Tatiana Capcanari Thesis

1

UNIVERSITATEA TEHNIC A MOLDOVEI

Cu titlu de manuscris

C.Z.U: 664.34:664.31

CAPCANARI TATIANA

TEHNOLOGII DE OBINERE A EMULSIILOR ALIMENTARE

DIN AMESTEC DE ULEIURI DE FLOAREA-SOARELUI I

SEMINE DE STRUGURI

SPECIALITATEA 05.18.01 TEHNOLOGIA PRODUSELOR

ALIMENTARE (TEHNOLOGIA PRODUSELOR ALIMENTAIEI

PUBLICE)

Tez de doctor n tehnic

Conductor tiinific: conf.univ., dr.t.tehn. Olga Deseatnicov

Consultant tiinific: prof.univ., dr. hab.t.chim. Rodica Sturza

Autor:

CHIINU, 2012

2

Capcanari Tatiana, 2012

3

CUPRINS ADNOTRI 6 LISTA ABREVIERILOR 9 INTRODUCERE 10

1. EMULSII ALIMENTARE ASPECTE TEHNOLOGICE I NUTRIIONALE

15

1.1. Caracteristica general a uleiurilor vegetale 15 1.2. Uleiuri vegetale surs de nutrimeni eseniali 18

1.2.1. Acizii grai eseniali 18 1.2.2. Micronutrimenii eseniali ai uleiurilor vegetale 20

1.3. Uleiul din semine de struguri materie prim de perspectiv pentru obinerea produselor alimentare cu destinaie funcional

21

1.4. Emulsiile alimentare caracteristic, clasificare, structur 23 1.5. Premisele teoretice ale crerii emulsiilor alimentare cu destinaie funcional 26 1.6. Stabilitatea emulsiilor alimentare 27

1.6.1.Stabilitatea fizic a emulsiilor 27 1.6.2. Stabilitatea oxidativ a emulsiilor 28

1.7. Proprietile antioxidante ale polifenolilor 28 1.8. Concluzii la capitolul 1 33 2. MATERIALE I METODE 34 2.1. Materiale 34

2.1.1. Materii prime 34 2.1.2 Materii auxiliare 34

2.2. Reactivi 34 2.3. Metode fizico-chimice pentru determinri analitice ale uleiurilor vegetale i emulsiilor alimentare

36

2.3.1. Cromatografia gazoas 36 2.3.2. Spectroscopia infrarou (IR) 36 2.3.3. Spectroscopia UV/vizibil 37

2.4. Indici de calitate ai uleiurilor vegetale i emulsiilor alimentare 37 2.4.1. Indicele de aciditate 37 2.4.2. Indicele de peroxid 38 2.4.3. Dozarea hidroperoxizilor 39 2.4.4. Dozarea dienelor / trienelor conjugate 39 2.4.5. Indicele p-anisidin 40 2.4.6. Indicele tiobarbituric (TBA) 41 2.4.7. Determinarea viscozitii dinamice a emulsiilor alimentare 41 2.4.8. Evaluarea microstructurii emulsiilor alimentare 42

2.5. Indicii de calitate ai extractelor naturale 42 2.5.1. Determinarea coninutului total de polifenoli 42 2.5.2. Determinarea activitii antioxidante cu ajutorul radicalului liber DPPH 43

4

2.6. Indicii microbiologici ai emulsiilor alimentare 44 2.7. Indici organoleptici ai uleiurilor vegetale i emulsiilor alimentare 45 2.8. Prelucrarea statistic a datelor experimentale 46

3. COMPOZIII ALIMENTARE PE BAZ DE ULEIURI VEGETALE 47 3.1. Indicii fizico-chimici de calitate ai uleiurilor vegetale investigate 47 3.2. Indicii fizico-chimici de calitate ai uleiurilor vegetale investigate n procesul pstrrii

