UNIVERZA V LJUBLJANI BIOTEHNIŠKA FAKULTETA
ODDELEK ZA ŽIVILSTVO
Nina BERGLEZ
PRIMERNOST ALTERNATIVNIH OLJ ZA CVRTJE ŽIVIL
MAGISTRSKO DELO
Magistrski študij - 2. stopnja Živilstvo
Ljubljana, 2021
UNIVERZA V LJUBLJANI BIOTEHNIŠKA FAKULTETA
ODDELEK ZA ŽIVILSTVO
Nina BERGLEZ
PRIMERNOST ALTERNATIVNIH OLJ ZA CVRTJE ŽIVIL
MAGISTRSKO DELO
Magistrski študij - 2. stopnja Živilstvo
SUITABILITY OF ALTERNATIVE OILS FOR FRYING FOODS
M. SC. THESIS
Master Study Programmes: Field Food Science and Technology
Ljubljana, 2021
Magistrsko delo je zaključek magistrskega študijskega programa 2. stopnje Živilstvo.
Praktični del je bil opravljen na Katedri za tehnologijo mesa in vrednotenje živil Oddelka za živilstvo Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani.
Komisija za študij 1. in 2. stopnje je za mentorico magistrskega dela imenovala prof. dr. Leo Demšar za in za recenzentko doc. dr. Natašo Šegatin.
Mentorica: prof. dr. Lea DEMŠAR
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo
Recenzentka: doc. dr. Nataša ŠEGATIN
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo
Komisija za oceno in zagovor:
Predsednik:
Član:
Član:
Član:
Datum zagovora:
Nina Berglez
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA ŠD Du2
DK UDK 641.522.2:664.35(043)=163.6
KG cvrtje, olja, mesne kroglice, maščobe, rastlinska olja, večkratno cvrtje, maščobnokislinska sestava, senzorične lastnosti, točka dimljenja
AV BERGLEZ, Nina, dipl. inž. živ. in preh. (UN)
SA DEMŠAR, Lea (mentorica), ŠEGATIN Nataša (recenzentka) KZ SI-1000 Ljubljana, Jamnikarjeva 101
ZA Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo LI 2021
IN PRIMERNOST ALTERNATIVNIH OLJ ZA CVRTJE ŽIVIL TD Magistrsko delo (Magistrski študij - 2. stopnja Živilstvo) OP XII, 59 str., 19 pregl., 2 sl., 4 pril., 82 vir.
IJ sl JI sl/en
AI Cvrtje je eden najstarejših, najhitrejših in najpreprostejših načinov toplotne obdelave hrane, katerega problem je hitro poslabšanje kakovosti in povečanje stopnje oksidacije olj med cvrtjem pri 160 °C. Namen naloge je bil določiti primernost alternativnih olj (arašidovo, konopljino, laneno in sezamovo olje ter sončničnega kot kontrole) v povezavi z njihovo senzorično kakovostjo in maščobnokislinsko sestavo po večkratnem, trikratnem zaporednem cvrtju kroglic v modelnem sistemu. Izmerili smo sestavo hranilnih snovi v svežih govejih mesnih kroglicah (NIR) in izgubo mase po vsakem cvrtju. Na oljih in mesnih kroglicah smo določili točko dimljenja, maščobnokislinsko sestavo (GC) in število tiobarbiturne kisline (TBK, spektrofotometrično) ter senzorično analizirali olja (opisna analiza) po treh zaporednih cvrtjih. Stabilnost uporabljenih olj je odvisna od točke dimljenja (sezamovo 164 °C, konopljino 171 °C, laneno 175 °C in arašidovo olje 184 °C) in števila TBK, ki se po zaporednem cvrtju v oljih (arašidovo in sezamovo < sončnično < laneno in konopljino olje) in mesnih kroglicah poviša, ter je v povezavi z maščobnokislinsko sestavo olj (na splošno višji delež večkrat nenasičenih maščobnih kislin pomeni višjo stopnjo oksidacije med cvrtjem). Z zaporednim cvrtjem se spremeni maščobnokislinska sestava olj in mesnih kroglic, po prvem cvrtju se v oljih za cvrtje poviša delež enkrat nenasičenih in zniža delež večkrat nenasičenih maščobnih kislin, pri nadaljnjih cvrtjih se maščobnokislinska sestava ne spreminja pomembneje, vrsta olja vpliva na maščobnokislinsko sestavo mesnih kroglic po prvem cvrtju. Po zaporednem cvrtju se poslabšajo senzorične lastnosti uporabljenih olj. Vse vrste hladno stiskanih olj niso enako primerne za cvrtje, po primernosti si sledijo sezamovo >
arašidovo > sončnično olje > konopljino > laneno olje. S prehranskega in zdravstvenega stališča ugotavljamo, da sta za uživanje najbolj primerna laneno in konopljino olje, če se uporabita hladna in ne v ostrih postopkih toplotne obdelave.
KEY WORDS DOCUMENTATION ND Du2
DC UDC 641.522.2:664.35(043)=163.6
CX frying, oils, meatballs, fat, vegetable oils, repeated frying, fatty acid composition, sensory properties, smoke point
AU BERGLEZ, Nina
AA DEMŠAR, Lea (supervisor), ŠEGATIN Nataša (reviewer) PP SI-1000 Ljubljana, Jamnikarjeva 101
PB University of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department of Food Science and Technology
PY 2021
TI SUITABILITY OF ALTERNATIVE OILS FOR FRYING FOODS
DT M. Sc. Thesis (Master Study Programmes: Field Food Science and Technology) NO XII, 59 p., 19 tab., 2 fig., 4 ann., 82 ref.
LA sl AL sl/en
AB Deep frying is one of the oldest, quickest and easiest ways of heat treating food, the problem of which is the rapid deterioration of the quality and stability of the oils during deep frying. The aim of this work was to determine the suitability of alternative oils (peanut, hemp, flaxseed and sesame oils, sunflower as control) in terms of their sensory quality and fatty acid composition after multiple, three consecutive deep-frying of meatballs in the model system. The nutrient composition in fresh beef meatballs (NIR) and weight loss after each frying were measured.
Smoke point of used oils, as well as fatty acid composition (GC) and thiobarbituric acid number (TBA, spectrophotometric) were determined on oils and meatballs after three consecutive frying, additionally oils were also sensory analysed (descriptive analysis). The stability of the used oils depended on the smoke point of the oil (sesame 164 °C, hemp 171 °C, flaxseed 175 °C and peanut oil 184 °C) and the TBA number, which increased after consecutive frying in oils and meatballs (peanut and sesame < sunflower < flaxseed and hemp oil). The TBA number was related to the fatty acid composition of used oils (in general, a higher proportion of polyunsaturated fatty acids means poorer stability during frying). Consecutive deep frying changes the fatty acid composition of oils and meatballs. After the first frying the proportion of monounsaturated fatty acid in frying oils increases and the proportion of polyunsaturated fatty acid decreases. After successive frying, the sensory properties of the used oils deteriorate. Not all types of cold-pressed oils are equally suitable for deep-frying; regarding suitability, the oils follow each other in the following order:
sesame > peanut > sunflower oil > hemp > flaxseed oil. From a nutritional and health point of view, flaxseed and hemp oil are the most suitable for consumption, of course if used cold and not in harsh heat treatment processes.
