WPŁYW STOSOWANIA AZOTU NA STABILNO OKSYDACYJN MIESZANIN OLEJU RZEPAKOWEGO Z OLEJEM LNIANYM

Transkrypt

1 YWNO. Nauka. Technologia. Jako, 6, (7) Supl., 6 - KATARZYNA MARCINIAK-ŁUKASIAK, ANNA BIKOWSKA, KRZYSZTOF KRYGIER WPŁYW STOSOWANIA AZOTU NA STABILNO OKSYDACYJN MIESZANIN OLEJU RZEPAKOWEGO Z OLEJEM LNIANYM S t r e s z c z e n i e Przeprowadzone badania miały na celu: okrelenie stabilnoci oksydacyjnej mieszanin olejów przy uyciu testu Rancimat (czas indukcji mierzono w temp. ºC) i testu termostatowego (w temp. 6ºC), zbadanie stopnia utlenienia mieszanin olejów podczas -tygodniowego testu przechowalniczego, porównanie zmian oksydacyjnych w mieszaninach olejów bez ingerencji gazowej i azotowanych, porównanie zmian oksydacyjnych w mieszaninach olejów z poduszk azotow i przepłukiwanych azotem oraz ocen sensoryczn mieszanin olejów. Stwierdzono, e olej lniany jest około 6 razy bardziej podatny na utlenianie ni olej rzepakowy. Dlatego olej lniany bogaty w kwasy n- i mieszanki z jego udziałem musz by dodatkowo chronione np. za pomoc gazów inertnych. Zastosowanie azotu do ochrony olejów, szczególnie lnianego, okazało si bardzo efektywne w ograniczeniu utleniania tego oleju: stwierdzono prawie krotne zwikszenie trwałoci (w zakresie wartoci liczby nadtlenkowej do ). Tworzenie poduszki gazu inertnego nad olejem jest tak samo efektywne w zapobieganiu oksydacji, jak przepłukanie oleju tym gazem. Oznacza to równie, e tlen rozpuszczony w oleju nie jest tak znaczcym czynnikiem utleniajcym, jak tlen zawarty w opakowaniu nad jego powierzchni. Na podstawie przeprowadzonych bada chemicznych i oceny sensorycznej mona stwierdzi, e bez ingerencji gazowej najlepszymi właciwociami charakteryzowały si mieszaniny oleju rzepakowego z dodatkiem oleju lnianego na poziomie i %. Słowa kluczowe: stabilno oksydacyjna, olej lniany, olej rzepakowy Wprowadzenie Oleje rolinne s bardzo wanymi produktami ywnociowymi ze wzgldu na ich wysok warto energetyczn, dobr rozpuszczalno witamin A, D, E, K oraz obecno niezbdnych nienasyconych kwasów tłuszczowych. Sporód wszystkich tłuszczów jadalnych oleje rolinne zawieraj najmniej kwasów nasyconych, a Dr in. K. Marciniak-Łukasiak, dr in. A. bikowska, prof. dr hab. K. Krygier, Katedra Technologii ywnoci, Wydz. Technologii ywnoci, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul. Nowoursynowska 9 C, -776 Warszawa

