Μελέτη της επίδρασης βιοδραστικών συστατικών του εξαιρετικού παρθένου ελαιολάδου στον σχηματισμό α-δικαρβονυλικών ενώσεων

Abstract

Το εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο (EVOO) αποτελεί θεμέλιο λίθο της Μεσογειακής διατροφής. Η κατανάλωση του στα πλαίσια μιας ισορροπημένης διατροφής έχει συνδεθεί άρρηκτα με τη πρόληψη χρόνιων και εκφυλιστικών ασθενειών. Οι ευεργετικές ιδιότητες του EVOO οφείλονται στη μοναδική χημική του σύσταση και ιδιαίτερα στα βιοδραστικά του συστατικά, όπως οι βιοφαινόλες και η βιταμίνη Ε. Ωστόσο, πρόσφατες μελέτες επικεντρώνονται και στη μελέτη πτητικών συστατικών του ελαιόλαδου που παράγονται κατά τη διάρκεια θερμικών διεργασιών, όπως το μαγείρεμα. Οι ενώσεις αυτές εξετάζονται ως προς τη βελτίωση των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών, την αντιοξειδωτική τους ικανότητα αλλά και την τοξικότητα τους. Ανάμεσά τους, περιλαμβάνονται οι α-δικαρβονυλικές ενώσεις και πιο συγκεκριμένα η γλυοξάλη, η μεθυλογλυοξάλη και το διακετύλιο που έχουν συνδεθεί με υψηλά επίπεδα τοξικότητας στο αναπνευστικό σύστημα. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι ο ποσοτικός προσδιορισμός των α- δικαρβονυλικών ενώσεων (GO, MGO, DA) που σχηματίζονται στον υπερκείμενο χώρο εξαιρετικών παρθένων ελαιόλαδων, μέσω αέριας χρωματογραφίας συζευγμένη με ανιχνευτή αζώτου-φωσφόρου. Παράλληλα, προσδιορίστηκε μέσω της δοκιμής Folin-Ciocalteu το ολικό φαινολικό περιεχόμενο (TPC) των ελαιόλαδων το οποίο εκφράστηκε ως mg GAE/Kg ελαιόλαδου με σκοπό να εξεταστεί η επίδρασή του στη δημιουργία των α-δικαρβονυλικών ενώσεων. Είκοσι δείγματα μονοποικιλιακών EVOOs προερχόμενα από διαφορετικές ελαιοπαραγωγικές περιοχές υποβλήθηκαν σε διαδικασία επιταχυνόμενης οξείδωσης και αναλύθηκαν ως προς την % περιεκτικότητα σε GO, MGO και DA. Το διακετύλιο ήταν η κυρίαρχη α-δικαρβονυλική ένωση σε όλα τα δείγματα έχοντας μέση τιμή επί τοις % περιεκτικότητας 87,23%, με τη μεθυλογλυοξάλη και τη γλυοξάλη να ακολουθούν σε ποσοστά 7,53% και 5,23%, αντίστοιχα. Στα υπό μελέτη δείγματα η υψηλότερη τιμή διακετυλίου ήταν 98,83% και αφορούσε δείγμα προερχόμενο από την Μεσσηνία, ενώ το χαμηλότερο ποσοστό (0,40%) ανιχνεύτηκε σε δείγμα της ίδιας περιοχής και αφορούσε τη γλυοξάλη. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε ο προσδιορισμός του ολικού πολικού φαινολικού περιεχομένου (TPC) των EVOOs μέσω της δοκιμής Folin-Ciocalteu. Η αποθήκευση του ελαιολάδου 12 μήνες σε θερμοκρασία δωματίου σε σκουρόχρωμους περιέκτες και απουσία οξυγόνου διαπιστώθηκε ότι επηρέασε το TPC των δειγμάτων. Πιο συγκεκριμένα, οι τιμές TPC συγκρίθηκαν με τις αντίστοιχες του προηγούμενου έτους, όπου και παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική μείωση μεταξύ των μέσων τιμών τους παρά τις προσεκτικές συνθήκες αποθήκευσης των δειγμάτων. Τέλος, μελετήθηκε η επίδραση του παράγοντα TPC στη δημιουργία α-δικαρβονυλικών ενώσεων σε συνθήκες έντονης θερμικής επεξεργασίας (150 oC, 1h). Τα ευρήματα παρουσιάζουν αρνητική συσχέτιση μεταξύ των χαμηλών τιμών TPC και της παραγωγής των ενώσεων γλυοξάλη και μεθυλογλυοξάλη. Επομένως, όσο μικρότερο είναι το TPC στο εκάστοτε ελαιόλαδο, τόσο αυξάνεται ο σχηματισμός GO και MGO.

Extra virgin olive oil (EVOO) is one of the most fundamental nutritional components of Mediterranean Diet (MED). The prevention of chronic and degenerate diseases has linked with the consumption of olive oil as a part of a healthy diet. These beneficial properties are attributed to its unique chemical composition and especially in the presence of phenolic compounds and Vitamin E. However, many recent studies have been conducted to evaluate the production of volatile compounds in olive oil, during thermal processes, like cooking, roasting and frying. These chemicals have been investigated from many different viewpoints, including flavor, taste, antioxidant properties, as well as from the perspective of toxicity associated with various diseases. Among these volatile compounds formed in cooked foods, low molecular weight carbonyl compounds such as glyoxal, methylglyoxal and diacetyl are accused of causing adverse effects to humans. In the present study, vapor phase glyoxal, methylglyoxal and diacetyl formed from heated EVOOs were analyzed by GC-NPD. Additionally, the total phenolic content of the samples was determined using Folin-Ciocalteu assay. Lastly, it has been evaluated the effect of TPC on the formation of α-dicarbonyl compounds. Twenty different monovarietal EVOOs originated from three regions of Greece (Peloponnese, Crete, and Lesvos) were analyzed by GC-NPD after they were derivatized into a corresponding quinoxaline. Among the carbonyl compounds, diacetyl was formed form olive oil samples at the highest levels (87,23%) followed by methylglyoxal (7,53%) and glyoxal (5,23%). A Messinian sample produced the greatest amount of diacetyl (98,83%), while the same sample produced the lowest amount of glyoxal (0,40%). In addition, the total phenolic content (TPC) of the samples was determined using Folin-Ciocalteu assay and results are expressed as mg of gallic acid equivalents (GAE) per Kg of olive oil. A significant reduction in TPC was reported after 12 months of storage under room temperature and lack of oxygen conditions. More specifically, the TPC values were compared with those of the previous year, where a statistically significant decrease was observed between their average values despite the careful storage conditions of the samples. Finally, it has been evaluated the effect of TPC on the formation of α-dicarbonyl compounds under simulated cooking conditions (150 oC, 1h). The results exhibited a negative correlation between the lowest TPC values and the production of glyoxal and methylglyoxal. Consequently, the lowest TPC in EVOOs samples, the highest the formation of GO and MGO in those samples.