50

3.2.1. Modificarea coninutului produilor primari ai oxidrii uleiurilor vegetale investigate n procesul pstrrii

50

3.2.2. Modificarea coninutului produilor secundari ai oxidri uleiurilor vegetale, investigate n procesul pstrrii

54

3.3. Modificarea valorii biologice a uleiurilor vegetale, investigate n procesul pstrrii

56

3.4. Analiza indicilor organoleptici ai probelor de uleiuri vegetale investigate 59 3.5. Concluzii la capitolul 3 60 4. EMULSII ALIMENTARE DE TIP MAIONEZ CU VALOAREA BIOLOGIC SPORIT

61

4.1. Elaborarea tehnologiei de obinere a emulsiilor alimentare de tip maionez cu valoare biologic sporit

61

4.2. Indici fizico-chimici de calitate ai emulsiilor alimentare de tip maionez cu valoare biologic sporit

64

4.3. Intensitatea de acumulare a produilor de oxidare n emulsii alimentare de tip maionez cu valoare biologic sporit n procesul pstrrii

66

4.4. Microstructura emulsiilor alimentare de tip maionez cu valoare biologic sporit n procesul pstrrii

69

4.5. Proprietile reologice ale emulsiilor alimentare de tip maionez cu valoare biologic sporit n procesul pstrrii

72

4.6. Indici organoleptici ai emulsiilor alimentare de tip maionez cu valoare biologic sporit

75

4.7. Concluzii la capitolul 4 76

5. PROPRIETILE ANTIOXIDANTE ALE EXTRACTELOR NATURALE DIN MATERIE VEGETAL DE ORIGINE AUTOHTON

77

5.1. Metode de uscare a materiei vegetale utilizate n extractele naturale 78 5.2. Elaborarea tehnologiei de obinere a extractelor naturale din materie vegetal autohton

80

5.3. Influena metodei i regimului de uscare asupra coninutul total de polifenoli n materia vegetal uscat

81

5.4. Activitatea antioxidant a extractelor naturale 83 5.5. Influena coninutului total de polifenoli asupra activitii antioxidante a extractelor naturale

86

5

5.6. Proprietile antimicrobiene a extractelor naturale 88 5.7. Concluzii la capitolul 5 89

6. TEHNOGII DE OBINERE A PRODUSELOR ALIMENTARE CU POTENIAL ANTIOXIDANT SPORIT

90

6.1. Tehnologii de obinere a uleiurilor vegetale cu potential antioxidant sporit 90 6.1.1. Elaborarea tehnologiei de obinere a uleiurilor vegetale cu potenial

antioxidant sporit 90

6.1.2. Indici fizico-chimici a amestecurilor de uleiuri vegetale cu potential antioxidant sporit

92

6.2. Obinerea emulsiilor alimentare de tip maionez cu potenial antioxidant sporit 94 6.2.1.Tehnologii de obinere a emulsiilor alimentare de tip maionez cu

potenial antioxidant sporit 94

6.2.2. Indici fizico-chimici ai emulsiilor alimentare de tip maionez cu potenial antioxidant sporit n procesul pstrrii

97

6.2.3 Microstructura emulsiilor alimentare de tip maionez cu potenial antioxidant sporit n procesul pstrrii

102

6.2.4. Proprietile reologice ale emulsiilori alimentare de tip maionez cu potenial antioxidant sporit n procesul pstrrii

104

6.2.5. Indici microbiologici ai emulsiilor alimentare de tip maionez cu potenial antioxidant sporit n procesul pstrrii

106

6.2.6. Indici organoleptici ai emulsiilor alimentare de tip maionez cu potenial antioxidant sporit

110

6.3. Concluzii la capitolul 6 111

CONCLUZII GENERALE I RECOMANDRI 112 BIBLIOGRAFIE 114 ANEXA 1. Brevet de invenie de scurt durat nr. 317 cu titlu Maionez 129 ANEXA 2. Act de implementare Brevetului de Invenie nr. 317 cu titlu Maionez 130 ANEXA 3. Standard de firm SF 6846156860:001-2012 pentru maionez cu valoare biologic sporit Adolescen

131

ANEXA 4. Instruciunea tehnologic privind producerea maionezei cu valoare biologic sporit Adolescen

