Χηµεία και Ανάλυση Τροφίµων

Transcript

1 Φασµατοσκοπία NMR Χηµειοµετρία Χηµεία και Ανάλυση Τροφίµων Ποιοτικός έλεγχος ελαιόλαδου (σύνθεση, ηλικία) Γεωγραφική και βοτανική ταξινόµηση Ελαιοκοµική περίοδος Φυτικά έλαια, ελαιόλαδα κατώτερης ποιότητας Ανίχνευσηνοθείαςελαιόλαδου (φυτικάέλαια, ελαιόλαδα κατώτερης ποιότητας) Γλυκεριδική σύσταση γάλακτος

2 Χρωµατογραφικές τεχνικές προσδιορισµού λιπιδίων GC HPLC HPEC (χρωµατογραφία α οκλεισµού µεγέθους) Μέθοδοι ευαίσθητες σε χαµηλά όρια συγκέντρωσης αλλά χρονοβόρες εν καταστρέφει το δείγµα Φασµατοσκο ία NMR Άµεση και γρήγορη ληροφορία (15-20 min) Ποσοτική µέθοδος εν α αιτεί βαθµονόµηση µε ρότυ ες ουσίες

3 O R-OH + P HCl + R O I Φάσµα 31 Ρ NMRτουελαιόλαδου Γλυκεριδική σύσταση O P II O O Ελεύθερες στερόλες Ελεύθερα λιπαρά οξέα CH CH 2 OCOR CH 2 OCOR CH 2 OH CHOCOR CH 2 OH CHOH CH 2 OCOR 1,3-DG CH 2 OCOR CHOCOR 2- MG CHOH CH 2 OH CH 2 OH 1,2- DG 1- MG 1- MG (ppm) A. Spyros, P. Dais, J. Agric. Food. Chem., 48, 802 (2000)

4 Φάσµα 1 H NMRτουελαιόλαδου Λιπιδική σύσταση Κορυφή δ (ppm) Πρωτόνιο Χηµική ένωση CHCl 3 Χλωροφόρµιο (διαλύτης) CH=CH Ολα τα ακόρεστα οξέα CH-OCOR Γλυκερόλη (τριάκυλογλυκερόλη) CH 2 -OCOR Γλυκερόλη (τριάκυλογλυκερόλη) 5 (Α) 2.75 CH=CH-CH 2 -CH=CH Λινελαϊκό και λινολενικό οξύ 6 (Β) 2.29 CH 2 -COOH Ολα τα ακύλια 7 (Γ) 2.00 CH 2 -CH=CH Ολα τα ακόρεστα λιπαρά οξέα 8 ( ) 1.60 CH 2 -CH 2 COOH Ολα τα ακύλια (CH 2 ) n Ολα τα ακύλια 10 (Ε) 0.96 CH=CH-CH 2 -CH 3 Λινολενικό οξύ 11 (Ζ) 0.86 CH 2 CH 2 CH 2 -CH 3 Ολα τα οξέα εκτός του λινολενικού (ppm) P. Fronimaki, A. Spyros, S. Christoforidou, P. Dais, J. Agric. Food. Chem., 50, 2207 (2002)

5 Φάσµα 1 H NMRτουελαιόλαδου Λιπιδική σύσταση COOH Παλµιτικό οξύ COOH COOH COOH 1 COOH Στεαρικό οξύ Eλαϊκό οξύ Λινελαϊκό οξύ Λινολενικό οξύ Περιεκτικότητα σε: κορεσµένα µονοακόρεστα διακόρεστα πολυακόρεστα λιπαρά οξέα συνολικές στερόλες Αριθµός Ιωδίου H 2 C HC H 2 C O O O O O O Τριπαλµιτίνη

6 Χηµειοµετρία 1,2-DGs, 1,3-DGs, 1-MGs, 2-MGs, H, DGs, Ste, Hste, LN, LO, OL, SAT, IV x ~100 διαφορετικά δείγµατα ελαίων >1500 πειραµατικέςµετρήσεις Χηµειοµετρία Εφαρµογή µαθηµατικών και στατιστικών µεθόδων σε χηµικά δεδοµένα

7 Γεωγραφική και Βοτανική Ταξινόµηση Ελληνικών Παρθένων Ελαιολάδων Σητεία (14) Κολυµπάρι (10) Πεζά (15) Ηράκλειο (10) Πήλιο (6) Λέσβος (8) Ηλεία (5) Μεσσηνία (6)

8 Ανάλυση ιαχωρισµού (Discriminant Analysis) Κατάστρωση συναρτήσεων διάκρισης(r i ) Γραµµικός συνδυασµός ανεξάρτητων µεταβλητών(x m ) R i = c i +b i1 x 1 +b i2 x 2 + +b im x m Διάκριση οµάδων Έλεγχος εγκυρότητας µοντέλου

9 Γεωγραφική Ταξινόµηση Ελληνικών Παρθένων Ελαιολάδων Root Root 1 Κρήτη Πελοπόννησος Λέσβος Πήλιο