2 WPŁYW STOSOWANIA AZOTU NA STABILNO OKSYDACYJN MIESZANIN OLEJU RZEPAKOWEGO 7 najwicej kwasów nienasyconych, w tym NNKT []. NNKT s to niezbdne nienasycone kwasy tłuszczowe, które warunkuj prawidłowe funkcjonowanie m.in. układu nerwowego, minia sercowego, siatkówki oka. Istniej dwie rodziny wielonienasyconych kwasów tłuszczowych: kwasy pochodzce od kwasu linolowego (rodzina omega 6 (n-6)), wystpujce w olejach rolinnych, takich jak oliwa i olej słonecznikowy oraz pochodzce od kwasu linolenowego (rodzina omega (n-)), wchodzce w skład niektórych olejów rolinnych (lniany, rzepakowy, sojowy) i ryb. Niedobór NNKT powoduje zahamowanie wzrostu, zmiany skórne i infekcje. Organizm ludzki nie jest w stanie ich wytwarza, dlatego musz by dostarczane z poywieniem []. S to kwasy z rodziny n- (naley do nich m.in. kwas α-linolenowy LNA, C 8: ) i n-6 (np. kwas linolowy, C 8: ; kwas gamma-linolenowy G, C 8: ; kwas arachidonowy AA, C :). Olej lniany bogaty w kwas linolenowy, zalecany jest w dietetycznym ywieniu chorych na zaburzenia przemiany tłuszczów, a take w miadycy ttnic. Naley podkreli, e w celach leczniczych i spoywczych uywa si oleju wytłaczanego wyłcznie na zimno []. Niestety olej lniany naley do produktów stosunkowo nietrwałych i łatwo psujcych si. Azot spełnia funkcje obojtnego wypełnienia oraz zabezpiecza przed zapadniciem si opakowania, powodowanym rozpuszczalnoci CO w produkcie pakowanym. Azot nie działa inhibitujco na rozwój mikroorganizmów i nie ma bezporedniego wpływu na trwało zapakowanego produktu [9]. Nie mona te pomin czynnika ekonomicznego, zwizanego z nisz jego cen w porównaniu z innymi stosowanymi gazami [,, ]. Celem pracy było okrelenie wpływu gazu inertnego (azotu) na stabilno oksydacyjn mieszanin oleju rzepakowego z olejem lnianym oraz ocena stabilnoci sensorycznej tych mieszanin podczas przechowywania i termostatowania. Uzyskanie wikszej stabilnoci czystego oleju lnianego lub mieszanin olejów z jego zawartoci pozwoliłoby na szersze zastosowanie oleju lnianego jako potencjalnego ródła kwasów omega. Materiał i metody bada Materiał do bada stanowiły: rafinowany olej rzepakowy pochodzcy z Zakładów Przemysłu Tłuszczowego w Warszawie, olej lniany tłoczony na zimno, pochodzcy z Instytutu Włókien Naturalnych, z Zakładu Bada i Przetwórstwa Lnu w Poznaniu, mieszaniny oleju rzepakowego z olejem lnianym o proporcjach (v/v): :, :, :, :, :. Mieszaniny dodatkowo przepłukiwano azotem lub stosowano poduszk azotow.

3 8 Katarzyna Marciniak-Łukasiak, Anna bikowska, Krzysztof Krygier Test termostatowy prowadzono przez dziewitnacie dni w temp. 6ºC. Badaniom poddano pi partii mieszanin olejów, kada w wariantach: z poduszk azotow, przepłukana azotem oraz bez ingerencji gazowej. Test przechowalniczy trwał tygodni, podczas których oleje poddawano oznaczeniom fizykochemicznym i ocenie sensorycznej. Analizy wykonywano w wieych olejach, a take po,, 6, 9 i tygodniach. Wykonywano nastpujce oznaczenia: test Rancimat [7], w którym czas indukcji mierzono w temp. ºC, liczba nadtlenkowa () [], liczba anizydynowa () [6], analiza sensoryczna [8]. Ocen sensoryczn smakowitoci, klarownoci i barwy metod punktow wykonał -osobowy zespół, przeszkolony w wykonywaniu ocen olejów. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej, za pomoc pakietu statystycznego Statgraphics Plus. Badano istotno rónic midzy wartociami rednimi. Kadorazowo badaniom poddawano cztery próby. Wyniki i dyskusja Najdłuszy czas indukcji mieszanin olejów, oznaczony w aparacie Rancimat, stwierdzono w przypadku czystego oleju rzepakowego (,9 h). W miar zwikszania zawartoci oleju lnianego w badanych mieszaninach czas indukcji si zmniejszał i ukształtował si nastpujco: próby z % zawartoci oleju lnianego, h, próby z % zawartoci oleju lnianego,7 h, próby z 7% zawartoci oleju lnianego, h, czysty olej lniany,6 h. Wyniki uzyskane za pomoc testu Rancimat dowiodły, e im wiksza była zawarto oleju rzepakowego w badanej mieszaninie, tym wysza była jej stabilno. Czysty olej lniany okazał si ponad 6-krotnie mniej stabilny ni rzepakowy. Podczas testu termostatowego zaobserwowano, e ze wzgldu na zmiany (rys. a), najbardziej przydatne do produkcji oleju bogatego w kwasy n- s mieszaniny z i % dodatkiem oleju lnianego. Analizujc zmiany (rys. a), wykazano jej wzrost trwajcy do. dnia termostatowania. Nastpnie wartoci te ulegały obnieniu, utrzymujc si jednak powyej wartoci wyjciowych. Najlepsze efekty zastosowania poduszki azotowej (rys. b) uzyskano w przypadkach mieszanin z i % udziałem oleju lnianego. Analizujc zmiany we wszystkich mieszaninach z poduszk azotow, stwierdzono wzrost wartoci tej liczby do. dnia testu, po czym, w odrónieniu od poprzedniej próby, nastpowało gwałtowne jej obnienie. Olej lniany tłoczony na zimno wykazywał nisk warto przez cały czas trwania testu termostatowego.