KAZALO VSEBINE
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA ... III KEY WORDS DOCUMENTATION ... IV KAZALO VSEBINE ... V KAZALO SLIK ... VIII KAZALO PREGLEDNIC ... IX KAZALO PRILOG ... XI OKRAJŠAVE IN SIMBOLI ... XII
1 UVOD ... 1
1.1 NAMEN MAGISTRSKE NALOGE ... 1
1.2 DELOVNE HIPOTEZE ... 1
2 PREGLED OBJAV ... 2
2.1 MAŠČOBE ... 2
2.1.1 Nasičene maščobne kisline ... 3
2.1.2 Nenasičene maščobne kisline ... 3
2.1.2.1 Enkrat nenasičene maščobne kisline ... 3
2.1.2.2 Večkrat nenasičene maščobne kisline ... 3
2.1.2.3 Razmerje n-3 in n-6 ... 4
2.1.2.4 Trans maščobne kisline ... 4
2.1.3 Shema vnosa maščob skozi čas ... 4
2.1.4 Priporočila za vnos maščob ... 5
2.2 OLJA ... 5
2.2.1 Pridelava olj ... 6
2.2.1.1 Hladno stiskanje ... 6
2.2.1.2 Rafinacija ... 6
2.2.2 Uporaba olj... 7
2.2.2.1 Hladna uporaba ... 7
2.2.2.2 Toplotna uporaba ... 7
2.2.3 Opisi olj... 7
2.2.3.1 Sončnično olje ... 7
2.2.3.2 Arašidovo olje ... 7
2.2.3.3 Konopljino olje ... 8
2.2.3.4 Laneno olje ... 8
2.2.3.5 Sezamovo olje ... 9
2.2.4 Točka dimljenja ... 10
2.2.5 Senzorično ocenjevanje olj... 10
2.3 CVRTJE ... 11
2.3.1 Primernost olj za cvrtje ... 11
2.3.2 Termostabilnost olj ... 12
2.3.3 Nezaželene spremembe olja ... 12
2.3.3.1 Hidrolitična žarkost ... 12
2.3.3.2 Oksidativna žarkost ... 13
2.3.4 Akrilamid ... 13
2.3.4.1 Prednosti in slabosti cvrtja ... 14
2.3.5 Nove tehnologije cvrtja ... 14
3 MATERIAL IN METODE ... 15
3.1 NAČRT POSKUSA ... 15
3.2 MATERIAL ... 16
3.2.1 Olja za cvrtje ... 16
3.2.2 Živilo za cvrtje ... 17
3.2.3 Aparatura za cvrtje ... 17
3.3 METODE ... 17
3.3.1 Merjenje sestave hranilnih snovi v govejih mesnih kroglicah... 17
3.3.2 Izguba mase po vsakem cvrtju ... 17
3.3.3 Točka dimljenja ... 17
3.3.4 Maščobnokislinska sestava olj in govejih mesnih kroglic ... 17
3.3.5 Število TBK olj in govejih mesnih kroglic ... 18
3.3.6 Senzorična analiza olj... 18
3.3.7 Statistična obdelava podatkov ... 19
4 REZULTATI ... 20
4.1 RAZLIČNA OLJA ... 20
4.1.1 Točka dimljenja ... 20
4.1.2 Stopnja oksidacije različnih olj po zaporednih cvrtjih ... 20
4.1.3 Senzorične lastnosti različnih olj za cvrtje ... 21
4.1.4 Maščobnokislinska sestava olj za cvrtje ... 23
4.2 MESNE KROGLICE ... 30
4.2.1 Sestava hranilnih snovi ... 30
4.2.2 Izguba mase med cvrtjem ... 30
4.2.3 Stopnja oksidacije maščob mesnih kroglic ... 30
4.2.4 Maščobnokislinska sestava mesnih kroglic ... 31
5 RAZPRAVA ... 42
6 SKLEPI ... 51 7 POVZETEK ... 52 8 VIRI ... 54 ZAHVALA
PRILOGE
KAZALO SLIK
Slika 1: Shema vnosa maščob skozi čas (Simopoulos, 2016) ... 5 Slika 2: Shema eksperimentalnega dela ... 16
KAZALO PREGLEDNIC
Preglednica 1: Priporočila za vnos maščob (Referenčne vrednosti za vnos hranil, 2003) ... 5 Preglednica 2: Točke dimljenja različnih oljih (Marcus, 2013) ... 10 Preglednica 3: Vrste kvara med toplotno obdelavo ... 12 Preglednica 4: Stopnja oksidacije različnih olj za cvrtje po zaporednih cvrtjih (n = 40)
... 21 Preglednica 5: Senzorične lastnosti različnih olj po zaporednem cvrtju mesnih kroglic
... 22 Preglednica 6: Maščobnokislinska sestava arašidovega olja po zaporednem cvrtju
mesnih kroglic ... 23 Preglednica 7: Maščobnokislinska sestava konopljinega olja po zaporednem cvrtju
mesnih kroglic ... 25 Preglednica 8: Maščobnokislinska sestava lanenega olja po zaporednem cvrtju mesnih
kroglic ... 26 Preglednica 9: Maščobnokislinska sestava sezamovega olja po zaporednem cvrtju
mesnih kroglic ... 27 Preglednica 10: Maščobnokislinska sestava sončničnega olja po zaporednem cvrtju
mesnih kroglic ... 29 Preglednica 11: Izguba mase (%) mesnih kroglic po zaporednih cvrtjih v različnih oljih
... 30 Preglednica 12: Stopnja oksidacije maščob mesnih kroglic po zaporednih cvrtjih v
različnih oljih ... 31 Preglednica 13: Maščobnokislinska sestava mesnih kroglic po zaporednem cvrtju v
arašidovem olju ... 32 Preglednica 14: Maščobnokislinska sestava mesnih kroglic po zaporednem cvrtju v
konopljinem olju ... 34 Preglednica 15: Maščobnokislinska sestava mesnih kroglic po zaporednem cvrtju v
lanenem olju ... 36 Preglednica 16: Maščobnokislinska sestava mesnih kroglic po zaporednem cvrtju v
sezamovem olju ... 38 Preglednica 17: Maščobnokislinska sestava mesnih kroglic po zaporednem cvrtju v
sončničnem olju ... 40
Preglednica 18: Povzetek rezultatov opravljenih analiz na vseh uporabljenih oljih ... 49 Preglednica 19: Povzetek rezultatov opravljenih analiz na mesnih kroglicah, ocvrtih v
različnih oljih ... 50
KAZALO PRILOG
Priloga A: Maščobnokislinska sestava mesnih kroglic po zaporednih cvrtjih v različnih alternativnih oljih
Priloga B: Prehranski kazalci mesnih kroglic po zaporednih cvrtjih v različnih oljih Priloga C: Maščobnokislinska sestava različnih olj po zaporednem cvrtju mesnih kroglic Priloga D: Prehranski kazalci različnih olj po zaporednem cvrtju mesnih kroglic
OKRAJŠAVE IN SIMBOLI ALA α-linolenska maščobna kislina
CAE ekvivalent kofeinske kisline (angl. caffeic acid equivalents) DHK dokozaheksaenojska kislina
ENMK enkrat nenasičene maščobne kisline EPK eikozapentaenojsko kislina
GC plinska kromatografija (angl. gas chromatography) IA indeks aterogenosti
LDL lipoprotein z nizko gostoto (angl. low density lipoprotein) MDA malondialdehid
MEMK metilni estri maščobnih kislin MK maščobna kislina
n-3 omega-3 maščobna kislina n-6 omega-6 maščobna kislina
NIR odboj bližnje infrardeče svetlobe (angl. near infrared radiation) NMK nasičene maščobne kisline
P/S razmerje med večkrat nenasičenimi maščobnimi kislinami in nasičenimi maščobnimi kislinami
TBK število tiobarbiturne kisline (angl. thiobarbituric acid – TBA) TMK trans maščobne kisline
VNMK večkrat nenasičene maščobne kisline
1 UVOD
Cvrtje je (poleg praženja, mikrovalovnega segrevanja, kuhanja v pari, kuhanja itd.) eden izmed najpogosteje uporabljenih postopkov za pripravo hrane (Rababah in sod., 2012). S cvrtjem hrana pridobi zelo atraktivne senzorične lastnosti. Pomemben problem tega načina priprave hrane je zelo hitro poslabšanje kakovosti in stabilnosti olja med cvrtjem. To poslabšanje je posledica vrste reakcij, ki poleg tega, da spremenijo kakovost, vplivajo tudi na prehransko vrednost olj (žarkost, obarvanje in izguba esencialnih maščobnih kislin). Med temi reakcijami lahko nastanejo tudi toksične spojine, kot so peroksidi, aldehidi in epoksidi (Zhang in sod., 2012; Chammem in sod., 2015).
Hladno stiskana olja konoplje, orehov, sončnic, grozdnih pečk in bučnih semen zaradi njihovih fizikalno-kemijskih lastnosti ne veljajo za primerna olja za določene načine toplotne priprave živil, kot je to cvrtje. Drugače pa spadajo med bolj zdrava olja, ki so v prehrani ljudi pomembna, predvsem zaradi njihove ugodne vsebnosti večkrat nenasičenih maščobnih kislin (Simopoulos in sod., 2000) in drugih bioaktivnih spojin, ki izkazujejo določene pozitivne učinke na zdravje. Take spojine so tokoferoli, antikarcinogene komponente in komponente, ki preprečujejo kardiovaskularne bolezni (Teh in Birch, 2013), fenoli in flavonoidi (Balasundram in sod., 2006).
1.1 NAMEN MAGISTRSKE NALOGE
Namen magistrske naloge je analizirati osnovno kemijsko sestavo, maščobnokislinsko sestavo in stopnjo oksidacije v različnih oljih ter govejih mesnih kroglicah med toplotno obdelavo v modelnem sistemu po treh zaporednih cvrtjih. Ugotoviti pa smo želeli tudi senzorično oceno različnih alternativnih olj po vsakem cvrtju.
1.2 DELOVNE HIPOTEZE Delovne hipoteze so bile sledeče:
– da bo stopnja oksidacije alternativnih olj (hladno stiskana) med cvrtjem višja kot pri rafiniranem sončničnem olju,
– da vse vrste uporabljenih olj (sončnično – kontrola, laneno, arašidovo, konopljino in sezamovo) niso enako primerne za cvrtje,
– da se bo med zaporednimi cvrtji zviševala stopnja oksidacije olj in mesnih kroglic, – da bo panel za senzorično ocenjevanje kot posledico uporabe alternativnih olj pri
večkratnem zaporednem cvrtju v oljih zaznal neprijetne vonje.