132

ANEXA 5. Proces-verbal de apreciere a caracteristicilor senzoriale ale uleiurilor vegetale i emulsiilor alimentare cu valoare biologic sporit

133

ANEXA 6. Microstructura emulsiilor alimentare de tip maionez cu adaos de extracte naturale

140

ANEXA 7. Dinamica indicilor de p-anisidin i tiobarbituric (TBA) n uleiuri vegetale n procesul pstrrii

141

DECLARAIA PRIVIND ASUMAREA RSPUNDERII 142 CV 143

6

ADNOTARE la teza de doctor n tehnic, autor Tatiana Capcanari, Tehnologii de obinere a emulsiilor alimentare din amestec de uleiuri de floarea-soarelui i semine de struguri la specialitatea 05.18.01 - Tehnologia produselor alimentare (Tehnologia produselor alimentaiei publice), oraul Chiinu, 2012. Structura tezei: introducere, ase capitole, concluzii generale i recomandri, bibliografie cu 275 titluri, 7 anexe (113 pagini de text de baz, 43 figuri, 29 tabele). Rezultatele obinute sunt publicate n 15 lucrri tiinifice.

Scopul lucrrii const n elaborarea tehnologiei de obinere a emulsiilor alimentare de tip maionez cu valoare biologoc sporit din amestec de uleiuri vegetale de floarea-soarelui i semine de struguri.

Obiectivele cercetrii prevd: elaborarea compoziiei lipidice pentru obinerea emulsiilor alimentare de tip maionez cu raport echilibrat al acizilor grai polinesaturai -3 i -6; argumentarea condiiilor optime de obinere a extractelor naturale cu potenial antioxidant sporit; studiul influenei ncorporrii extractelor naturale cu potenial antioxidant sporit asupra indicilor fizico-chimici, reologici, microbiologici i organoleptici ai emulsiilor alimentare cu valoare biologic sporit.

Noutatea i originalitatea tiinific a tezei const n: argumentarea oportunitii utilizrii amestecului de uleiuri vegetale de floarea-soarelui i din semine de struguri n raport 80:20; identificarea condiiilor optime de obinere a extractelor naturale din surse vegetale de originea autohton cu potenial antioxidant sporit; argumentarea oportunitii utilizrii extractelor naturale cu potenial antioxidant sporit pentru obinerea unor produse cu valoare biologic sporit, stabilitate oxidativ i microbiologic.

Problema tiinific important rezolvat n domeniul de cercetare. Alimentaia tradiional a fiecrei regiuni include procedee de transformare a materiei prime agricole, care conduc la obinerea unor produse, a cror gust, savoare i caracteristici fizico-chimice sunt acceptate de ctre majoritatea consumatorilor. Aceste procedee, verificate de secole, sunt capabile de a asigura un aport optimal de nutrimente i o alimentaie raional. Punerea n valoare a uleiului din semine de struguri nu doar n scopuri farmaceutice, dar i alimentare va motiva producerea sa la nivel naional. n acelai timp, tehnologiile propuse conduc la diversificarea spectrului produselor alimentare cu valoare biologic sporit.

Semnificaia teoretic i valoarea aplicativ a lucrrii rezid n: elaborarea tehnologiei de obinere a extractelor naturale din materie prim vegetal de origine autohton n mediu organic i hidroalcoolic cu potenial antioxidant sporit; elaborarea tehnologiei de obinere a amestecurilor de uleiuri vegetale din floarea-soarelui i semine de struguri cu potenial antioxidant sporit; elaborarea tehnologiei de obinere a emulsiilor alimentare de tip maionez pe baz de uleiuri vegetale de floarea-soarelui i semine din struguri cu valoare biologic sporit, confirmat prin Brevetul de invenie nr. MD-317, publicat BOPI nr. 1/2011, Maionez.

Implementarea rezultatelor tiinifice. Documentaie normativ-tehnic elaborat: Standard de firm SF 6846156860:001-2012 i Instruciunea Tehnologic privind producerea maionezei cu valoare biologic sporit, implementat la ntreprinderea de Stat de Alimentaie Public ADOLESCEN.