4 WPŁYW STOSOWANIA AZOTU NA STABILNO OKSYDACYJN MIESZANIN OLEJU RZEPAKOWEGO 9 a) b) c) 6,,,,,, b,d,e b,c,e b,c,d,e b,d,g a,c,d,h a,d,h a,c,d,e a,c,d,e a,d,e a,c,e a,d,g a,c,d,e a,c,d,e a,d,g a,d,e a,c,e b,c,d,h b,d,h b,c,d,h b,c,d,h a,c,d,h a,c,d,h b,d,g a,d,g a,d,g a,d,g a,c,d,h a,d,f a,d,h a,c,d,h a,c,f a,c,d,f a,c,d,f a,d,g a,d,f a,c,f a,c,d,f a,c,d,f b,d,g b,d,f b,c,f b,c,d,f b,c,d,f 8 6 b,g,i b,f,i b,d,i b,e,i b,c,i b,g,h b,f,h b,e,h b,d,h a,g,i a,g,h a,f,h a,e,i a,f,i a,e,h a,d,h a,d,i a,g,i a,f,i a,g,h a,e,i a,f,h a,e,h a,d,h a,d,i b,g,j b,e,j b,f,j b,d,j b,c,j a,g,j a,f,j a,d,j a,c,j a,g,j a,f,j a,d,j a,c,j b,g,l b,e,l b,f,l b,d,l b,c,l a,g,l a,f,l a,e,l a,d,l a,c,l a,g,l a,f,l a,e,l a,d,l a,c,l a,g,k a,f,k a,g,i a,d,k a,f,i a,c,k a,e,i a,d,i a,g,k a,f,k a,g,i a,d,k a,c,k a,f,i a,e,i a,d,i b,g,k b,f,k b,g,i b,f,i b,e,k b,d,k b,c,k b,e,i b,d,i b,c,i Rys.. Fig.. Olej rzepakowy % / %, Olej rzepakowy 7%:Olej lniany % / 7%:Linseed oil %, Olej rzepakowy %:Olej lniany % / %:Linseed oil %, Olej rzepakowy %:Olej lniany 7% / %:Linseed oil 7%, Olej lniany % / Linseed oil %. Zmiany liczby nadtlenkowej ( [milirównowanik O /kg oleju]) i anizydynowej () analizowanych mieszanin podczas testu termostatowego olejów bez dodatków (a), olejów z poduszk azotow (b) i olejów przepłukiwanych azotem (c). Wartoci oznaczone t sam liter nie róni si statystycznie istotnie przy =,. Changes of peroxide () [milliequivalent O /kg of oil] and anisidine () value of analyzed mixtures during thermostat test for clear oils (a), oils with nitrogen pillow (b) and oils rinsed by nitrogen (c). Values indicates with the same letter don t differ with the confidence level =.. Przy zastosowaniu przepłukiwania analizowanych mieszanin azotem (rys. c), do. dnia testu najszybciej utleniał si olej lniany i mieszanina z 7% jego udziałem.

