidare, ceea ce se manifestă prin reducerea indicelui de aciditate, indicelui de peroxid, această scădere probabil este datoratăpotențialului antioxidant sporit al extractului natural folosit, leușteanul, în compoziția căruia intră polifenolii, care manifestă o activitate antioxidantă sporită.
CONCLUZII
Respectarea anumitor corelații dintre macronutrimente și substanțe biologice active determină un echilibru rației alimentare [1].
Componentele indispensabile în alimentație sunt lipidele, care determină calitățile nutritive, biologice, valoarea energetică și calitățile gustative ale hranei, factorul principal ce caracterizează eficiența asimilării lipidelor alimentare de către organism, fiind echilibrul dintre raportul de acizi grași [2].
Analiza organoleptică se execută cu ajutorul simțurilor ( miros, gust, văz) și servește pentru stabilirea următoarelor indici de calitate: aspect exterior, culoare, gust, miros. În urma examenului organoleptic efectuat pe patru probe de ulei diferite s-a constatat că produsele sunt destinate sper consum.
Uleiurile studiate au o aciditate libera necorespunzătoare cu standardele în vigoare, valorile cuprinse între 0,32-0,48 % acid oleic ( tabelul 2.6), limita maximă admisă de lege fiind 0,10 % acid oleic.
Aciditatea crescută se datorează nerespectării etapelor în procesul tehnologic de fabricare a uleiurilui vegetal, și anume, faptului ca recipientele cu produsului finit nu sunt închise etanș și patrunde oxigenul.
S-a justificat oportunitatea utilizării uleiului din sâmburi de struguri ca un al doilea component în amestecuri de uleiuri vegetale, datorită conținutului important de acizi grași polinesaturați ( omega-3, omega-6), de tocoferoli, care prezintă o activitate antioxidantă ridicată.
De asemenea, se poate utiliza uleiul de in, uleiul de cocos ca un al doilea component în amestecurile vegetale, uleiul de cocos având în compoziție acizi grași polinesaturași, polifenoli, vitamina E, cu proprietăți antioxidante sporite.
Caracteristicile de stabilitate oxidativă a amestecurilor de uleiuri vegetale aditivate cu extract natural indică faptul că extractele naturale au un efect inhibitor asupra intensității de acumulare a produșilor primari și secundari ai oxidării lipidice și se manifestă prin scăderea valorilor indicelui de aciditate.
BIBLIOGRAFIE
[1] Heird W.C. Food insecurity, hunger, and undernutrition. Nelson Textbook of Pediatrics. 18th ed. Philadelphia, Pa: Saunders Elsevier, 2007., 286-298.
[2] Connor W.E. Importance of ω-3 fatty acids in health and disease. Am J Clin Nutr;71(1 Suppl):171S-175S, 2000.
[3] Enig M.G. Know your Fats. Maryland, USA: Bethesda Press, 2005. 249 p.
[4] Monoj K. Practical guide for vegetable oil processing. Urbana, Illinois: AOCS Press 2007.
[5] Jee M. Oils and Fats Authentication. Oxford, England: Blackwell Publishing, 2002.
[6] Diaconescu I. Merceologie alimentară. București: Qlassrom, 2004.
[7] Ciumac J. Science et technologies des aliments. Chișinău: Tehnica-Info, 2006.
[8] Uritu D. Elaborarea tehnologiilor de prelucrare complexă a semințelor de struguri. Teza de doctor în tehnica. Chișinău, 2007. 115 p.
[9] Diaconescu I. Bazele Merceologiei II. București: Uranus, 2002.
[10] James, C. Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2004. ISAAA Briefs No.32. ISAAA; Ithaca, N.Y., 2004.
[11] Capcanari, Tatiana, Tehnologii de obținere a emulsiilor alimentare din amestec de uleiuri de floarea soarelui și semințe de struguri, teză de doctorat, Univ. Tehnică a Moldovei, Chișinău, 2012.
[12] Gunstone F. The Chemistry of Oils and Fats: Sources, composition, properties and uses.Oxford, UK: John Wiley & Sons, 2009. 304 p.
[13] Ulrich P. Drying Oils and Related Products. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH, 2002.
[14] Kwasi P. Origin of oil palm. Small-Scale Palm Oil Processing în Africa. FAO Agricultural Services Bulletin 148. Food and Agriculture Organization, 2002.
[15] Singh R.J. Genetic Resources, Chromosome Engineering, and Crop Improvement. CRC Press, Taylor & Francis Group: Volume 4: Oilseed Crops, 2006.
[16] Gunstone F.D., Harwood J.L., Dijkstra A.J. The lipid handbook with CD-ROM. CRC Press, 2007. 86 p
[17] Dekker M. Fatty acids în foods and their health implications. Ching Kuang Chow, 2000.