10 Ταξινόµηση Ελληνικών Παρθένων Ελαιολάδων ως προς την Ποικιλία του Ελαιοκάρπου Root Root 1 Κορωνέικη Κολοβή Πηλίου

11 Ταξινόµηση Ελληνικών Παρθένων Ελαιολάδων κατά Ελαιοκοµική Περίοδο Root Root

12 Ταξινόµηση παρθένων ελαιολάδων Συµπεράσµατα Συνδυασµός NMR και Χηµειοµετρίας Γεωγραφική Ταξινόµηση Ικανοποιητική Διάκριση Τεσσάρων Περιοχών Βοτανική Ταξινόµηση Πολύ Καλή Διάκριση για Τρεις Ποικιλίες Ελαιοκάρπου Πιστοποίηση Αυθεντικότητας Επίδραση της Ελαιοκοµικής Περιόδου Ποιοτικά χαρακτηριστικά περιοχής -ποικιλίας Κλιµατολογικές συνθήκες, ελαιοκοµική πρακτική, ασθένειες της ελιάς

13 Ταξινόµηση φυτικών ελαίων Ανίχνευση νοθείας του εξαιρετικού παρθένου ελαιόλαδου Παρθένα ελαιόλαδα (56) Φουντουκέλαια (21) Αραβοσιτέλαια (16) Σογιέλαια (14) Καρυδέλαια (14) Σησαµέλαια (13) Ηλιέλαια (12) Αµυγδαλέλαια (10) Έλαια ζαφοράς (10) Ινδικά καρυέλαια (10) Φοινικέλαια (7) Αραχιδέλαια (9) Κραµβέλαια (5)

14 Λόγος D Γλυκεριδική σύσταση φυτικών ελαίων 1,2-DGs 1,3-DGs DGs D= 1,2 DGs/DGs

15 Λιπιδική σύσταση εδώδιµων ελαίων Λινολενικό οξύ Λινελαϊκό οξύ Ελαϊκό οξύ Κορεσµένα οξέα Ινδικό Καρυέλαιο Φοινικέλαιο Έλαιο Ζαφοράς Αµυγδαλέλαιο Ηλιέλαιο Κραµβέλαιο Καρυδέλαιο Αραχιδέλαιο Σησαµέλαιο Αραβοσιτέλαιο Φουντουκέλαιο Σογιέλαιο Παρθένο Ελαιόλαδο

16 Ανάλυση ιαχωρισµού 13 κατηγορίες φυτικών ελαίων Root virgin olive soybean hazelnut corn sesame groundnut sunflower almond safflower palm coconut walnut rapeseed Root 1

17 Ανίχνευση νοθείας του εξαιρετικού παρθένου ελαιολάδου µε φυτικά έλαια virgin olive hazelnut sunflower soybean corn mhazelnut msun msoybean mcorn Root Root 1 G. Vigli, A. Filippidis, A. Spyros, P. Dais, J.Agric. Food. Chem., 51, 5715 (2003)

18 Ταξινόµηση ελαιολάδων κατώτερης ποιότητας Ανίχνευση νοθείας του εξαιρετικού παρθένου ελαιόλαδου Παρθένα Ελαιόλαδα κατάλληλα για κατανάλωση Παρθένα ελαιόλαδα ακατάλληλα για κατανάλωση έξτρα παρθένο οξύτητα <1% παρθένο οξύτητα <2% κοινό παρθένο οξύτητα <3% λαµπάντε οξύτητα >3% 32 ραφιναρισµένα αγνό παρθένο 15 Πυρηνέλαια ακατέργαστο εξευγενισµένο µίγµα ραφιναρισµένο µε παρθένο ελαιολάδο ραφιναρισµένο

19 Ανάλυση Συστάδων (Cluster Analysis) Διαµόρφωση οµάδων µε κοινά χαρακτηριστικά Ταξινόµηση οµογενών οµάδων ή οµάδων µε την ίδια ταυτότητα κατά συστάδες Συνδυασµός δειγµάτων µε µεγάλη οµοιότητα δενδροδιάγραµµα

20 Ανάλυση συστάδων: ελαιόλαδα κατώτερης ποιότητας ραφιναρισµένα παρθένα λαµπάντε πυρηνέλαια Linkage Distance V32 V28 V26 V34 V27 V31 V29 V25 V24 V23 V22 V15 V8 V30 V19 V10 V5 V33 V9 V7 V13 V2 V21 V20 V18 V17 V16 V3 V14 V12 V11 V6 V4 V1 R9 R7 R6 R12 R5 R10 R3 R8 R2 R4 R1 R11 R13 L8 L7 P5 P15 L14 L13 P1 L10 L9 L11 L6 P12 P11 P10 L4 P8 P9 P6 P2 P4 P3 P7 L5 L3 L12 L2 P14 P13 L1 G. Fragkaki, A. Spyros, P. Dais, J.Agric. Food. Chem., submitted