5 Katarzyna Marciniak-Łukasiak, Anna bikowska, Krzysztof Krygier a) b) c) b,c,d b,c,e b,c,f b,c,f,h,h,h 8 a,c,d a,c,e a,c,f,h 8 a,c,d a,c,e a,c,e a,c,f a,c,f,h 8 b,c,k b,c,j b,c,i b,d,k b,e,k b,e,k b,e,k b,d,j b,e,j b,e,j b,e,j b,d,i b,e,i b,e,i b,e,i b,d,h b,e,h b,e,h b,e,h b,e,g b,e,g b,e,g b,d,g 8 a,c,k a,c,j a,d,k a,d,j a,d,i a,d,h a,d,g a,e,i a,e,g a,e,h a,e,i a,e,g a,e,h a,e,i a,e,h a,e,g 8 a,c,k a,c,j a,d,k a,d,j a,d,i a,e,i a,e,i a,e,i a,d,h a,e,g a,e,h a,e,g a,e,h a,e,g a,e,h a,d,g 8 b,f,k b,f,j b,f,i b,f,h b,f,g a,f,k a,f,j a,f,h a,f,i a,f,g a,f,k a,f,j a,f,h a,f,i a,f,g Rys.. Fig.. Olej rzepakowy % / %, Olej rzepakowy 7%:Olej lniany % / 7%:Linseed oil %, Olej rzepakowy %:Olej lniany % / %:Linseed oil %, Olej rzepakowy %:Olej lniany 7% / %:Linseed oil 7%, Olej lniany % / Linseed oil %. Zmiany liczby nadtlenkowej ( [milirównowanik O /kg oleju]) i anizydynowej () analizowanych mieszanin podczas testu przechowalniczego olejów bez dodatków (a), olejów z poduszk azotow (b) i olejów przepłukiwanych azotem (c). Wartoci oznaczone t sam liter nie róni si statystycznie istotnie przy =,. Changes of peroxide () [milliequivalent O /kg of oil] and anisidine () value of analyzed mixtures during storing test for clear oils (a), oils with nitrogen pillow (b) and oils rinsed by nitrogen (c). Values indicates with the same letter don t differ with the confidence level =..

6 WPŁYW STOSOWANIA AZOTU NA STABILNO OKSYDACYJN MIESZANIN OLEJU RZEPAKOWEGO T a b e l a Wyniki sensorycznej oceny smakowitoci ( - najlepsza, - najgorsza) i barwy ( - barwa słomkowa, - barwa intensywnie ółta), podczas testu termostatowego, olejów bez dodatków (a), olejów z poduszk azotow (b) i olejów przepłukiwanych azotem (c), [pkt]. Results of the sensorial analysis of taste ( - the best, - the worst) and colour ( straw-coloured, intensive yellow colour) during thermostat test for clear oils (a), oils with nitrogen pillow (b) and oils rinsed by nitrogen (c), [scores]. Dzie testu Day of the test 7 9 Cecha sensoryczna Sensorial feature Olej rzepakowy % %,,, Olej rzepakowy 7%, olej lniany % / 7%, linseed oil % Olej rzepakowy %, olej lniany % / %, linseed oil % Olej rzepakowy %, olej lniany 7% / Rapeseed oil %, linseed oil 7% Olej lniany % Linseed oil % a b c a b c a b c a b c a b c,7,,,7,,,,7,7,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,7,,,7,7,7,,7,,,7,,,,,,,,,,7,7,,7,,

7 Katarzyna Marciniak-Łukasiak, Anna bikowska, Krzysztof Krygier T a b e l a Wyniki sensorycznej oceny smakowitoci ( - najlepsza, - najgorsza) i barwy ( - barwa słomkowa, - barwa intensywnie ółta), podczas testu przechowalniczego, olejów bez dodatków (a), olejów z poduszk azotow (b) i olejów przepłukiwanych azotem (c). Results of the sensorial analysis of taste ( - the best, - the worst) and colour ( straw-coloured, intensive yellow colour) during storing test for clear oils (a), oils with nitrogen pillow (b) and oils rinsed by nitrogen (c). Dzie testu Day of the test 7 9 Cecha sensoryczna Sensorial feature Olej rzepakowy % % Olej rzepakowy 7%, olej lniany % / 7%, linseed oil % Olej rzepakowy %, olej lniany % / %, linseed oil % Olej rzepakowy %, olej lniany 7% / %, inseed oil 7% Olej lniany % Linseed oil % a b c a b c a b c a b c a b c,,,,7,,,7,,,,7,7,,,,,,,,,,7,7,7,,,,7,,7,,,,,,,,,,,,,,,7,,,,7,7,7,,,,,,,,,,,,7,,7,,,,,,,,,7,7,,,7,,7,,,,7,,7,,,,

