Chemie zichtbaar maken: eenvoudige demonstraties met olijfolie

De olijf zorgt voor een culinair landschap waarin waardering voor de unieke chemische aard een sleutel is tot echt begrip. De chemische structuur van de natuurlijke biomoleculen van de olijf kan worden gerelateerd aan de ontwikkeling van de karakteristieke kleur, smaak en geur van de oliën. Deze unieke biomoleculen geven aanleiding tot de identificatie van olijfolie als de gezonde olie.

De groei van de wereldmarkt voor olijfolie en de regionale uitbreiding van de productiviteit hebben de opstelling van nieuwe internationale normen noodzakelijk gemaakt om de consument te beschermen en te voorkomen dat frauduleuze oliën op de markt komen.

Het lichaam van de olijfolie ligt in de component triglyeriden, die vetzuren zijn gebonden aan glycerine. Vrije vetzuren (FFA's) zijn natuurlijke afbraakproducten van deze triglyceriden. De belangrijkste FFA in olijfolie is oliezuur (genoemd naar de Oleo Europa boom). Hoewel het vanwege de vetzuren zelf erg moeilijk kan zijn om het verschil tussen olijfolie met verschillende FFA-gehaltes te proeven, wordt een hoog zuurgehalte meestal geassocieerd met andere negatieve kenmerken, zoals onjuiste behandeling of opslag van de olijven voorafgaand aan het persen. De kosten van de olie zullen gedeeltelijk worden bepaald door of deze is geclassificeerd als extra vierge (minder dan 0.8% FFA) of maagd (minder dan 1.5% FFA).

De standaardanalyse voor vrije vetzuren (FFA) is een titratie met een standaardbase die algemeen bekend staat als loog (natriumhydroxide-NaOH). In een professioneel analyselab worden de FFA's uit de olie gehaald met een gemengd oplosmiddel van gelijke delen ethanol en diethylether, waarvan de dampen schadelijk en brandbaar zijn. We zullen laten zien hoe je de zuurgraad kunt meten met een eenvoudiger reagens om een ​​kwalitatief antwoord te geven of de olie aan een bepaalde norm voldeed. In het kort gebruikt het reagens een pH-indicator in een oplossing die een bekende hoeveelheid NaOH bevat. Wanneer de hoeveelheid FFA groter is dan de hoeveelheid base, verandert de indicator van kleur.

Figuur 1: Alizarine Geel-test op oliën met toenemende concentraties oliezuur. Van links naar rechts, 0%, 0.50%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, 3.3%. Het reagens werd gekozen om te testen op 1.5% oliezuur, wat de kleurverandering vanaf buis 4 verklaart.

Smaak is een van de eigenschappen van olijfolie die het belangrijkst maar moeilijk te kwantificeren is. Experts in de samenstelling van olijfolie kennen de relatie tussen specifieke componenten en de smaak en eigenschappen van de olie. Om een ​​chemische meting van deze componenten visueel aan de smaak te koppelen, hebben we verschillende eenvoudige testen ontwikkeld die de aan- of afwezigheid van belangrijke bestanddelen van de olie aantonen. We hebben deze tests in verband gebracht met de smaak en kookeigenschappen van de olie.

Een van de meer controversiële aspecten van de smaak van olijfolie is de bitterheid. Tijdens een workshop in Turkije waren we getuige van een behoorlijk debat tussen traditionalisten, die vinden dat olie niet bitter moet zijn, en high-end olieproducenten, die trots waren op de bitterheid van hun olie. De bittere en samentrekkende componenten zijn voornamelijk polyfenolische verbindingen die zijn afgeleid van hydroxytyrosol, dat is gemaakt van een van de basische aminozuren, tyrosine. Andere verbindingen, waaronder flavonoïden zoals taxifoline en luteoline, voegen diepte toe aan het smaakpalet. Al deze verbindingen zijn behoorlijk actieve antioxidanten, wat verantwoordelijk is voor sommige, maar niet al hun gezondheidsvoordelen.

De antioxiderende eigenschappen van olijfolie kunnen worden aangetoond door een kleurstof te gebruiken die bekend staat als Pruisisch blauw. De chemie die hier aan het werk is, is dezelfde chemie die een halve eeuw geleden werd gebruikt bij de productie van architecturale blauwdrukken. Een mengsel van ijzerzouten reageert op de aanwezigheid van een antioxidant om de diepblauwe kleurstof te produceren, wat de activiteit mooi aantoont. Hoewel we hiermee geen fijne verschillen kunnen onderscheiden, laat het wel het verschil zien tussen oliën met antioxidanten (olijfolie) en zonder (zoals zaadoliën).

Afbeelding 2: Hoewel minerale olie (buisje 1) en de meeste notenoliën zoals zonnebloemolie niet reageren, moeten olijfolie van goede kwaliteit positief testen om een ​​helderblauwe kleur te krijgen (buisjes 2 – 5). Hier produceerde een olijfolie gemaakt van wilde in plaats van gecultiveerde olijven, buis 4, de diepste blauwe kleur.

De overheersende gele kleur van olijfolie is grotendeels te danken aan luteïne, terwijl β-caroteen een oranje tint geeft. Groenere olijfolie bevat moleculen uit de chlorofylfamilie. Normaal gesproken vereist het kwantificeren van de kleur een spectrofotometer, maar de basisfuncties van dit dure instrument kunnen worden nagebootst door een iPhone, met een app zoals Irodori, om de rood/groen/blauw (RGB) bijdragen aan de kleur van de olijfolie te meten . Er wordt een foto gemaakt met de iPhone en het programma verdeelt deze in kleurstalen. De gebruiker selecteert de meest karakteristieke kleur voor analyse en de RGB-bijdrage (doorvallend licht) voor dat staal wordt gerapporteerd. Een meting als deze heeft een achtergrondcontrole nodig. Elke foto is gemaakt onder identieke verlichtingsomstandigheden, met hetzelfde volume oplossing en een witte achtergrond.

Een ander kenmerk van ons panel van eenvoudige demonstraties van de chemie van olijfolie is de interactie van de oliën met laserlicht. We laten zien hoe eenvoudige laserpointers enkele van de fijnere kenmerken van de chlorofylbevattende groenere oliën kunnen verlichten.

Een van de meer lonende aspecten van het zijn een chemicus is het vermogen om een ​​dieper begrip te krijgen van materialen die we elke dag tegenkomen. Olijfolie is een goed voorbeeld van een alledaagse stof die er wonderbaarlijk complex uitziet als je ziet waar het van gemaakt is. Als we de make-up kennen, kunnen we ons smaakgenot ook relateren aan de gezonde resultaten van onze consumptie.