Ocena podatności tłuszczów i żywności przetworzonej na utlenianie

Na przestrzeni ostatnich lat świadomość konsumentów w zakresie bezpieczeństwa żywności znacznie wzrosła, szczególnie po przypadkach związanych z niewłaściwym oznakowaniem produktów. Bezpieczeństwo żywności ocenia się różnymi metodami, a istotnym zagadnieniem jest podatność tłuszczów na utlenianie. Degradacja tłuszczów prowadzi nie tylko do pogorszenia smaku, zapachu i barwy, ale może również skutkować powstawaniem szkodliwych substancji. Zgodnie z przepisami, stopień utlenienia tłuszczów można oceniać np. poprzez oznaczanie wartości kwasowej czy nadtlenkowej, jednak metody te są czasochłonne i wymagają ekstrakcji tłuszczu. Alternatywą jest zastosowanie techniki TG/DTA (STA), która umożliwia badanie niewielkich ilości próbek bez konieczności przeprowadzania ekstrakcji.

W niniejszym opracowaniu przedstawiono wykorzystanie metody TG/DTA do oceny podatności tłuszczów i żywności przetworzonej na procesy oksydacyjne poprzez pomiar czasu indukcji utleniania.

Metodyka badań

Badaniom poddano oleje roślinne: sojowy, sezamowy i palmowy oraz wybrane kwasy tłuszczowe: stearynowy (nasycony), oleinowy (jednonienasycony), linolowy (dwunienasycony) i linolenowy (trójnienasycony). Ocenie poddano także produkty przetworzone, takie jak: komercyjny produkt sojowy, sezam, przekąski i makaron instant. Próbki żywności przetworzonej były mielone przez 30 sekund, bez ekstrakcji tłuszczu, a następnie okresowo analizowane po przechowywaniu w temperaturze pokojowej.

Do pomiaru TG/DTA stosowano próbki o masie: 2 mg tłuszczu, 15 mg kwasu tłuszczowego lub produktu przetworzonego. Umieszczano je w otwartym aluminiowym naczyniu i ogrzewano od temperatury pokojowej do 150°C z szybkością 10°C/min w atmosferze azotu, a następnie prowadzono pomiar izotermiczny w atmosferze tlenu. Czas wystąpienia efektu egzotermicznego związanego z utlenianiem traktowano jako czas indukcji oksydacyjnej.

Wyniki

Pomiary TG/DTA tłuszczów

Na podstawie analizy oleju sojowego i sezamowego stwierdzono pojawienie się piku egzotermicznego już po około 20 minutach od doprowadzenia tlenu. W przypadku oleju palmowego efekt ten wystąpił znacznie później, bo dopiero po 49 minutach, przy czym zarejestrowano wyraźny pik. Równocześnie sygnał TG wskazywał na zarówno wzrost, jak i spadek masy próbki. Skład kwasów tłuszczowych poszczególnych olejów potwierdza, że olej palmowy zawiera znacznie więcej kwasów nasyconych, podczas gdy olej sojowy i sezamowy – bogate w nienasycone kwasy tłuszczowe – charakteryzują się większą reaktywnością w procesach oksydacyjnych.

Rys. 2. Porównanie krzywych DTA oraz TG dla tłuszczy. Linia ciągła reprezentuje olej sojowy, linia kropkowana odpowiada olejowi sezamowemu, a linia mieszana to olej palmowy.

Pomiary TG/DTA kwasów tłuszczowych

Analizie poddano kwasy tłuszczowe o liczbie atomów węgla równej 18: stearynowy, oleinowy, linolowy i linolenowy. Wyniki wskazały, że wraz ze wzrostem liczby wiązań podwójnych pik egzotermiczny pojawiał się coraz wcześniej. Najwcześniejszy sygnał zarejestrowano dla kwasu linolenowego. Zjawisko to związane jest z większą podatnością wiązania podwójnego na działanie tlenu. Oznacza to, że tłuszcze bogate w wielonienasycone kwasy tłuszczowe utleniają się łatwiej.

Rys. 3. Porównanie krzywych DTA oraz TG dla kwasów tłuszczowych. Linia ciągła – kwas stearynowy, linia przerywana – kwas oleinowy, linia mieszana – kwas linolowy, linia kropkowana – kwas linolenowy.

Pomiary TG/DTA żywności przetworzonej

Badania produktów przetworzonych (soja, sezam, przekąski, makaron instant) wykazały, że wraz z wydłużaniem czasu przechowywania egzotermiczny pik utleniania pojawia się coraz wcześniej. Potwierdza to, że tłuszcze w produktach ulegają utlenianiu w miarę upływu czasu. Jednocześnie zaobserwowano, że produkty przetworzone zawierające dodatki (np. przeciwutleniacze) charakteryzują się większą stabilnością oksydacyjną. Przykładowo, utlenianie oleju sojowego następowało później niż w przypadku oleju sezamowego, a przekąski i makaron instant wykazywały jeszcze większą odporność. Świadczy to o istotnym wpływie dodatków na stabilność tłuszczów.

Rys. 4. Relacja pomiędzy ilością minionych dni a pikiem oksydacji. Linia niebieska – soja, linia fioletowa – sezam, linia zielona – przekąska, linia czerwona – makaron instant.

Podsumowanie

Przedstawione badania potwierdzają, że metoda TG/DTA jest skutecznym narzędziem do oceny podatności tłuszczów i produktów spożywczych na utlenianie. Szczególnie przydatna jest w przypadku żywności przetworzonej, ponieważ nie wymaga czasochłonnej ekstrakcji tłuszczu. Różnice w stabilności oksydacyjnej pomiędzy produktami wynikają zarówno ze składu kwasów tłuszczowych, jak i obecności dodatków technologicznych. Metoda ta może być z powodzeniem stosowana w ocenie jakości i trwałości żywności oraz w badaniach nad bezpieczeństwem konsumenckim.

Źródło: nota aplikacyjna firmy Hitachi High-Tech Analytical Science.