8 WPŁYW STOSOWANIA AZOTU NA STABILNO OKSYDACYJN MIESZANIN OLEJU RZEPAKOWEGO Mieszaniny olejów z ingerencj gazow (przepłukane azotem) utleniały si wolniej w porównaniu z ich odpowiednikami bez ingerencji gazowej. Mieszaniny przepłukane azotem charakteryzowały si niszymi wartociami ni mieszaniny bez azotu (rys. c). W obu wariantach próbek zaobserwowano, e zmiany miały podobny charakter. Pocztkowo rosły do wartoci najwyszych, a potem obserwowano ich gwałtowny obnienie. Zastosowanie przepłukania azotem w przechowywaniu olejów: lnianego, rzepakowego i ich mieszanin obniało tempo utleniania rednio, razy w przypadku wartoci i około,6 razy w przypadku. Oznacza to bardzo wysok efektywno stosowania azotowania w przypadku oleju lnianego. Wikszo mieszanin z ingerencj gazow była wyej oceniana sensorycznie podczas trwania testu w porównaniu z mieszaninami bez ingerencji gazowej (tab. ). Ma to duy zwizek z wolniejszym tempem utleniania si próbek. Odnotowano niskie oceny smakowitoci badanych mieszanin, pomimo e ich nie przekraczały granicznej wartoci. Klarowno po 9 dniach termostatowania prób nie uległa zmianie, nie stwierdzono mtnoci ani osadu. Barw uznano za słomkow jedynie w przypadku oleju rzepakowego. zmieniała si w bardziej intensywn w miar zwikszania dodatku oleju lnianego, a w przypadku czystego oleju lnianego była ółta.podczas testu przechowalniczego stwierdzono, e najbardziej przydatne, z punktu widzenia zmian (rys. a), do produkcji oleju wzbogaconego w kwasy n- były mieszanki z i % dodatkiem oleju lnianego. Zmiany (rys. a) wykazywały stabilny przebieg procesu utleniania. Obserwowany był cigły wzrost wartoci. We wszystkich mieszaninach olejów z poduszk azotow wystpował cigły wzrost, osigajc najwysz warto w tygodniu (rys. b). Zmiany mieszanin wykazywały stabilny przebieg procesu utleniania (rys. b). Obserwowany był cigły wzrost wartoci. Przy zastosowaniu poduszki azotowej w adnym przypadku warto nie przekroczyła,. We wszystkich mieszaninach olejów przepłukanych azotem notowano cigły wzrost wartoci (rys. c). W. tygodniu wszystkie mieszaniny osignły najwysze wartoci tej liczby. Zmiany wykazywały stabilny przebieg procesu utleniania (rys. c). Obserwowany był cigły wzrost wartoci, osigajc najwyszy poziom w. tygodniu. Mieszaniny olejów przepłukane azotem charakteryzowały si znacznie niszymi wartociami w porównaniu z odpowiednikami tych mieszanin bez ingerencji. W przypadku mieszanin bez ingerencji gazowej, wartoci kocowe we wszystkich przypadkach były ok. razy wysze od pocztkowych. Wikszo mieszanin przepłukiwanych azotem była wyej oceniana pod wzgldem cech sensorycznych podczas trwania testu w porównaniu z mieszaninami bez ingerencji gazowej (tab. ). Klarowno po tygodniach przechowywania nie uległa zmianie, nie stwierdzono równie mtnoci ani osadu.