2 PREGLED OBJAV
2.1 MAŠČOBE
Maščobe, poleg ogljikovih hidratov in beljakovin sodijo med makrohranila. To pomeni, da jih naše telo nujno potrebuje. Maščobe so zelo pomemben del raznolike in uravnotežene prehrane, vendar moramo biti pazljivi, saj so energijske vrednosti maščob kar visoke (Referenčne vrednosti za energijski vnos ter vnos hranil, 2020). En gram maščobe predstavlja 37 kJ ali 9 kcal energije (OPKP, 2021). To pomeni, da imajo najvišjo energijsko vrednost, kar pa predstavlja tveganje za prekomerni energijski vnos, ki lahko vodi v prekomerno telesno težo (Referenčne vrednosti za vnos hranil, 2003). Po priporočilih, naj bi v prehrani odraslih, maščobe predstavljale do 30 % dnevnega energijskega vnosa (Referenčne vrednosti za energijski vnos ter vnos hranil, 2020). Živalske maščobe najdemo v živilih, kot so slanina, klobase, maslo, sir, jajca, sladoled, meso itd. Rastlinske maščobe pa najdemo v živilih, kot so avokado, kokos, oreški, olive, arašidi, različna semena (Marcus, 2013).
Nekatere maščobe so esencialne, kar pomeni, da jih telo ne more samo proizvesti, a jih nujno potrebuje za normalno delovanje telesa. To pomeni, da moramo esencialne maščobe zaužiti s prehrano (OPKP, 2021). Maščobe predstavljajo tudi topilo v maščobi topnih vitaminov (A, D, E in K). Lahko jih delimo glede na dolžino maščobne kisline (kratkoverižne, srednjeverižne, dolgoverižne in zelo dolgoverižne). Bolj pogosta delitev maščob pa je na nasičene in nenasičene maščobne kisline (MK) (Referenčne vrednosti za vnos hranil, 2003).
Maščobi, ki je pri temperaturi 20 °C v tekočem agregatnem stanju, pravimo olje. Maščobi, ki pa je pri omenjeni temperaturi v trdnem agregatnem stanju, pravimo mast, loj oz.
maščoba. Poznamo različna rastlinska olja, živalske maščobe in ribja olja. Rastlinska olja (z izjemo palmove in kokosove maščobe) vsebujejo večjo vsebnost nenasičenih MK, v primerjavi z živalskimi maščobami (npr. svinjska mast, goveji loj, piščančja maščoba) (Kochhar, 2016).
Maščobe v človeškem telesu opravljajo različne pomembne funkcije. Najpomembnejše funkcije maščob so izolacija telesa, zagotavljanje energije, topnost nekaterih vitaminov, skladiščenje energije, zaščita pred poškodbami… Presnova maščob se začne že v ustih (mehansko z žvečenjem). V želodcu se maščobe premešajo z želodčno kislino in le majhen del maščob se tam razgradi. Večina se razgradi v črevesju, kjer maščobe hidrolizirajo na glicerol in maščobne kisline, v nadaljevanju se ti razpadni produkti absorbirajo. Presnova maščob je zelo počasna (Marcus, 2013).
2.1.1 Nasičene maščobne kisline
Nasičene maščobne kisline (NMK) imajo običajno od 4 do 24 ogljikovih atomov in so sestavljene zgolj iz enojnih vezi. Predstavniki rastlinskih maščob z najvišjimi vsebnostmi NMK (npr. kokosova, palmina, kakavova maščoba) imajo višjo temperaturo tališča v primerjavi z ostalimi maščobami (npr. rastlinska olja). Poznamo kratkoverižne (2 do 6 ogljikovih atomov), srednjeverižne (8 do 12 ogljikovih atomov) in dolgoverižne (14 do 24 ogljikovih atomov) MK. Najbolj znane NMK so lavrinska, miristinska, palmitinska in stearinska (O'Brien, 2009).
Najbolj so značilne za živila živalskega izvora. Najdejo pa se tudi rastlinski viri NMK, to pa so kokosovo, palmovo in kakavovo maslo (Marcus, 2013). Delež NMK v prehrani, naj ne bi presegel 10 % vseh zaužitih maščob v dnevnem energijskem vnosu (Referenčne vrednosti za energijski vnos ter vnos hranil, 2020).
2.1.2 Nenasičene maščobne kisline
Nenasičene MK vsebujejo tudi dvojne vezi med ogljikovimi atomi. Večje kot je število dvojnih vezi, manjša je temperatura tališča. Nenasičene MK so bolj reaktivne, v primerjavi z NMK. Delimo jih na enkrat nenasičene MK (ENMK) in večkrat nenasičene MK (VNMK) (O'Brien, 2009).
Predstavljale naj bi do 20 % dnevnega energijskega vnosa (Referenčne vrednosti za energijski vnos ter vnos hranil, 2020). Viri nenasičenih MK so predvsem olja/maščobe rastlinskega izvora. Maščobe, ki v večini vsebujejo nenasičene MK, so pri sobni temperaturi običajno v tekočem agregatnem stanju (O'Brien, 2009; Kochhar, 2016).
2.1.2.1 Enkrat nenasičene maščobne kisline
So nenasičene MK, ki vsebujejo eno dvojno vez med atomi ogljika. Živila, ki so bogata z ENMK, so oljčno olje, repično olje, avokado in nekateri oreški (Marcus, 2013). Delež teh MK naj bi predstavljal najvišji delež zaužitih maščob, saj preprečujejo bolezni srca in ožilja (Referenčne vrednosti za energijski vnos ter vnos hranil, 2020). Najpomembnejša ENMK je oleinska, ki je stabilna tudi med cvrtjem (O'Brien, 2009).
2.1.2.2 Večkrat nenasičene maščobne kisline
So nenasičene MK, ki vsebujejo dve ali več dvojnih vezi med ogljikovimi atomi. Prav zaradi tega so najbolj reaktivne (O'Brien, 2009). Nekatere večkrat nenasičene maščobne kisline (VNMK) uvrščamo med esencialne MK (OPKP, 2021). Delež dnevnega energijskega vnosa VNMK naj ne bi predstavljal več kot 10 %. V okviru tega deleža, naj bi zaužili 1-3 % n-3 in 2,5 % n-6 VNMK (Referenčne vrednosti za energijski vnos ter vnos hranil, 2020).
2.1.2.3 Razmerje n-3 in n-6
V zadnjih desetletjih se je vnos n-6 VNMK nenehno povečeval in vnos n-3 VNMK zmanjševal. To je prispevalo k povečevanju razmerja n-6 in n-3 (20:1 ali celo več). S tem pa se je povečala razširjenost prekomerne telesne teže in debelosti. Ko imamo opravka z debelostjo, se je potrebno zavedati, da ima razmerje n-6 in n-3 (poleg drugih dejavnikov) veliko vlogo. Najbolj optimalno razmerje n-6:n-3 je 5:1 ali manj (Simopoulos, 2016).
Med n-3 nenasičene MK spada tudi esencialna α-linolenska kislina (ALA). Največ jo je v repičnem, konopljinem, orehovem in lanenem olju. Poleg ALA, v to skupino uvrščamo še dokozaheksaenojsko (DHK) in eikozapentaenojsko (EPK) kislino. DHK in EPK imata v telesu zelo pomembne naloge, zato sta za zdravje koristne. Glavni vir teh kislin so morske ribe, zato se tudi priporoča uživanje morskih rib vsaj dvakrat na teden (od tega vsaj enkrat mastne morske ribe) (Simopoulos, 2016).
Tudi n-6 so nenasičene MK. Med njih uvrščamo linolno, γ-linolensko, dihomo γ-linolensko in arahidonsko MK. Viri n-6 MK so sončnično, bučno, sojino, koruzno olje (Simopoulos, 2016).
2.1.2.4 Trans maščobne kisline
Trans maščobne kisline (TMK) so prav posebna vrsta nenasičenih MK, ki vsebujejo vsaj eno dvojno vez v trans konfiguraciji. Zelo dolgo so se uporabljale v živilski industriji pri proizvodnji različnih izdelkov. Študije dokazujejo, da so prav TMK povezane s tveganjem za srčno žilne bolezni, raka in sladkorno bolezen. Zvišujejo raven LDL holesterola, kar pa slabo vpliva na zdravje ljudi. V človeškem telesu se ne sintetizirajo in ne sodijo med nujno potrebna hranila v prehrani. Večina jih nastaja med industrijskimi procesi predelave živil, na primer ob pečenju in cvrtju, še posebej, če se olje uporabi večkrat. Glavni viri so predvsem piškoti, krekerji, pecivo, pite, torte in druga živila, proizvedena z uporabo delno hidrogeniranih rastlinskih olj. Poleg tega, pa se lahko TMK nahajajo tudi v ocvrtih živilih, kot so pomfrit, krofi, miške, flancati (Islam in sod., 2019). Glede na razpoložljive dokaze o nevarnosti uživanja TMK se priporoča, da je njihov prehranski vnos čim manjši, to pomeni ne več kot 1 % dnevnega energijskega vnosa (OPKP, 2021).
Po Pravilniku o največji dovoljeni vsebnosti trans maščobnih kislin v živilih (2018) je največja dovoljena vsebnost v živilih 2 g TMK na 100 g skupne vsebnosti maščob v živilu.
Te vrednosti ne smemo prekoračiti.
2.1.3 Shema vnosa maščob skozi čas
Simopoulos (2016) je prikazal vnos maščob skozi različna časovna obdobja (obdobje lovcev in nabiralcev, obdobje kmetijstva in industrijsko obdobje). Kot je razvidno iz slike 1, se je v času industrijskega obdobja pridobivanja hrane vnos maščob izrazito povečal. Med drugim
se je povišal tudi vnos manj zaželenih maščob v prehrani. Lahko bi rekli, da je posledica tega razširjenost prekomerne telesne teže in debelosti.