Cuvinte cheie: ulei din semine de struguri, emulsie alimentar de tip maionez, proprieti funcionale, valoare biologic, polifenoli, extracte naturale, materie prim vegetal, potenial antioxidant.

7

O oo o o o oo o o 05.18.01 oo oo (oo ooo ), . , 2012. : , , o o o, o 275 o, 7 (113 oooo , 43 a, 29 ). o oo 15 .

.

: -3 -6; ; -, , .

: 80:20; ; , .

. , , - . , , . , . , .

: ; ; , MD-317, BOPI 1/2011, .

. - : C SF 6846156860:001-2012 , S ADOLESCEN. o: o o oo, o, o o, oo o, oo, , o , o o.

8

ANNOTATION for PhD thesis by Tatiana Capcanari Technologies for obtaining food emulsions from the mixtures of sunflower and grape seed oils, specialty 05.18.01 Food Tehnology (Technology of public catering), Kishinev, 2012. Thesis structure: introduction, six chapters, conclusions and recommendations, bibliography of 275 titles, 7 annexes (113 pages of basic text, 43 figures, 29 tables). The obtained results are published in 15 scientific articles.

The purpose of the work is to elaborate the technology of obtaining food emulsions such as mayonnaise with increased biological value from the mixture of vegetable oils of the sunflower and grape seed.

The research objectives include: the elaboration of the fat composition for obtaining food emulsions such as mayonnaise with a balanced ratio of the polyunsaturated fatty acids -3 and -6; the argumentation of the optimal conditions for obtaining of the natural extracts with high antioxidant potential; the study of the influence of the natural extracts incorporation with a high antioxidant potential on the physico-chemical, rheological, microbiological and organoleptic characteristics of food emulsions with a high biological value.

The novelty and scientific originality of the thesis include: the argumentation of the opportunity to use the mixture of vegetable oils of the sunflower and grape seed in the ratio 80:20; the identification of the optimal conditions for obtaining natural extracts from plant sources of local origin with a high antioxidant potential; the argumentation of the opportunity to use the natural extracts with a high antioxidant potential for obtaining products with a high biological value, oxidative and microbiological stability.

Important scientific problem solved in the field of research. Traditional nutrition of each region includes the processes of the transformation of the agricultural primary products in order to obtain food products, which taste, flavor and physico-chemical characteristics are accepted by most consumers. These processes, checked for centuries, are able to ensure an optimal intake of nutrients and a sensible nutrition. The use of the grape seed oil not only in the pharmaceutical industry, but and in the food production will motivate its production on the national level. At the same time, proposed technologies will lead to the diversification of the food spectrum with a high biological value.

Theoretical significance and applied value of the thesis consist in: the elaboration of the technology of obtaining natural extracts from plant sources of local origin in an organic and hydroalcool medium with a high antioxidant potential; the elaboration of the technology of obtaining mixtures from vegetable oils of the sunflower and grape seed with a high antioxidant potential; the elaboration of the technology of obtaining food emulsions such as mayonnaise from vegetable oils of the sunflower and grape seed with a high biological value, confirmed by the patent MD-317, published BOPI 1/2011, "Mayonnaise".

Implementation of scientific results. Normative and technical documentation elaborated: Firm Standard SF 6846156860:001-2012 and Instruction Technology for manufacture of mayonnaise with a high biological value, implemented in the S ADOLESCEN.

Keywords: grape seed oil, mayonnaise emulsions, functional properties, bioavailability, polyphenols, natural extracts, plant raw materials, an antioxidant potential.