[22] Harris W. Omega-6 and omega-3 fatty acids: partners în prevention. Curr Opin Clin Nutr Metab Carem, 2010.
[18] Thomas A. Fats and Fatty Oils. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH, 2002.
[19] Akoh C., Min D.B. Food lipids: chemistry, nutrition, and biotechnology. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2008. 914 p.
[20] Strayer D. Food fats and oils. Institute of Shortening and Edible Oils 1750 New York Avenue, NW, Suite 120 Washington, DC, 2006. 44 p.
[21] Harris W. Omega-6 and omega-3 fatty acids: partners în prevention. Curr Opin Clin Nutr Metab Carem, 2010.
[22] Anandan C., Nurmatov U., Sheikh A. Omega 3 and 6 oils for primary prevention of allergic disease: systematic review and meta-analysis. Allergy 64(6), 2009.
[23] Attar-Bashi N.M., Li D., Sinclair A.J. Alpha-linolenic acid and the risk of prostate cancer. Lipids 39(9), 2004.
[24] Kankaanpaa P., Nurmela K., Erkkila A. Polyunsaturated fatty acids în maternal diet, breast milk, and serum lipid fattty acids of infants în relation to atopy. Allergy 56(7), 2001.
[25] Richardson A.J., Puri B.K. The potential role of fatty acids în attentiondeficit/hyperactivity disorder. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 63(1/2), 2000; 79-87 p.
[26] O’Brian R.D. Characterization of Fats and Oils, în Fats and Oils: Formulating and Processing for Applications, second edition. CRC Press, Boca Raton, 2004. 16-18 p.
[27] Vance D.E., Vance J.E. Biochemistry of lipids, lipoproteins and membranes. Elsevier, 2008. 631 p.
[28] Hiram F. Basic concepts în biochemistry: a student’s survival guide. USA: McGraw-Hill Professional, 2000. 331 p.
[30] O'Brien R. Fats and oils: formulating and processing for applications. CRC Press, 2008. 680 p.
[31] Walisundera M.N. Vegetable Oils High în Phytosterols Make Erythrocytes Less Deformable and Shorten the Life Span of Stroke-Prone Spontaneously Hypertensive Rats. J. Nutr., 2000.
[32] Gunstone, Frank D., Vegetable Oils în Food Technology: Composition, Properties and Uses, Black Publishing, CCR Press, UK, 2012.
[33] Shahidi F., Ho C-H. Antioxidant measurement and applications. American Chemical Society. Division of Agricultural and Food Chemistry, 2007. 456 p.
[34] Petersen R.C, Thomas R.G, et al. Vitamin E and donepezil for the treatment of mild cognitive impairment. N Engl J Med, 2005.
[35] Preedy V.R., Watson R.R. The encyclopedia of vitamin E. CABI Publishing, 2007. 962 p.
[36] Becher, Paul, Emulsions: Theory and practice. 2nd Ed., Acs Monograph No. 162. By Reinhold Publishing Corp., New York, 1965.
[37] Sherman,Philip, Emulsion science.Academic Press, Inc., Ltd., Berkeley Square House, New York, 1968.
[38] Tadros T.F. Emulsion science and technology. Wiley-VCH, 2009. 326 p
[39] Santos-Buelga C., Escribano-Bailon M.T., Lattanzio V. Recent Advances în Polyphenol Research. Volume 2.West Sussex, United Kindom.John Wiley and Sons, 2011.352 p.
[40] http://faostat3.fao.org/browse/Q/*/E
[41] Lamas, Daniela L., Crapiste, Guillermo H., Constenla, Diana T., (2014) Changes în quality and composition of sunflower oil during enzymatic degumming process, LWT-Foos Science and Technology.
[42] Fioramonti, Silvana A., Carolina Arzeni, Ana M.R. Pilosof, Amelia C. Rubiolo, Liliana G. Santiago, (2015), Influence of freezing temperature and maltodextrin concentration on stability of linseed oil-in-water multilayer emulsions, Hournal of Food Engineering 156, pp. 31-38.
[43] Rajeev Kumar, Pankal Tiwari, Sanjeev Garg, Alkali transesterification of linseed oil for biodiesel production, Journal Fuel 104 (2013), pp. 553-560, www.elsevier.com
[44] Bail, Stefanie, Gerald Stuebiger, Sabine Krist, Heidrun Unterweger, Gerhard Buchbauer, Characterisation of various grape seed oils by volatile compunds, triacylglycerol composition, total phenols and antioxidant capaciti, Food Chemistry 108 (2008), pp. 1122-1132, Science Direct, www.sciencedirect.com
[45] Capcanari T. Cercetări privind influența conținutului de polifenoli asupra activității antioxidante a extractelor uleioase din plante aromatice. Revista „Meridian Ingineresc”, Universitatea Tehnică a Moldovei, Chișinău 2010, Vol III, 74-80 p., ISSN -1683-853X.