Slika 1: Shema vnosa maščob skozi čas (Simopoulos, 2016)
2.1.4 Priporočila za vnos maščob
Priporočila se razlikujejo glede na starostno obdobje in telesno dejavnost posameznika. V preglednici 1 so predstavljena priporočila za vnos maščob, za starostno obdobje od 25 do 51 let. Predstavljeni so priporočeni odstotki maščob v dnevnem energijskem vnosu (Referenčne vrednosti za vnos hranil, 2003).
Preglednica 1: Priporočila za vnos maščob (Referenčne vrednosti za vnos hranil, 2003)
Parameter Delež (%)
skupne maščobe < 30
nasičene maščobne kisline < 10 enkrat nenasičene maščobne kisline > 10
n-6 maščobne kisline 2,5
n-3 maščobne kisline 0,5
trans maščobne kisline < 1
2.2 OLJA
Po pravilniku o kakovosti jedilnih rastlinskih olj, jedilnih rastlinskih masteh in majonezi (2009) so jedilna rastlinska olja živila, ki so sestavljena iz gliceridov maščobnih kislin, pridobljenih izključno iz rastlin. Lahko vsebujejo tudi manjše količine drugih maščob (lipidov), kot so fosfolipidi, neumiljive sestavine in proste MK, ki so naravno prisotne v maščobi oziroma olju. Po tehnološkem postopku olja ločimo na rafinirana, nerafinirana in hladno stiskana.
2.2.1 Pridelava olj
Dandanes olja največkrat pridobivamo s hladnim stiskanjem in rafinacijo (Pravilnik o kakovosti jedilnih rastlinskih olj, jedilnih rastlinskih masteh in majonezi, 2009). V nadaljevanju sta predstavljena oba postopka pridobivanja.
2.2.1.1 Hladno stiskanje
Rastlinska olja se v zadnjem času veliko pridelujejo po metodi hladnega stiskanja. Tako metodo se uporablja predvsem za semena, ki vsebujejo velike količine maščob oziroma olja (Özcan in sod., 2019).
Hladno stiskana olja imajo boljšo hranilno vrednost, saj so njihove naravne lastnosti bolje ohranjene. Hladno stiskano olje namreč lahko v primerjavi z rafiniranimi olji vsebuje več esencialnih MK. Slaba stran te metode je, da so olja bolj podvržena oksidaciji in kvaru. Zato je še kako pomembno pravilno shranjevanje hladno stiskanih olj (Özcan in sod., 2019).
Za hladno stiskanje olja se uporabijo očiščena (le z vodo) semena in se stiskajo brez segrevanja. Pridobljena so izključno samo s pomočjo mehanskega procesa. Bistrenje takega olja poteka po sedimentacijskem postopku, tako da se nečistoče usedajo na dno, čemur sledi filtracija. Hladno stiskano olje se shranjuje v dobro zaprtih temnih steklenicah pri sobni temperaturi (Özcan in sod., 2019).
Po Pravilniku o kakovosti jedilnih rastlinskih olj, jedilnih rastlinskih masteh in majonezi (2009) morajo imeti taka olja značilno barvo, prijeten okus, vonj značilen za določeno vrsto, vsebovati smejo največ 2 % prostih MK in manj kot 0,15 % nečistoč, peroksidno število pa ne sme presegati 7 mmol O2/kg olja.
2.2.1.2 Rafinacija
Rafinacija je najbolj učinkovita metoda za pridobivanje olja, ki jo lahko poimenujemo tudi ekstrakcija s topilom. V industriji je ta postopek najpogostejši. Običajno se izvaja pri temperaturi 60 °C. Kot topilo se uporablja heksan, ki topi maščobe iz semen. Mešanici olja in topila (heksan) se odstrani topilo in sledi destilacija. Med rafinacijo se večino vitamina E izgubi, zato proizvajalci rafiniranemu olju z namenom preprečevanja oksidacije in podaljšanja roka trajanja dodajajo sintetične antioksidante. Poleg vitamina E se med postopkom rafinacije izgubijo tudi fosfolipidi (Merljak in Jakob, 2014).
Po Pravilniku o kakovosti jedilnih rastlinskih olj, jedilnih rastlinskih masteh in majonezi (2009) morajo biti kakovostni parametri za rafinirana olja naslednji: da imajo značilno barvo, blag vonj in okus, olja morajo biti bistra pri temperaturi 25 °C, ne smejo vsebovati več kot 0,3 % prostih MK, ne smejo vsebovati tujih vonjev in okusov (žarkost) ter peroksidno število ne sme presegati 7 mmol O2/kg olja.
2.2.2 Uporaba olj
Zelo pomemben podatek je namen uporabe olj. Poznamo različne vrste olj, ki pa niso vsi primerni za vse potrebe. Ločimo dve skupini, in sicer olja za hladno in toplotno uporabo (Merljak in Jakob, 2014).
2.2.2.1 Hladna uporaba
Za hladno uporabo se uporabljajo olja pridobljena po postopku hladnega stiskanja in nerafinirana po postopku praženja. Taka olja po navadi uporabljamo kot prelive, pomake in za solate (Merljak in Jakob, 2014).
2.2.2.2 Toplotna uporaba
Za toplotno obdelavo se uporabljajo olja, ki so pridobljena po postopku rafinacije oz. posebej namenjena za visoke temperature. Taka olja uporabljamo za cvrtje, pečenje in peko na žaru (Merljak in Jakob, 2014).
2.2.3 Opisi olj
V nadaljevanju je predstavljen pregled literature različnih vrst olj, ki smo uporabili pri eksperimentalnem delu magistrske naloge.
2.2.3.1 Sončnično olje
Sončnica kot oljna rastlina spada med nebinovke. Sončnice slovijo po tem, da dokler ne zacvetijo, se vedno obračajo v smeri sonca, zato tudi tako ime rastline. Sončnična semena so naravni vir fitosterolov, ki pomagajo preprečevati številne bolezni. Izkoristek sončničnih semen je odvisen od načina stiskanja. V povprečju je izkoristek iz gojenih sončnic do 50 %, pri novejših sortah pa lahko tudi več. Pri hladnem stiskanju sončničnih semen pa je izkoristek okoli 40 %. Sončnično olje je svetlo rumene barve in ima neizrazit ter nevtralen vonj in okus.
Rafinirano sončnično olje je najboljše olje za cvrtje živil (tudi za večkratno cvrtje). Je najbolj razširjeno v domačih gospodinjstvih, in sicer za peko ter cvrtje (Merljak in Jakob, 2014).
Sončnica kot oljna rastlina je ena najpogosteje gojenih oljnic na svetu. V zadnjih letih so bile razvite nove sorte z visoko vsebnostjo oleinske kisline. Iz teh sort so pridobili olje, ki ima večjo oksidativno stabilnost in boljše prehranske lastnosti (Flagella in sod., 2002).
2.2.3.2 Arašidovo olje
Arašidi izvirajo iz Latinske Amerike, natančneje iz Brazilije. Rastlina za rast potrebuje višje temperature in sonce. Pridobivanje arašidovega olja najpogosteje poteka s solventno ekstrakcijo s topili. Za uživanje je primernejše arašidovo olje, ki je pridobljeno s hladnim stiskanjem arašidov (Merljak in Jakob, 2014). Hladno stiskano arašidovo olje je bogato z
VNMK in bioaktivnimi komponentami, zato velikokrat prihaja do potvorb olja (Su in sod., 2012).
Arašidi imajo ugodne prehranske lastnosti, vsebujejo od 47 do 59 % maščob (O'Brien, 2009), od 27 do 29 % beljakovin (Mattil in sod., 1964) in od 7 do 8 % ogljikovih hidratov (OPKP, 2021) ter ostala mikrhranila, med katerimi so najpomembnejši tokoferoli (Matthäus in Özcan, 2015). Vodilni proizvajalki arašidov sta Kitajska in Indija (USDA, 2019). Arašidovo olje je pridobljeno iz praženih jedrc arašidov. Praženje arašidov pred stiskanjem olja prispeva k boljšemu okusu, izboljšanju prehranske vrednosti in pa tudi k večjemu izkoristku.
Med praženjem poteka Maillardova reakcija med reducirajočimi sladkorji in aminokislinami. Pripomore k boljšemu okusu in antioksidativnem potencialu. Previsoke temperature praženja lahko poškodujejo beljakovine in s tem poslabšajo dobre prehranske lastnosti. Poleg tega, pa lahko previsoke temperature praženja tvorijo nevarne snovi, kot so na primer TMK (Islam in sod., 2019; Nishida in Uauy, 2009).
Olje ima blag okus po oreških. Arašidovo olje, ki je pridobljeno s solventno ekstrakcijo, ima visoko točko dimljenja in se lahko uporablja za cvrtje in peko živil. Hladno stiskano arašidovo olje pa se uporabljajo za solate in razne prelive (Merljak in Jakob, 2014).