9

LISTA ABREVIERILOR

NASS Serviciul Naional de Statistic n Agricultur

(National Agricultural Statistics Service)

USDA Ministerul de Agricultur a Satelor Unite ale Americii

(United States Department of Agriculture)

AGP acizi grai polinesaturai

g microgram

mol micromol

m micrometri

meq mili echivaleni

nm nanometri

IR spectroscopia spectroscopia infraroie

UV/Vis spectroscopia spectroscopia ultraviolet vizibil

CG cromatografia gazoas

IA indicele de aciditate

IP indicele de peroxide

CD coninutul de diene conjugate

CT connutul de triene conjugate

TBA indicele tiobarbituric

CTP coninutul total de polifenoli

AA activitate antioxidant

SHF uscarea prin cureni de frecven supranalt

DPPH radical liber 1,1-difenil-2-picrilhidrazil

AOCS American Oil Chemists Society

A absorbie

LMA limita maximal admisibil

GPC mediul nutritiv Geloza peptonat din carne

10

INTRODUCERE

Actualitatea temei

Prin echilibrul raiei alimentare umane se subnelege respectarea unor anumite corelaii

dintre macronutrimente i substanele biologic active din alimente, care asigur o funcionare

normal a organismului. O atenie deosebit este acordat aportului de substane eseniale, care

nu sunt sintetizate n organism sau sunt sintetizate n cantiti limitate [1].

Lipidele sunt unele dintre componentele alimentare indispensabile, care n mare msur

determin calitile nutritive, biologice, valoarea energetic i calitile gustative ale hranei.

Factorul principal ce caracterizeaz eficiena asimilrii lipidelor alimentare de ctre organism

este echilibrul dintre raportul de acizi grai [2,3].

Un rol aparte le revine acizilor grai polinesaturai. Excluderea acestora din raia

alimentar conduce la desbalansarea proceselor vitale. Toi acizii grai din clasa -3 i -6 sunt

utili pentru suplimentarea energetic [4]. Componena acizilor grai este o caracteristic

important a alimentelor, dei valoarea lor nu este determinat doar de aceasta. Fosfolipidele,

sterinele i vitaminele liposolubile care fac parte, de asemenea, din complexul lipidic, exercit

influen asupra aciunii biologice a grsimii alimentare [5].

Combinarea raional a ctorva surse de lipide la elaborarea noilor tipuri de alimente are

o semnificaie important din punct de vedere economic, de asemenea, se iau n consideraie

aspectele medico-biologice legate de crearea produselor alimentare echilibrate dup valoarea

nutritiv i biologic [6].

Produsele lipidice emulsionate, n care uleiul vegetal se afl n stare dispersat, ocup un

loc deosebit n alimentaie. n primul rnd, acestea se caracterizeaz prin caliti gustative i

nutritive nalte, care sunt determinate de o structur specific emulsiilor [7]. Prezena fazei

lipidice dispersate asigur un grad important de asimilare i o valoare biologic important a

produsului.

Produsele alimentare de tip maionez reprezint emulsii fin dispersate de tip direct

ulei n ap, preparate din ulei vegetal cu adaos de emulgatori, stabilizatori, substane pentru

ngroare, adaosuri gustative i condimente [8]. Modelarea reetei maionezelor prin introducerea

adaosurilor valoroase din punct de vedere biologic este o direcie de perspectiv, deoarece

contribuie la lrgirea sortimentului produselor cu caracteristici biologice i organoleptice

prestabilite.

Lrgirea sortimentului produselor de tip maionez implic, n primul rnd, diversificarea

componenei fazei lipidice, care trebuie s corespund necesitilor biologice, iar acest lucru

11

este posibil doar pe baza unei abordri tiinifice complexe a componenei amestecului de uleiuri

vegetale, asigurarea stabilitii oxidative, agregative i microbiologice a produsului.

Bazele tiinifice i metodologice pentru elaborarea tehnologiilor de fabricare a emulsiilor

alimentare cu caracteristici funcionale pe baz de amestecuri de uleiuri vegetale sunt descrise

n lucrrile lui Diamond, George B. (SUA), Yamakoshi Jun (Japonia), Azarov N.N.; Arutiunian N.S.; Martovsciuk V.I.; Kalmanovici S.A.; Kornen E.P.; Mgebrivili T.V. (Rusia).

