Kako narediti kemijo vidno: preproste demonstracije z olivnim oljem

Oljka zagotavlja kulinarično pokrajino, v kateri je spoštovanje edinstvene kemične narave ključ do resničnega razumevanja. Kemična struktura naravnih biomolekul oljke je lahko povezana z razvojem značilne barve, okusa in vonja olj. Te edinstvene biomolekule povzročajo identifikacijo oljčnega olja kot zdravega olja.

Rast svetovnega trga oljčnega olja in regionalna širitev produktivnosti sta zahtevala pripravo novih mednarodnih standardov za zaščito potrošnikov in preprečitev, da bi lažna olja prišla na trg.

Telo oljčnega olja sestavljajo njegovi sestavni deli triglieridi, ki so maščobne kisline, vezane na glicerin. Proste maščobne kisline (FFA) so naravni produkti razgradnje teh trigliceridov. Glavna FFA v oljčnem olju je oleinska kislina (imenovana po Oleo europa drevo). Čeprav je zaradi maščobnih kislin zelo težko okusiti razliko med oljčnimi olji z različno vsebnostjo FFA, je visoka vsebnost kislin običajno povezana z drugimi negativnimi lastnostmi, kot je nepravilno ravnanje ali shranjevanje oljk pred stiskanjem. Cena olja bo delno določena glede na to, ali je razvrščeno kot ekstra deviško (manj kot 0.8 % FFA) ali deviško (manj kot 1.5 % FFA).

Standardna analiza prostih maščobnih kislin (FFA) je titracija s standardno bazo, splošno znano kot lug (natrijev hidroksid-NaOH). V profesionalnem analiznem laboratoriju se FFA ekstrahirajo iz olja z mešanim topilom enakih delov etanola in dietil etra, katerih hlapi so škodljivi in ​​vnetljivi. Pokazali bomo, kako izmeriti kislost z enostavnejšim reagentom, da dobimo kvalitativni odgovor, ali olje ustreza določenemu standardu. Na kratko, reagent uporablja indikator pH v raztopini, ki vsebuje znano količino NaOH. Ko je količina FFA večja od količine baze, indikator spremeni barvo.

Slika 1: Alizarin Yellow test na oljih z naraščajočo koncentracijo oleinske kisline. Od leve proti desni, 0%, 0.50%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, 3.3%. Reagent je bil izbran za testiranje 1.5 % oleinske kisline, kar pojasnjuje spremembo barve, ki se začne pri epruveti 4.

Okus je ena od lastnosti oljčnega olja, ki je najpomembnejša, a težko številčno ovrednotena. Strokovnjaki za izdelavo oljčnega olja poznajo razmerje med posameznimi sestavinami ter okusom in lastnostmi olja. Da bi vizualno povezali kemično mero teh sestavin z okusom, smo razvili več preprostih testov, ki dokazujejo prisotnost ali odsotnost pomembnih sestavin olja. Te teste smo povezali z okusom in kuhalnimi lastnostmi olja.

Eden bolj kontroverznih vidikov okusa oljčnega olja je njegova grenkoba. Na delavnici v Turčiji smo bili priča precejšnji debati med tradicionalisti, ki menijo, da olje ne bi smelo biti grenko, in vrhunskimi proizvajalci olja, ki so bili ponosni na grenkobo svojega olja. Grenke in adstrigentne sestavine so predvsem polifenolne spojine, pridobljene iz hidroksitirozola, ki je narejen iz ene od osnovnih aminokislin, tirozina. Druge spojine, vključno s flavonoidi, kot sta taksifolin in luteolin, dodajo globino paleti okusov. Vse te spojine so precej aktivni antioksidanti, kar predstavlja nekatere, vendar ne vse njihove koristi za zdravje.

Antioksidativne lastnosti oljčnega olja je mogoče dokazati z uporabo barvila, znanega kot pruska modra. Kemija, ki deluje tukaj, je ista kemija, ki je bila uporabljena pred pol stoletja pri izdelavi arhitekturnih načrtov. Mešanica železovih soli se odzove na prisotnost antioksidanta, da proizvede temno modro barvilo, kar lepo dokazuje delovanje. Čeprav nam to ne omogoča razlikovanja finih razlik, kaže razliko med olji z antioksidanti (oljčna olja) in brez (kot so semenska olja).

Slika 2: Medtem ko mineralno olje (cev 1) in večina olj iz oreščkov, kot je sončnično olje, ne reagirajo, bi morala kakovostna oljčna olja biti pozitivna, da dobijo svetlo modro barvo (epruvete 2 – 5). Tu je olivno olje, narejeno iz divjih in ne gojenih oljk, cev 4, dalo najglobljo modro barvo.

Prevladujoča rumena barva oljčnega olja je v veliki meri posledica luteina, β‑karoten pa daje oranžen odtenek. Zelena oljčna olja vsebujejo molekule iz družine klorofila. Običajno je za kvantificiranje barve potreben spektrofotometer, vendar lahko osnovne funkcije tega dragega instrumenta posnema iPhone z aplikacijo, kot je Irodori, za merjenje prispevkov rdeče/zelene/modre (RGB) k barvi oljčnega olja. . Fotografija se posname z iPhoneom, program pa jo razčleni na barvne vzorce. Uporabnik izbere najbolj značilno barvo za analizo in poroča o prispevku RGB (prepuščena svetloba) za ta vzorec. Takšna meritev potrebuje kontrolo ozadja. Vsaka fotografija je bila posneta pod enakimi pogoji osvetlitve, z enako količino raztopine in belim ozadjem.

Druga značilnost našega panela preprostih demonstracij kemije oljčnih olj je interakcija olj z laserskimi lučmi. Pokažemo, kako lahko preprosti laserski kazalci osvetlijo nekatere finese zelenih olj, ki vsebujejo klorofil.

Eden od bolj nagrajujočih vidikov biti kemik je sposobnost globljega razumevanja materialov, s katerimi se srečujemo vsak dan. Oljčno olje je odličen primer vsakdanje snovi, ki je videti čudovito zapletena, če vidite, iz česa je narejeno. Poznavanje ličil nam omogoča tudi povezavo našega okusnega užitka z zdravimi rezultati našega uživanja.