2.2.3.3 Konopljino olje
Navadna konoplja spada v družino konopljevke in izhaja iz severozahodne Himalaje (Merljak in Jakob, 2014). Konoplja je že leta in leta dragocen vir vlaknin, vitaminov in se uporablja kot zdravilna rastlina (Fike, 2016). V zadnjem času je dovoljeno gojiti sorte konoplje, ki vsebuje manj kot 0,2 % tetrahidrokanabiola (Montserrat-De La Paz in sod., 2014). Konopljina semena so svetovno zaslovela zaradi svoje hranilne vrednosti. Vsebujejo visoko vsebnost vitaminov (A, C, E), mineralov (fosfor, magnezij, kalij), beljakovin (20 do 25 %), topnih vlaknin (10 do 15 %) in maščob (25 do 35 %) (Baeck in sod., 2019). Barva konopljinega olja je zeleno rumena, odvisno od zrelosti ter sorte (Merljak in Jakob, 2014).
Konopljino olje je bogat vir VNMK (linolne in α-linolenske kisline). Prav tako, vsebuje še zelo koristno γ-linolensko kislino (Bialek in sod., 2017).
Konopljino olje velja za olje, ki ima protivnetne lastnosti in ugodno vpliva na dermatološke bolezni, srčno žilni ter imunski sistem (Liang in sod., 2015). Konopljino olje se v večini uporablja hladno stiskano kot solatni preliv (Merljak in Jakob, 2014).
2.2.3.4 Laneno olje
Lan je enoletna rastlina, ki spada v družino lanovke. Laneno seme vsebuje veliko fitosterolov, antioksidantov in polifenolov. Laneno olje se najpogosteje pridobiva s hladnim stiskanjem (Merljak in Jakob, 2014).
Uporaba lanenih semen je zagotovo del uravnotežene in zdrave prehrane (El-Beltagi in sod., 2007). Vsebujejo od 36 do 40 % maščob, od tega je največ VNMK, ki pa so bistvenega pomena za človeško prehrano (Simopoulos, 2002; Wang in sod., 2007). Vsebuje tudi veliko prehranske vlaknine (okoli 35 %) in beljakovin (20 do 30 %). Poleg tega, laneno olje vsebuje še veliko vitaminov in mineralov, kot so vitamini A, B1, B6, B9 in E, cink, magnezij, jod, fluor, železo, kalcij, kalij (Merljak in Jakob, 2014).
V primerjavi z drugimi rastlinskimi olji ima laneno olje največ α-linolenske kisline. Vendar prav zaradi nje je bolj podvrženo oksidaciji in kvaru (Rudnik in sod., 2001). Prav zato se ga ne sme segrevati, saj se zelo hitro pokvari (Merljak in Jakob, 2014).
Hladno stiskano laneno olje je rumene barve, prijetnega vonja in okusa ter rahlo grenkega pookusa. Vsebuje veliko n-3 MK, ki imajo mnogo pozitivnih učinkov za zdravje (Merljak in Jakob, 2014).
2.2.3.5 Sezamovo olje
Sezam spada v družino sezamovk, katera je razširjena predvsem po Aziji, Afriki in Južni Ameriki. Sezamovo seme je ovalne oblike in tehta približno od 2 do 3,5 mg, dolg pa je od 2 do 3 mm. So bogata z oljem, minerali in vlakninami (Moazzami in Kamal-Eldin, 2009).
Sezamova semena vsebujejo od 44 do 57 % maščob, 18 do 25 % beljakovin in 13 do 14 % ogljikovih hidratov (Borchani in sod., 2010).
Sezamovo olje je v primerjavi z drugimi olji manj podvrženo oksidacijskim spremembam in kvaru. Sezamol in γ-tokoferol sta glavna antioksidanta v olju, kar ščiti olje pred kvarom (Moazzami in Kamal-Eldin, 2009). Muhammad in sod. (2020) navajajo, da je vsebnost γ- tokoferola 0,4-0,6 mg na 100 g sezamovega olja. Po stiskanju olja dobimo preostali del, ki se imenuje pogača. Le ta vsebuje od 45 do 50 % beljakovin, veliko antioksidantov in se v večini uporablja za krmo živali (Moazzami in Kamal-Eldin, 2009).
Sezamovo olje pridobivajo na več načinov, in sicer s hladnim stiskanjem (ne-prepražena semena ali pa predhodno popražijo semena) ter predhodno pražena semena stiskajo pri višjih temperaturah. Hladno stiskano olje je bolj svetlo rumene barve, medtem ko je olje praženih semen veliko temnejše barve (Merljak in Jakob, 2014).
Sezamovo olje se uporablja kot preliv za solate in prav tako za toplotno obdelavo (cvrtje, pečenje, dušenje). Zanimivo dejstvo je tudi, da ima hladno stiskano sezamovo olje dobro obstojnost med toplotno obdelavo (tudi med cvrtjem), saj se ohranijo pomembni antioksidanti (Merljak in Jakob, 2014).
2.2.4 Točka dimljenja
Točka dimljenja je temperatura, pri kateri maščoba ali olje razpadeta na glicerol in proste MK, kar se pokaže kot vidno dimljenje ter nezaželen vonj in okus. V nekaterih primerih točka dimljenja omejuje uporabnost olj ali maščob pri toplotni obdelavi. Načeloma velja, da več kot je prostih MK v olju, nižja je točka dimljenja (Marcus, 2013).
Rafinirana olja so primerna za toplotno obdelavo do okoli 280 °C ali celo več. Nerafinirana olja pa naj bi se uporabljala do temperature 105 °C. Ponovna uporaba olja pri večkratnem zaporednem cvrtju lahko zniža točko dimljenja (Marcus, 2013).
Olja z visokimi točkami dimljenja so najboljša za cvrtje in peko, medtem ko so olja z nižjimi točkami dimljenja bolj primerna za prelive ali solate. Zanimivo je tudi, da se točke dimljenja razlikujejo glede na način pridobivanja olja in shranjevanje (SkillsYouNeed, 2013).
Marcus (2013) navaja točke dimljenja različnih rastlinskih olj (preglednica 2).
Preglednica 2: Točke dimljenja različnih oljih (Marcus, 2013) Vrsta olja Točka dimljenja (°C) sončnično olje (rafinirano) 232
sončnično olje (nerafinirano) 160 repično olje (rafinirano) 240 repično olje (nerafinirano) 190-220 ekstra deviško oljčno olje 200
laneno olje 107
konopljino olje 165
kokosovo olje 177
sezamovo olje 177
sojino olje (nerafinirano) 160
2.2.5 Senzorično ocenjevanje olj
Kakovost olj ovrednotimo ne samo s kemijskimi analizami določenih parametrov, ampak je za realno ovrednotenje kakovosti pomembna tudi senzorična analiza olj. Senzorična analiza je vrednotenje lastnosti živil s čutili. Senzorične lastnosti olj opisujemo z različnimi izrazi, katere imenujemo opisniki. Za take vrste analiz morajo biti ocenjevalci primerno občutljivi na določene zaznave in šolani (ISO 8586, 2012). Poleg tega je potrebno zagotoviti primeren prostor za izvajanje senzoričnih analiz. Senzorično ocenjevanje olja poteka v ocenjevalni kabini, katere dimenzije so točno določene (ISO 8589, 2007). Predpisani so tudi prav posebni testni kozarci in temperatura vzorcev za ocenjevanje olja. Ocenjevalec najprej olje povoha ter ovrednoti njegov vonj. Nato oceni še okus in gustatorne, taktilne ter kinestetične
zaznave. Svoje ocene poda na ocenjevalni list in jim določi ustrezno intenziteto. Vodja senzoričnih analiz zbere vse ocenjevalne liste in poda skupne rezultate analiz v obliki grafov (Plestenjak in Golob, 1999).
2.3 CVRTJE
Cvrtje je eden najstarejših, najhitrejših in najpreprostejših načinov toplotne obdelave hrane.
Verjetno so ga izumili že stari Kitajci, vendar je postal tako priljubljen način priprave hrane, da se uporablja po celem svetu v restavracijah, gospodinjstvih in industrijskih obratih. Tako priljubljenost povezujejo s hitrostjo priprave ter s pridobivanjem atraktivnih senzoričnih lastnosti cvrtih živil. Cvrtje je priljubljeno pri večini vrst hrane, to so na primer meso, ribe, zelenjava in krompir (Rossell, 2001). Cvrtje je postopek toplotne obdelave živil v oljih ali trdih maščobah (mast). Olje mora prevajati toploto med grelnim telesom ter živili. Prenos toplote je odvisen od fizikalno-kemijskih lastnosti olja in živila. Ko živilo potopimo v vroče olje, se živilo segreje (okoli 100 °C), zato začne iz njega izhlapevati voda, vanj pa začne prodirati olje. Vendar v živilu še vedno ostane celično vezana voda, zato je živilo po cvrtju še vedno mehko (Merljak in Jakob, 2014).
2.3.1 Primernost olj za cvrtje
Med cvrtjem potekajo različne reakcije, kot je na primer oksidacija, ki spada med najbolj nezaželene kemijske spremembe olja. Če upoštevamo določena merila pri oljih za cvrtje, lahko ublažimo škodljive procese za naše zdravje (Merljak in Jakob, 2014).