Un produs lipidic autohton preios l constituie uleiul din semine de struguri. Pe lng

tehnologiile tradiionale de obinere a uleiurilor vegetale, n ara noastr au fost efectuate un ir

de cercetri privind elaborarea tehnologiei de obinere a uleiului din semine de struguri, care

prezint proprieti curative [9]. Uleiul din semine de struguri (Regesan) este bogat n substane

antioxidante (tocoferoli, proantocianide, flavonoizi), dar i n acizi grai polinesaturai -3 i

-6 [10,11,12,13].

Substituirea parial a uleiului de floarea-soarelui cu ulei din semine de struguri n

componena maionezei va permite echilibrarea coninutului de acizi grai, majorarea calitilor

biologice i gustative, diversificarea bazei de materie prim pentru producerea maionezelor

funcionale.

n conformitate cu conceptul alimentaiei raionale, una din direciile principale ale

investigaiilor a fost orientat spre elaborarea tehnologiei de obinere a emulsiilor alimentare de

tip maionez cu destinaie funconal prin utilizarea amestecurilor de uleiuri vegetale de floarea-

soarelui i semine de struguri. n calitate de component de stabillizare a proceselor de oxidare

posibile, care pot aprea n procesul pstrrii, a servit adaosul de extracte naturale din materie

prim vegetal autohton.

Scopul i obiectivele tezei:

Scopul lucrrii const n elaborarea tehnologiei de obinere a emulsiilor alimentare de tip

maionez cu valoare biologoc sporit din amestecuri de uleiuri vegetale din floarea-soarelui i

semine de struguri.

Pentru realizarea acestui scop au fost propuse urmtoarele obiective:

a) studiul posibilitii i oportunitii utilizrii uleiului din semine de struguri n

calitate de component lipidic pentru obinerea emulsilor alimentare de tip maionez cu valoare

biologic sporit;

b) elaborarea compoziiei lipidice pentru obinerea emulsiilor alimentare de tip

maionez cu raport echilibrat al acizilor grai polinesaturai -3 i -6;

12

c) studiul evoluiei indicilor fizico-chimici, reologici i organoleptici ai emulsiilor

alimentare cu valoare biologic sporit pe parcursul pstrrii;

d) argumentarea condiiilor optime de preparare a materiei prime vegetale autohtone

i de obinere a extractelor naturale cu potenial antioxidant sporit;

e) studiul influenei ncorporrii extractelor naturale cu potenial antioxidant sporit

asupra indicilor fizico-chimici, reologici, microbiologici i organoleptici ai emulsiilor alimentare

cu valoare biologic sporit.

Noutatea tiinific a tezei const n:

argumentarea teoretic i experimental a oportunitii utilizrii amestecului de uleiuri vegetale de floarea-soarelui i din semine de struguri n raport 80:20 n calitate de baz lipidic

n scopul obinerii emulsiilor alimentare de tip maionez (U/A) cu valoare biologic sporit, cu

un balans echilibrat de acizi grai polinesaturai -3:-6;

identificarea condiiilor optime de obinere a extractelor naturale din surse vegetale de origine autohton cu potenial antioxidant sporit;

argumentarea teoretic i experimental a oportunitii utilizrii extractelor naturale cu potenial antioxidant sporit pentru obinerea unor produse cu valoare biologic sporit, stabilitate

oxidativ i microbiologic.

Problem tiinific important rezolvat n domeniul de cercetare. Alimentaia

tradiional a fiecrei regiuni include procedee de transformare a materiei prime agricole, care

conduc la obinerea unor produse, a cror gust, savoare i caracteristici fizico-chimice sunt

acceptate de ctre majoritatea consumatorilor. Aceste procedee, verificate de secole, sunt

capabile de a asigura un aport optimal de nutrimente i o alimentaie raional. Punerea n

valoare a uleiului din semine de struguri nu doar n scopuri farmaceutice, dar i alimentare va

motiva producerea sa la nivel naional. n acelai timp, tehnologiile propuse conduc la

diversificarea spectrului produselor alimentare cu valoare biologic sporit.