[46] Baocheng, Xi, Peiwu Li, Fei Ma, Xiuping Wang, Bertrand Matthaus, an Chen, Qingping Yang, Wen Zhang, Qi Zhang, Detection of virbin coconut oil adulteration witj animals fats using quantitative cholesterol by GC x GC – TOF/MS analysis, Foos Chemestriy, 178 (2015), pp. 128-135, www.elsevier.com.
[47] Penciu, Simona, (coord. Alina Beldescu), Uleiuri vegetale, Centrul Român pentru Promovarea Comerțului și Investițiilor Străine, 2012, http://www.dce.gov.ro/info_business/produse/uleiveg2012.pdf accesat în 06.06.2015
[48] Luca, Cătălin, Pentru o viață sănătoasă și fericită, http://dr-catalin-luca.ro/site/remedii-si-alimente-vindecatoare/uleiuri-presate-la-rece.html accesat ‚în 06.06.2015.
[49] *** Vehicle Technologies program, U.S. Department of energy,Energy Efficiency & renewable Energy, 2010, www.biodiesel.org, accesat în 07.06.2015.
[50] Pinzi, S., J.M. Mata-Granados, F.J. Lopez-Gimenez, M.D. Luque de Castro, M.P. Dorado, (2011), Influence of vegetable oils fatty-acid composition on biodiesel optimization, Bioresource Technology, pp. 1059-1065.
[51] *** Dictionary.com, http://dictionary.reference.com/browse/transesterification, accesat în 06.06.2015.
[52] Podgurschi, L., (2009) Aspecte de utilizare a uleiului din semințe de struguri în tratamentul complex al ulcerului duodenal, teză de doctorat, Chișinău.
[53] Shanta N.C., Decker EA. Rapid, senzitive,iron-based spectrophotometric metods for determination of peroxides values of food lipids. J.AOAC 1994, №77, 421-424 p.
[54] Official Methods and Recommended Practicles of the American Oil Chemists’ Society.Method Cd 8-53.Peroxid value. Champaign: AOCS Press, 2003.
[55] Institutul roman de standardizare, STAS 145-67, Determinarea densității relative, (înlocuiește STAS 145-57)
[54] SR EN ISO 3104:2002 – Produse petroliere. Lichide opace și transparente. Determinarea vâscozității cinematice și calculul vâscozității dinamice;
[55] Hassein-bey-Larouci, A., A.Aitkaci, Dynamic and kinematic viscosities, excess volumes and excess Gibbs energies of activation for viscous flow in the ternary mixture {1- propanol+ N,N dimethylformamide + chloroform} at temperatures between 293.15 K and 323.15 K, Thermochimica Acta, August 2014, 90-99p.
[56] In Kwon Hong, Jae Ryong Lee, Seung Bum Lee, Fuel properties of canola oil and lard biodiesel blends: Higher heating value, oxidative stability, and kinematic viscosity, Journal of industrial and Engineering Chemistry, February 2015, 335-340 p.
[57] D. Sparks, R. Smith, V. Cruz, N. Tran, Dynamic and kinematic viscosity measurements with a resonating microtube, Sensors and Actuators A:Physical, January 2009, 38-41p.
[58] Institutul roman de standardizare, STAS 145-67, Determinarea indicelui de refracție, (înlocuiește STAS 145-57)
[59] Earl G. Hammond ~ and W. O. Lundberg Molar Refraction, Molar Volume, and Refractive Index of Fatty Acid Esters and Related 'Compounds in the Liquid, Department of Agricultural Biochemistry, University of Minnesota, St. Paul, Minnesota
[60] http://www.florin-ag.ch/index.php?sid=43vu8m69h1eoPUdorut15q2 cBKx7BYfYjap3F5fs&c5p=472&c5l=en
[61] Meizhu Chen, Binbin Leng, Shaopeng Wu, Yang Sang, Physical, chemical and rheological properties of waste edible vegetable oil rejuvenated asphalt binders, Construction and Building Materials, September 2014.
[62] Frankel E.N..Lipid oxidation.Oily Press, 2005.470 p.
[63] Manjustri P.A. Wijekoon, Christopher C. Parrish, Effect of dietary substitution of fish oil with flaxseed or sunflower oil on muscle fatty acid composition in juvenile steelhead trout (Oncorhynchus mykiss) reared at varying temperatures, Aquaculture, September 2014, 74-81 p.
[64] Vermerris W., Nicholson R. Phenolic compound biochemistry. Florida, USA, Springer, 2006. 276 p.
[65] Shahidi F., Naczk M. Phenolics in food and nutraceuticals. CRC Press, 2003.558 p.
[66] STAS 6253-80, Institutul Roman de Standardizare, Seminte pentru consum, Determinarea caracteristicilor organoleptice.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Proprietatile Uleiurilor Vegetale (ID: 123314)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.