Lastnosti, zaradi katerih so olja primerna za cvrtje:
- olja morajo imeti nevtralno aromo, še posebej rafinirana olja ne smejo imeti tujih arom že po prvem zaporednem cvrtju,
- olja morajo biti stabilna pri dolgotrajni toplotni obdelavi, da ne pride do nezaželenih kemijskih reakcij,
- nizka sposobnost prodiranja v živilo, - imajo visoko točko dimljenja, - med toplotno obdelavo se ne penijo,
- imajo nizko peroksidno število in malo prostih MK, - olja morajo biti čista in brez tujih primesi,
- olja mora imeti visok delež NMK,
- olja morajo imeti nižji delež VNMK (do 15 %) ter zelo majhno vsebnost linolenske kisline (do 1 %),
- ne vsebujejo TMK,
- vsebujejo manj naravnih antioksidantov in tokoferolov ali pa jih sploh ne vsebujejo (Merljak in Jakob, 2014).
2.3.2 Termostabilnost olj
Med cvrtjem je olje stalno izpostavljeno zraku, svetlobi, vodi iz živila in višjim temperaturam. V takih pogojih prihaja do pospešene razgradnje olja. Kakovost olja v katerem cvremo je zelo pomembna, saj olje postane del živila (absorpcija olja v živilo med cvrtjem). Idealno olje za cvrtje dobro prenaša visoke temperature in ni podvrženo neželenim spremembam med cvrtjem. Hkrati pa mora biti cenovno ugodno, dostopno, enostavno za uporabo in ima primerno maščobnokislinsko sestavo (Kochhar, 2016).
Termostabilnost olj je odvisna od kemijske strukture. Olja z veliko vsebnostjo nenasičenih MK so manj stabilna kot olja z veliko vsebnostjo NMK (Garcia in sod., 2007).
2.3.3 Nezaželene spremembe olja
Izraz žarkost se uporablja za opis dveh različnih procesov, in sicer za hidrolitično ter oksidativno žarkost (Gibson, 2018). V preglednici 3 so predstavljene vrste kvara med toplotno obdelavo olja ter povzročitelji kvara (Merljak in Jakob, 2014).
Preglednica 3: Vrste kvara med toplotno obdelavo Vrsta kvara Povzročitelj kvara hidrolitično voda (vlaga) oksidativno kisik (zrak)
termično višje temperature
2.3.3.1 Hidrolitična žarkost
Med cvrtjem iz živila izhajajo mehurčki vodne pare. Voda, para in kisik sprožijo kemijske reakcije v olju in živilu. Voda povzroči hidrolizo estrskih vezi v triacilglicerolih, nastanejo mono- in diacilgliceroli, glicerol in proste MK. Vsebnost prostih MK narašča s številom zaporednih cvrtij (Chung in sod., 2004). Olja, ki vsebujejo več nenasičenih MK, imajo večje tveganje za nastanek hidrolitične žarkosti. Olja z NMK in dolgimi ogljikovimi verigami so bolj obstojna in manj podvržena kvaru (Choe in Min, 2007). Na hitrejši pojav hidrolize vpliva tudi večja količina vode v živilu, katerega cvremo (Dana in sod., 2003). Večji kot je stik med oljem in vodno fazo, hitreje poteka hidroliza (Houhoula in sod., 2003).
Proste MK povzročijo neprijeten okus in naredijo olje manj sprejemljivo za cvrtje. Mono- in diacilgliceroli, glicerol in proste MK pospešijo nadaljnje reakcije hidrolize olja (Frega in sod., 1999). Stevenson in sod. (1984) so predlagali, da je največja vsebnost prostih MK v olju za cvrtje od 0,05 % do 0,08 %.
2.3.3.2 Oksidativna žarkost
Oksidativna žarkost olj ali maščob se nanaša na nezaželene vonje in okuse, ki se razvijejo ob izpostavljenosti olj/maščob kisiku v zraku (Gibson, 2018). Kisik med cvrtjem reagira z oljem (Peers in Swoboda, 1982; Cuesta in sod., 1993; Houhoula in sod., 2003). VNMK v živilih reagirajo s kisikom iz zraka in tvorijo perokside. Peroksidi se nato razgradijo v ketone ter aldehide. Posledično zaznamo žarek vonj in okus. Oksidacija nenasičenih MK je hitrejša pri višjih temperaturah (Gibson, 2018). Reakcije toplotne oksidacije vključujejo reakcije iniciacije, propagacije in terminacije (Choe in Min, 2007). Hitrost oksidacije je večja, če je več nenasičenih MK (Merljak in Jakob, 2014).
Da bi zmanjšali tveganje za oksidacijo, v industriji uporabljajo rafinirana olja z dodanimi antioksidanti. Antioksidanti podaljšajo rok uporabnosti olj. Najpomembnejši antioksidant v rastlinskih oljih je zagotovo vitamin E oz. tokoferol (Merljak in Jakob, 2014).
2.3.4 Akrilamid
Akrilamid nastane kot stranski produkt aminokisline asparagina in reducirajočega sladkorja (glukoza, fruktoza) pri Maillardovi reakciji. Akrilamid začne nastajati ob višjih temperaturah (pod 120 °C še ne nastaja). V surovih in toplotno neobdelanih živilih akrilamid ne nastaja.
Nastane kot posledica obdelave živil pri visokih temperaturah in je zdravju škodljiv (NIJZ, 2015).
V pečenih, ocvrtih ali praženih živilih rastlinskega izvora z veliko vsebnostjo ogljikovih hidratov se nahaja največ akrilamida. Ta živila so pečen ali pražen krompir, čips, pomfrit, izdelki iz žit (toast, keksi, krekerji, kruh), industrijsko predelana hrana (krispi, koruzni kosmiči), kava… Drugi viri akrilamida pa so tudi kajenje, kozmetika in embalaža za živila (NIJZ, 2015).
Akrilamid je zdravju škodljiv in poveča tveganje za razvoj rakavih obolenj pri vseh starostnih skupinah. Zato je zelo pomembno, da se akrilamidu izogibamo, kolikor je to mogoče. Iz eksperimentalnih študij je bilo ugotovljeno, da je akrilamid genotoksičen, nevrotoksičen in ima škodljive učinke pri reprodukciji (EFSA, 2015).
Akrilamidu se lahko izognemo tako, da se izogibamo ocvrti hrani, uživamo raznoliko in uravnoteženo prehrano, uživamo veliko surove zelenjave in sadja ter kuhano hrano, zmanjšamo uživanje industrijsko predelane hrane, pri pečenju dodajamo vodo, kar zmanjša nastanek akrilamida. Obstajajo tudi različni postopki, pri katerih naj bi nastajalo manj akrilamida. Kot primer takega postopka je shranjevanje krompirja pri temperaturah, ki niso nižje od 8 °C, saj se tvori manj sladkorjev (NIJZ, 2015).
2.3.4.1 Prednosti in slabosti cvrtja
Z vidika senzoričnih lastnosti lahko cvrtje obogati živilo, kar je na nek način prednost tega postopka. Vendar potrebujemo ustrezno olje in moramo znati pravilno cvreti. Le ob izbiri pravega olja za cvrtje, se bo razvila želena tekstura, aroma, barva, vonj in okus (Merljak in Jakob, 2014).
Slaba stran cvrtja je, da olje lahko relativno hitro oksidira (od nepravilnem skladiščenju) in s tem lahko škoduje našemu zdravju (npr. diareja), predvsem pa poslabša senzorično kakovost olja in ocvrtega živila. Negativne učinke lahko preprečimo tako, da ob ocvrti hrani uživamo živila, ki vsebujejo glutation (Merljak in Jakob, 2014). Slabost cvrtja je tudi visoka energijska vrednost živil, saj se maščoba tekom cvrtja absorbira v živilo. V ta namen se razvijajo nove tehnologije cvrtja (Zhang in sod., 2020).
2.3.5 Nove tehnologije cvrtja
Maščoba se tekom cvrtja absorbira v živilo, lahko tudi do 50 %. V zadnjem času razvijajo nove tehnologije, za zmanjšanje absorpcije maščobe v živilo pri cvrtju (Zhang in sod., 2020).
Nove alternative, ki jih že poznamo, so:
- obdelave živil pred postopkom cvrtja za zmanjšanje absorpcije maščobe v živila med cvrtjem so naslednje: sušenje, blanširanje, zamrzovanje, užitni filmi in premazi, obdelava z visokimi tlaki in ultrazvokom;
- tehnologije med samim postopkom cvrtja so: cvrtje s pomočjo mikrovalov, vakuuma, ultrazvoka, visokih tlakov in električnega polja;
- po postopku cvrtja: uporaba absorbentov, hitro hlajenje, tresenje (Zhang in sod., 2020).
3 MATERIAL IN METODE
3.1 NAČRT POSKUSA
Namen magistrske naloge je bil ovrednotiti kakovost, primernost in povišanje stopnje oksidacije različnih olj in govejih mesnih kroglic po treh zaporednih cvrtjih. Mesne kroglice so bile ocvrte v petih različnih oljih, in sicer v rafiniranem sončničnem olju in različnih hladno stiskanih oljih (arašidovo, laneno, konopljino in sezamovo). Cvrtje je potekalo pri 160 °C v čaši z dodanim magnetnim mešalom na grelni plošči s termometrom (modelni sistem cvrtja).