21 Ανίχνευση νοθείας του εξαιρετικού παρθένου ελαιολάδου µε κατώτερα ελαιόλαδα λαµπάντε πυρηνέλαια 4 2 παρθένα 5% 1% Root % -6-8 ραφιναρισµένα Root 1 LOO ROO OPO EVOO EVOO-ROO EVOO-OPO CPOO EVOO-LOO G. Fragkaki, A. Spyros, P. Dais, J.Agric. Food. Chem., submitted

22 Προσδιορισµός της γλυκεριδικής σύστασης και των ελεύθερων στερολών στο γάλα Συστατικά Μέσος όρος (% ) ιακύµανση (% ) Νερό 8 7, Λίπος 3,7 2,5-6,0 Στερεά µη λιπαρά 8,8 6,7-1 1,7 Ολικά στερεά 1 2, Πρωτεΐνες 3,2 2,6-4,9 Λακτόζη 4,9 3,5-6,0 Ιχνοστοιχεία 0,7 0,6-0,8

23 Κυριότερες διαδικασίες που υφίσταται το γάλα προκειµένου να διατεθεί στην κατανάλωση Παστερίωση Χαµηλή (63 o C, 30min) Υψηλή (72 o C, 15sec) UHT (138 o C, 2sec) Καταστροφή αθογόνων µικροβίων ιήθηση Α οµάκρυνση ξένων στοιχείων Τυ ο οίηση ως ρος το λί ος Οµογενο οίηση Σταθερή αναλογία λί ους Παρεµ όδιση της κορύφωσης του λί ους

24 Λιπιδική σύσταση του αγελαδινού γάλακτος Συστατικά Μέσος όρος (% ) ιακύµανση (% ) Τριγλυκερίδια 9 6, ιγλυκερίδια 1,1 0,3 2,2 Μονογλυκερίδια 0,0 5 0,0 2 0,0 8 Ελεύθερα λιπαρά 0,2 5 0,1 0,4 Φωσφολιπίδια 0,7 0,2 1,2 Χοληστερόλη 0,3 5 0,2 0,5 Υδρογονάνθρακες Ίχνη Ποσοστά Χοληστερόλης Σταθερά ανεξάρτητα α ό το είδος του γάλακτος. Η λι ιδική σύσταση του γάλακτος αίζει σηµαντικό ρόλο τόσο για την οιότητα (γεύση, υφή) όσο και για την διατροφική αξία των γαλακτοκοµικών ροϊόντων.

25 Χηµικές µεταβολές στο γαλακτικό λίπος κατά την αποθήκευσή του Το γαλακτικό λί ος είναι σχετικά σταθερό ως ρος την οξείδωση λόγω: υψηλής εριεκτικότητας σε κορεσµένα λι αρά οξέα ύ αρξη φυσικών αντιοξειδωτικών (τοκοφερόλες) ε εξεργασία σε υψηλές θερµοκρασίες Οξείδωση: ακόρεστα λι αρά οξέα + O 2 Καρβονυλικές ενώσεις υ εροξείδια α οσύνθεση όξινη γεύση Λι ολυτικό τάγγισµα: Λι άσες υδρόλυση των τριγλυκεριδίων α ελευθέρωση ελεύθερων λι αρών οξέων

26 είγµατα γάλακτος ΕΙ ΟΣ ΓΑΛΑΚΤΟΣ Φρέσκο αγελαδινό χαµηλής παστερίωσης Φρέσκο αγελαδινό υψηλής παστερίωσης Φρέσκο κατσικίσιο Μακράς ιαρκείας UHT Συµπυκνωµένα ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΛΤΑ ΦΑΓΕ ΚΡΙΑΡΑΣ ΦΑΓΕ ΝΟΥΝΟΥ ΒΛΑΧΑΣ ΑΡΙΘ. ΕΙΓΜΑΤΩΝ Η ροµήθεια των δειγµάτων έγινε α ό τα super market και η ανάλυση τους, αµέσως µετά την αγορά τους.

27 Αποτελέσµατα Λίπος/δείγµα 1,2-DGs 1,3-DGs Ολικά DGs D Ολικές στερόλες Αγελαδινό γάλα (Υ.Π) Αγελαδινό γάλα (Χ.Π) Κατσικίσιο γάλα Συµπυκνωµένο γάλα UHT ραστικήκατεργασία: Χαµηλό D Υψηλά DGs ιαφοροποίηση αγελαδινού-κατσικίσιου γάλακτος

28 Σύνοψη Ποιοτικός έλεγχος ελαιόλαδου (σύνθεση, ηλικία) Γεωγραφική και βοτανική ταξινόµηση Ελαιοκοµική περίοδος Φυτικά έλαια, ελαιόλαδα κατώτερης ποιότητας Ανίχνευσηνοθείαςελαιόλαδου (φυτικάέλαια, ελαιόλαδα κατώτερης ποιότητας) Ανάλυση γάλακτος Πολυφαινόλες Οξειδωτικές διαδικασίες κατά την αποθήκευση του ελαιόλαδου Καρπός ελιάς ελιές εµπορίου