9 Katarzyna Marciniak-Łukasiak, Anna bikowska, Krzysztof Krygier Wnioski. Podatno oleju lnianego na utlenianie powoduje, e mieszanki z jego udziałem musz by dodatkowo chronione za pomoc przeciwutleniaczy.. Zastosowanie azotu jako przeciwutleniacza do ochrony oleju lnianego spowodowało -krotne zwikszenie jego stabilnoci oksydacyjnej.. Tworzenie poduszki gazu inertnego nad olejem jest mniej efektywne w zapobieganiu oksydacji ni przepłukanie oleju tym gazem tlen rozpuszczony w oleju nie jest tak znaczcym czynnikiem utlenianiajcym, jak tlen zawarty w opakowaniu nad jego powierzchni.. Mieszaniny oleju rzepakowego z dodatkami oleju lnianego w iloci od do %, z zastosowaniem azotu jako przeciwutleniacza (zarówno w postaci poduszki powietrznej, jak i poprzez przepłukiwanie) mog by najbardziej obiecujcym ródłem kwasów omega, znajdujc zastosowanie w przemyle ze wzgldu na spełnianie wymogów zarówno norm stabilnoci oksydacyjnej, jak i sensorycznych. Literatura [] Czerniawski B., Michniewicz J.: Pakowanie produktów spoywczych w atmosferze modyfikowanej. Dostawcy dla przemysłu mleczarskiego,,, 9-. [] Hojden B.: Lecznicze i uytkowe zalety lnu. Wiad. Ziel., 99, 6 (9), 7-8. [] Krygier K.: Współczesne rolinne tłuszcze jadalne. Przem Spo, 997, (),. [] Lisiska-Kunierz M., Ucherek M.: Postp techniczny w opakowalnictwie. Wyd. AE. Kraków, s [] PN ISO 96:996. Oleje i tłuszcze rolinne oraz zwierzce. Oznaczanie liczby nadtlenkowej. [6] PN EN ISO 688:. Oleje i tłuszcze rolinne oraz zwierzce. Oznaczanie liczby anizydynowej. [7] PN ISO 6886:997. Oleje i tłuszcze rolinne oraz zwierzce. Oznaczanie stabilnoci oksydatywnej (Test przyspieszonego utleniania). [8] PN A 869. Oleje i tłuszcze rolinne oraz zwierzce. Ocena sensoryczna smakowitoci i metod punktow rafinowanych olejów i tłuszczów. [9] Pikul J.: Pakowanie i przechowywanie ywnoci w modyfikowanej atmosferze. Chłodnictwo., (9), [] Ucherek M.: Nowoczesne rozwizania w zakresie regulacji składu mieszaniny gazów w opakowaniach do ywnoci. Magazyn Przem. Spo,, (), -. INFLUENCE OF USE OF NITROGEN INTO OXIDATIVE STABILITY OF MIXTURES OF RAPESEED AND LINSEED OILS S u m m a r y Proceeded experiments included physico-chemical and sensoric analysis of mixtures of rapeseed and linseed oils without and with nitrogen pillow and being rinsed by nitrogen. Tests used during analysis were as follows: Rancimat test (ºC), thermostat test (6ºC) and -weeks long storing test.

10 WPŁYW STOSOWANIA AZOTU NA STABILNO OKSYDACYJN MIESZANIN OLEJU RZEPAKOWEGO Based on the experiments one noticed that oxidative stability of linseed oil is 6 times lower than oxidative stability of rapeseed oil. Because of that there is strong need to protect linseed oil and mixtures with that oil enriched with n- fatty acids against oxidation by using additional protection as e.g. inert gas. Use of nitrogen for protection against oxidation gave impressive results for linseed oil, obtained peroxide value was - times lower than in case of original linseed oil (among peroxide number up to range). Effectiveness of use of nitrogen pillow is on the same level as in the case with nitrogen rinsing. It means that more important oxidation factor is oxygen under the surface of oil than oxygen in the oil. Based on the proceeded experiments one can say that the most profitable combination of rapeseed and linseed oil is between and % of linseed oil where the rest is filled by rapeseed oil. Key words: oxidative stability, rapeseed oil, linseed oil