Analize, ki smo jih uporabili pri eksperimentalnem delu, so bile naslednje:
− določitev točke dimljenja za hladno stiskana olja,
− merjenje sestave hranilnih snovi v svežih govejih mesnih kroglicah,
− izračun izgube mase mesnih kroglic po vsakem cvrtju,
− določitev maščobnokislinske sestave vseh olj in govejih mesnih kroglic, svežih in po vsakem cvrtju,
− določitev števila tiobarbiturne kisline (TBK) vseh olj in govejih mesnih kroglic, svežih in po vsakem cvrtju,
− senzorična analiza olj, svežih in po vsakem cvrtju.
Najprej smo iz govejega mesa (stegno) odstranili vezivno tkivo, ga narezali na manjše kose in zmleli v mlinčku. Oblikovali smo 10 gramske mesne kroglice. Za vsako olje smo postopek zaporednega cvrtja petkrat ponovili. Pred cvrtjem smo odvzeli vzorce vseh v eksperimentu uporabljenih olj za analizo maščobnokislinske sestave, določitev števila TBK in senzorično analizo (začetek, 0.). V čašo smo zatehtali 60 g olja ter dodali magnetno mešalo in termometer. Ko je temperatura olja dosegla 160 °C, smo v olje potopili mesno kroglico. Po točno treh minutah cvrtja, smo s pinceto odstranili mesno kroglico in počakali, da se je olje ohladilo na sobno temperaturo, in vzorčili olje (skupaj 7 ml) in mesno kroglico (1. cvrtje) za analize (maščobnokislinska sestava, TBK in senzorična analiza). Naslednje cvrtje (2. in 3.
cvrtje) smo ponovili, ko se je grelna plošča ohladila na sobno temperaturo. Opisani postopek večkratnega cvrtja smo izvedli z vsemi olji.
Vzorce olj (sveže in po vsakem cvrtju) smo še senzorično ocenili. Rezultate kemijskih in senzoričnih analiz smo statistično obdelani z ustreznimi metodami.
Na sliki 2 je podrobneje predstavljena shema eksperimentalnega dela. Še pred začetkom eksperimentalnega dela, smo opravili določitev točk dimljenja za vsa hladno stiskana olja.
Najnižja točka dimljenja je bila pri sezamovem olju (164 °C), zato smo se odločili, da cvrtje izvajamo pri temperaturi 160 °C.
Slika 2: Shema eksperimentalnega dela
3.2 MATERIAL 3.2.1 Olja za cvrtje
Za cvrtje smo uporabili 5 različnih vrst rastlinskih olj:
- 100 % jedilno rafinirano sončnično olje Cekin. Proizvajalec: Tovarna olja Gea d.o.o., Trg svobode 3, Slovenska Bistrica, Slovenija. Neto količina: 1 liter.
- Jedilno nerafinirano in nefiltrirano arašidovo olje, pridelano iz arašidovih jedrc iz ekološke pridelave. Prodajno ime: Hladno stiskano eko arašidovo olje. Proizvajalec:
Oljarna Pečarič, Martin Pečarič s.p., Drašiči 33, Metlika, Slovenija. Neto količina 250 ml.
- Jedilno nerafinirano in nefiltrirano laneno olje, pridelano iz rjavih lanenih semen iz ekološke pridelave. Prodajno ime: Hladno stiskano eko laneno olje. Proizvajalec:
Oljarna Pečarič, Martin Pečarič s.p., Drašiči 33, Metlika, Slovenija. Neto količina 250 ml.
- Jedilno nerafinirano in nefiltrirano konopljino olje, pridelano iz semen industrijske konoplje iz ekološke pridelave. Prodajno ime: Hladno stiskano eko konopljino olje.
Proizvajalec: Oljarna Pečarič, Martin Pečarič s.p., Drašiči 33, Metlika, Slovenija.
Neto količina 250 ml.
- Jedilno nerafinirano in nefiltrirano sezamovo olje, pridelano iz semen belega sezama iz ekološke pridelave. Prodajno ime: Hladno stiskano eko sezamovo olje.
Proizvajalec: Oljarna Pečarič, Martin Pečarič s.p., Drašiči 33, Metlika, Slovenija.
Neto količina 250 ml.
3.2.2 Živilo za cvrtje
Za cvrtje smo uporabili mlado goveje stegno, kupljeno v lokalni delikatesi. Iz govejega mesa smo odstranili vezivno tkivo, ga narezali na manjše kose in homogenizirali v mlinu (Grindomix GM 200, Retsch, Nemčija). Mleto goveje meso smo oblikovali v 10 gramske mesne kroglice.
3.2.3 Aparatura za cvrtje
Za cvrtje govejih mesnih kroglic smo uporabili grelno ploščo s termometrom (Ret control – visc, Ika, Nemčija), čašo in magnetno mešalo.
3.3 METODE
3.3.1 Merjenje sestave hranilnih snovi v govejih mesnih kroglicah
Sestavo hranilnih snovi v surovem mletem govejem mesu (iz katerega smo naredili mesne kroglice), smo določili s hitro metodo, ki temelji na uporabi bližnje infrardeče svetlobe (NIR). Homogeniziran vzorec smo prenesli na okrogel pladenj (FOSS, 60000304) in zgladili površino. Z aparatom FoodScanTM Meat Analyser (FOSS, Danska), ki je namenjen za analizo mesa in mesnih izdelkov, smo instrumentalno izmerili vsebnost beljakovin, maščob in vode.
3.3.2 Izguba mase po vsakem cvrtju
Pripravljene mesne kroglice smo na analitski tehtnici stehtali sveže oz. pred vsakim cvrtjem in po vsakem cvrtju (po eni minuti, ko smo jih ocvrli). Potem smo izračunali izgubo mase (m pred cvrtjem – m po cvrtju) in rezultate pretvorili v odstotke (%).
3.3.3 Točka dimljenja
V čašo smo zatehtali 10 g vzorca (hladno stiskanih olj) in dodali magnetno mešalo, da je segrevanje olja potekalo čim bolj enakomerno. Na plošči za segrevanje (Ret control – visc, Ika, Nemčija) smo segreli vzorce, dokler se ni pričelo dimiti. Ko se je pojavil dim, smo zapisali temperaturo oz. točko dimljenja (Kreševec, 2009).
3.3.4 Maščobnokislinska sestava olj in govejih mesnih kroglic
Maščobnokislinsko sestavo različnih olj in govejih mesnih kroglic smo določili s plinsko kromatografijo (GC) z metodo, modificirano po Parku in Goinsu (1994) ter objavljeno v Polak in sod. (2008). Pri analizi se analizira metilne estre maščobnih kislin (MEMK), ki so bolj hlapni in bolj nepolarni kot maščobne kisline. MEMK se kvantificira z dodatkom internega standarda (100 µl v vsak vzorec). V steklene epruvete s pokrovčki smo zatehtali
60 mg olja ali 400 mg mesne kroglice. Pri postopku priprave MEMK smo v eni fazi izvedli ekstrakcijo in transesterifikacijo (in situ transesterifikacija). Analizo za posamezen vzorec olja ali mesnih kroglic smo vedno izvedli v dveh paralelkah.
3.3.5 Število TBK olj in govejih mesnih kroglic
Število TBK različnih olj in govejih mesnih kroglic smo določili z modificirano metodo, ki jo opisujejo Witte in sod. (1970). Postopek je natančno opisan v članku Penko in sod. (2015).
V steklene epruvete s pokrovčki smo zatehtali 0,1 g olja ali 0,3 g mesne kroglice. S spektrofotometrom (Shimadzu, UV-160 A) smo izmerili absorbanco spojin, ki so nastale s tiobarbiturno kislino, pri valovni dolžini 532 nm in izračunali število TBK. Rezultati so podani kot mg MDA na 1 kg vzorca olja ali vzorca mesa (govejih mesnih kroglic). Vse vzorce smo analizirali v dveh paralelkah.
3.3.6 Senzorična analiza olj
Senzorična analiza olj (pred in po vsakem cvrtju) je bila izvedena s kvantitativno deskriptivno analizo posameznih senzoričnih lastnosti olj (vonj, barva in bistrost). Komisija je imela za svoje delo definirane, natančno predpisane, kontrolirane in ponovljive pogoje delovanja. To zajema ureditev prostora, vzorce, pribor in organizacijo ocenjevanja (Golob in sod., 2006a).
Senzorično ocenjevanje je v senzoričnem laboratoriju opravil štiričlanski panel, ki je bil sestavljen iz osebja Katedre za tehnologijo mesa in vrednotenje živil na Oddelku za živilstvo Biotehniške fakultete ter študentke 2. letnika študija Živilstvo (MSc).
Senzorično ocenjevanje je bilo izvedeno s testom točkovanja lastnosti iz skupine deskriptivnih testov in z nestrukturirano točkovno lestvico (od 1 do 7 točk).
Panel je ocenjeval senzorične lastnosti svežih olj (pred cvrtjem) in po 1., 2., ter 3. cvrtju (rafinirano sončnično in hladno stiskano arašidovo, laneno, konopljino ter sezamovo olje) opisane v nadaljevanju.
− Vonj (1-7):
− vrednost 7: odličen in značilen za določeno vrsto olja,
− vrednost 1: neprijeten in neznačilen vonj za določeno vrsto olja.
