Μελέτη του σχηματισμού α-δικαρβονυλικών ενώσεων από λιπαρές ύλες (ελαιόλαδο, σπορέλαια)

Abstract

Το εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο (EVOO) θεωρείται ως ένα από τα πολυτιμότερα συστατικά της Μεσογειακής διατροφής συμβάλλοντας σε μια πληθώρα ευεργετικών ιδιοτήτων για την ανθρώπινη υγεία. Τα οφέλη αυτά απορρέουν από τη μοναδική χημική του σύσταση που περιλαμβάνει υψηλό ποσοστό ακόρεστων λιπαρών οξέων και αντιοξειδωτικά συστατικά όπως διάφορες φαινολικές ενώσεις και βιταμίνη Ε (τοκοφερόλη). Γι΄αυτό το σκοπό έχει μελετηθεί η επίδραση των συστατικών αυτών στην ποιότητα του EVOO κατά τη διάρκεια έντονων θερμικών διεργασιών (π.χ. μαγείρεμα). Τα σπορέλαια χρησιμοποιούνται για μαγείρεμα από την αρχαιότητα λόγω των οργανοληπτικών ιδιοτήτων που προσδίδουν στα τρόφιμα. Ωστόσο, πλήθος ερευνών αναφέρουν πως τα βρώσιμα αυτά έλαια έχουν τη δυνατότητα να σχηματίσουν ενώσεις μικρού μοριακού βάρους όταν εκτεθούν σε υψηλές θερμοκρασίες. Ανάμεσα σε αυτές τις ενώσεις περιλαμβάνονται οι α- δικαρβονυλικές ενώσεις όπως η γλυοξάλη (GΟ), η μεθυλογλυοξάλη (MGO) και το διακετύλιο (DA). Σκοπός της εργασίας αυτής είναι ο ποσοτικός προσδιορισμός των α-δικαρβονυλικών ενώσεων σε δείγματα EVOO και σπορέλαιων τα οποία υποβλήθηκαν σε έντονη θερμική επεξεργασία. Παράλληλα μελετήθηκε η επίδραση των φαινολικών συστατικών, στο σχηματισμό των ενώσεων αυτών. Τέλος, με βάση βιβλιογραφικά δεδομένα, έγινε προσπάθεια να συνδεθεί ο βαθμός ακορεστότητας των λιπαρών οξέων των ελαιόλαδων και σπορέλαιων με την παραγωγή α-δικαρβονυλικώνενώσεων. Τα δείγματα που αναλύθηκαν αφορούν εξαιρετικά παρθένα ελαιόλαδα διαφορετικής γεωγραφικής προέλευσης (Κρήτη και Λέσβος) και της ίδιας ποικιλίας (Κορωνέικη) και έξι δείγματα σπορέλαιων (αραβοσιτέλαιο, ηλιέλαιο, σησαμέλαιο, πυρηνέλαιο, λάδι καρύδας και φοινικέλαιο). Ο ποσοτικός προσδιορισμός των α- δικαρβονυλικών ενώσεων πραγματοποιήθηκε με αέρια χρωματογραφία συζευγμένη με ανιχνευτή αζώτου -φωσφόρου (GC-NPD) αφού είχε προηγηθεί η μετατροπή τους σε παράγωγα κινοξαλινών. Μεταξύ των δειγμάτων βρέθηκε πως το DA είναι η κύρια α- δικαρβονυλική ένωση σε ποσοστό 86,5% ενώ ακολουθεί η MGO και τέλος η GO σε ποσοστά 7,5 και 6,0% αντίστοιχα. Τα δείγματα ελαιόλαδου εμφάνισαν το υψηλότερο ποσοστό DA (91,0%) και τη χαμηλότερη περιεκτικότητα σε GO (1,0%). To λάδι καρύδας κατέχει τα υψηλότερα ποσοστά MGO (16,0%) και GO (13,0%). O παράγοντας φαινολικά φαίνεται να επιδρά στατιστικώς σημαντικά στην παραγωγή α- δικαρβονυλικών ενώσεων. Τέλος, ο βαθμός ακορεστότητας των λιπαρών οξέων επηρεάζει την παραγωγή GO, MGO και DA με τα μονοακόρεστα λιπαρά οξέα (MUFAs) να εμφανίζουν θετική επίδραση στην παραγωγή GO και MGO και αρνητική στην παραγωγή DA.

Extra virgin olive oil (EVOO) is responsible for a large part of many health benefits associated with the Mediterranean diet as it is a fundamental ingredient of this diet. The peculiarities of this highly valued product are in part due to its unique chemical composition such as unsaturated fatty acids, as well as tocopherols (Vitamin E) or phenolic compounds. Several studies have been conducted to evaluate the effect of these compounds on quality under simulated cooking conditions. Edible oils have been used for cooking since ancient times. Deep fat frying produces desirable flavors and tastes in various fried foods. On the other hand, many studies have demonstrated that edible oils form diverse low molecular weight carbonyl compounds upon heat treatment. Among these carbonyl compounds, α-dicarbonyl compounds such as glyoxal (GO), methylglyoxal (MGO), and diacetyl (DA), reportedly cause numerous diseases. In the present study, GL, MGO, and DA were analyzed in different cooking oil samples during a high-temperature heating procedure. Besides, it has been evaluated the effect of total phenolic compounds on the formation of these compounds. Lastly, an attempt was made to link the degree of unsaturation of fatty acids in olive oils and seed oils with the production of α-dicarbonyl compounds, based on literature data. Toxic α-dicarbonyl compounds, GO, MGO, and DA, released from the headspace from olive oil samples, sunflower oil, corn oil, sesame oil, kernel oil, coconut oil, and palm oil were analyzed by gas chromatography coupled with a nitrogen phosphorous detector (GC/NPD) after they were derivatized into a corresponding quinoxaline. In general, DA was formed from oil samples at the highest levels (86.5%) followed by MGO (7.5%) and GO (6.0%). Among the seven edible oils, olive oil generally yielded the highest level of DA (91.0%) and the lowest level of GO (1.0%), whereas coconut oil produced the highest levels of MGO (16.0%) and GO (13.0%). The factor total phenolic compounds appears to have a statistically significant effect on the production of α-dicarbonyl compounds. In conclusion, there is a correlation between unsaturated fatty acids and the production of these compounds. More specifically there is a positive correlation between MUFAs and the production of GO and MGO and a negative correlation between MUFAs and the production of DA.