− Barva (1-7):
− vrednost 7: svetlo rumena, barva svežega sončničnega olja,
− vrednost 1: neznačilna barva za sveže sončnično olje.
− Bistrost (1-7):
− vrednost 7: olje je popolnoma bistro,
− vrednost 1: olje je motno.
3.3.7 Statistična obdelava podatkov
V poskusu smo zbrane podatke pripravili in uredili s programom EXCEL XP. S postopkom UNIVARIATE smo podatke testirali na normalnost porazdelitve (SAS Software, 1990).
Rezultati poskusa so bili analizirani po metodi najmanjših kvadratov s postopkom GLM (General Linear Model). Za določitev značilnosti vpliva vrste olja in zaporednega cvrtja na parametre stopnje oksidacije in maščobnokislinske sestave mesnih kroglic in olj za cvrtje, izgube mase mesnih kroglic ter senzorične lastnosti olj za cvrtje smo uporabili statistični model 1, v katerega smo vključili fiksna vpliva vrste olja, uporabljenega za cvrtje, in zaporednega cvrtja:
yijk = μ + Vi + Cj + eijk (model 1)
kjer je yijk izmerjena vrednost parametra, povprečna vrednost parametra za posamezno vrsto olja, Vi vpliv vrste olja (i = A – arašidovo olje, K – konopljino olje, L – laneno olje, SM – sezamovo olje, SO – sončnično olje), Cj vpliv zaporednega cvrtja (j = 0 (brez) – pred cvrtjem, 1 – 1. cvrtje, 2 – 2. cvrtje, 3 = 3. cvrtje), eijk ostanek.
Interakcija V× C (vrsta olja × zaporedno cvrtje) je bila izločena iz modela, ker ni bila značilna. Povprečne vrednosti za eksperimentalne skupine so bile izračunane z Duncanovim testom in primerjane pri 5 % tveganju. Pearsonovi korelacijski koeficienti med parametri olj in medaljonov so izračunani s postopkom CORR (SAS Software, 1990).
4 REZULTATI
4.1 RAZLIČNA OLJA 4.1.1 Točka dimljenja
Točke dimljenja hladno stiskanih olj so različne glede na vrsto olj. Najnižjo točko dimljenja je imelo sezamovo olje (164 °C), nato konopljino (171 °C) in laneno olje (175 °C). Najvišjo točko dimljenja pa smo izmerili pri arašidovem olju, in sicer 184 °C. Rezultat sovpada z dejstvom, da arašidovo olje vsebuje največ nasičenih maščobnih kislin (17,99 % (m/m)) v primerjavi z ostalimi analiziranimi olji. Nasičene maščobne kisline vsebujejo samo enojne vezi in so zato težje termično razgradljive (O'Brien, 2009).
4.1.2 Stopnja oksidacije različnih olj po zaporednih cvrtjih
Iz preglednice 4 je razvidno, da vrsta olja značilno (p 0,001) vpliva na število tiobarbiturne kisline (TBK). Cvrtje v arašidovem, sezamovem in sončničnem olju statistično značilno (p
0,001) vpliva na število TBK teh olj, pri konopljinem in lanenem olju tega vpliva nismo ugotovili.
Primerno število TBK je do 0,70 mg MDA/kg vzorca (MDA = malondialdehid), število TBK nad 1 mg MDA/kg vzorca napoveduje senzorično zaznavno žarkost. Primerno število TBK so imela naslednja olja pred cvrtjem: sezamovo (0,015 mg MDA/kg vzorca), sončnično (0,095 mg MDA/kg vzorca) in arašidovo olje (0,122 mg MDA/kg vzorca). Mejo 0,70 mg MDA/kg vzorca je presegalo laneno olje (0,822 mg MDA/kg vzorca), mejo senzorične zaznave žarkosti (1 mg MDA/kg vzorca) pa konopljino olje (1,686 mg MDA/kg vzorca).
Vse razlike med števili TBK različnih olj so bile značilne (p 0,05). Po prvem cvrtju in najvišje število TBK še vedno konopljino olje (2,051 mg MDA/kg vzorca), sledi laneno olje s številom TBK pod 0,7 mg MDA/kg vzorca (0,682 mg MDA/kg vzorca), arašidovo, sezamovo in sončnično olje pa imajo podobno število TBK (od 0,043-0,150 mg MDA/kg vzorca; neznačilne razlike med olji). Po drugem cvrtju po številu TBK izstopa samo konopljino olje z najvišji številom 2,732 mg MDA/kg vzorca, po tretjem cvrtju ima poleg konopljinega olja (3,091 mg MDA/kg vzorca) povišano število TBK ponovno laneno olje (1,091 mg MDA/kg vzorca). Pri cvrtju mesnih kroglic v različnih oljih smo pričakovali med zaporednimi cvrtji povečanje obsega oksidacije v oljih. Kot je bilo že ugotovljeno, se število TBK v konopljinem in lanenem olju po zaporednih cvrtjih ni povečalo značilno, kljub relativno velikemu povečanju števila TBK predvsem pri konopljinem olju (za 1,8-krat). Po zaporednem cvrtju se je število TBK v arašidovem olju najprej značilno znižalo za 32 %, po tretjem cvrtju pa povišalo, vendar ne do izhodiščnega števila (9 % manj). Skoraj linearno povečanje števila TBK smo opazili pri zaporednem cvrtju sezamovega in sončničnega olja (5,5-krat oz. 2-krat).
Preglednica 4: Stopnja oksidacije različnih olj za cvrtje po zaporednih cvrtjih (n = 40)
Število
Uporabljeno olje
Vrednost parametra glede na zaporedno cvrtje
pC SEM
brez 1 2 3
TBK A 0,122Ca 0,083Cc 0,087Bc 0,111Cb *** 0,006
(mg MDA/kg vzorca) K 1,686A 2,051A 2,732A 3,091A nz 0,235
L 0,822B 0,682B 0,822B 1,091B nz 0,056
SM 0,015Ed 0,043Cc 0,063Bb 0,083Ca *** 0,010
SO 0,095Dc 0,150Cb 0,160Bb 0,194Ca *** 0,013
pV *** *** *** ***
SEM 0,673 0,814 1,096 1,215
SEM – standardna napaka ocene; A- arašidovo olje, K – konopljino olje, L – laneno olje, SM – sezamovo olje, SO – sončnično olje; pC – statistična značilnost vpliva števila cvrtij, pV – statistična značilnost vpliva vrste olja, uporabljenega za cvrtje: *** p 0,001 statistično zelo visoko značilen vpliv; ** p 0,01 statistično visoko značilen vpliv; * p 0,05 statistično značilen vpliv; nz – p > 0,05 statistično neznačilen vpliv; srednje vrednosti z različno črko (a-c) znotraj vrstice se statistično značilno razlikujejo (p < 0,05; značilnost razlik med ponovitvami cvrtja); srednje vrednosti z različno črko (A-C) znotraj stolpca se statistično značilno razlikujejo (p
< 0,05; značilnost razlik v parametrih glede na vrsto uporabljenega olja pri cvrtju). Navedene okrajšave in simboli veljajo tudi v vseh naslednjih preglednicah.
4.1.3 Senzorične lastnosti različnih olj za cvrtje
Rezultati senzorične analize različnih olj pred in po zaporednih cvrtjih so podrobno predstavljeni v preglednici 5. Pri lastnostih, kjer pride do statistično značilnih razlik, zaporedno cvrtje povzroči poslabšanje senzoričnih lastnosti olj. Zaporedno cvrtje je v večini značilno vplivalo (p 0,001) na senzorične lastnosti olj (vonj, barva, bistrost) po cvrtju mesnih kroglic, razen pri barvi konopljinega olja. Konopljino olje je že v osnovi precej temno zelene barve in se zaradi temnejših odtenkov panel ni zaznal izrazite razlike barve tekom zaporednega cvrtja. To olje je prejelo najnižje vrednosti za barvo, saj je barva konopljinega olja najmanj primerljiva z barvo sončničnega olja (kontrola). Najvišje vrednosti za barvo je poleg sončničnega olja prejelo sezamovo olje. Prav sezamovo olje je med zaporednimi cvrtji ostalo najbolj bistro tako kot sončnično in konopljino olje. Rezultati senzorične analize nakazujejo, da se je vonj tekom cvrtja pri vseh uporabljenih oljih poslabšal. Panel je tekom zaporednih cvrtij vse bolj zaznaval vonj po cvrtju in sicer najbolj izrazito pri sončničnem olju, saj je to pri tretjem cvrtju prejelo najnižjo vrednost (3,8).
Predvidevamo, da zato, ker je sončnično olje v osnovi najbolj nevtralnega vonja. Pri ostalih svežih hladno stiskanih oljih se lahko zazna vonj iz česa je olje pridelano (npr. arašidi pri arašidovem olju). Po pričakovanjih so bile med različnimi olji statistično značilne razlike v vonju, barvi in bistrosti, saj se po teh karakteristikah olja precej razlikujejo. Na tem mestu je potrebno poudariti, da so bili pred cvrtjem vsi vzorci olj popolnoma bistri in so imeli vonj značilen za svojo vrsto olja, brez vonja po cvrtju.