Importana teoretic i valoarea aplicativ a tezei rezid n:

elaborarea tehnologiei de obinere a extractelor naturale din materie prim vegetal de origine autohton n mediu organic i hidroalcoolic cu potenial antioxidant sporit;

elaborarea tehnologiei de obinere a amestecurilor de uleiurilor vegetale din floarea-soarelui i semine de struguri cu potenial antioxidant sporit;

13

elaborarea tehnologiei de obinere a emulsiilor alimentare de tip maionez din amestecuri de uleiuri vegetale de floarea-soarelui i semine de struguri cu valoare biologic sporit,

confirmat prin Brevetul de invenie nr. MD-317, publicat BOPI nr. 1/2011, Maionez.

Implementarea rezultatelor tiinifice. Documentaie normativ-tehnic elaborat:

Standard de firm SF 6846156860:001-2012 i Instruciunea Tehnologic privind producerea

maionezei cu valoare biologic sporit, implementat la ntreprinderea de Stat de Alimentaie Public ADOLESCEN.

Aprobarea rezultatelor:

Rezultatele principale ale tezei au fost comunicate, discutate i aprobate la simpozioane i

conferine internaionale i naionale: Simposium internaional Euro-Aliment, Challanges For

Food Science And Food Industry In The Recession Era (Gala, 2009); Conferena Tehnico -

tiinific a Colaboratorilor, Doctoranzilor i Studenilor, Universitatea Tehnic a Moldovei

(Chiinu, 2009); Conferina Internaional Challenges for Science and Research in the Crisis

Era, Universitatea Alma Mater (Sibiu, 2010); 2me colloque scientifique international des

chercheurs francophones Sciences et Technologies SCITECH 2010, Le Ple rgional

dexcellence SIFR SCITECH (Centre Interdisciplinaire de Formation et de Recherche "Sciences

et Techniques") auprs de lAUF - Bureau Europe Centrale et Orientale et LUniversit de

Technologie Chimique et de Mtallurgie, Sofia (Bulgaria, 2010); Conferina Internaional Food

Engineering Biotechnologies, Present and Perspectives, Universitatea tefan cel Mare

(Suceava, 2010); Conferena Tehnico-tiinific a Colaboratorilor, Doctoranzilor i Studenilor,

Universitatea Tehnic a Moldovei (Chiinu, 2010); Conferina Naional cu Participare

Internaional, Universitatea Alma Mater (Sibiu, 2011); Journal Food and Environment Safety -

Journal of Faculty of Food Engineering, tefan cel Mare University (Suceava, 2011); Conferina

Internaional Geo-ecological monitoring and Risk of Administrative Region (Erevan, 2011);

Simposium internaional Euro-Aliment, Challanges For Food Science And Food Industry

(Galai, 2011); i i , aiii i

i, i i i p XXI

ii (i, 2012).

Rezultatele obinute i prezentate la simpozioanele i conferinele internaionale i

naionale au fost apreciate cu 4 diplome de excelen.

14

Publicaii:

Rezultatele cercetrilor efectuate au fost publicate n 15 lucrri tiinifice inclusiv un

brevet de invenie cu titlul Maionez, nr. MD-317 (BOPI nr. 1/2011).

Sumarul compartimentelor tezei:

Teza include: introducere, ase capitole, sinteza rezultatelor obinute i concluzii.

Primul capitol Emulsii alimentare aspecte tehnologice i nutriionale, este destinat

analizei bibliografice. n urma analizei bibliografiei studiate au fost formulate problemele ce

urmau a fi soluionate.

Capitolul al doilea, Materiale i metode, este destinat descrierii metodelor fizico-

chimice i tehnologice utilizate n cercetrile experimentale.

Rezultatele obinute n urma cercetrilor efectuate sunt prezentate n urmtoarele patru

capitole. n capitolul al treilea, Compoziii alimentare pe baz de uleiuri vegetale, au fost

descrise cercetrile efectuate privind oportunitatea utilizrii uleiului din semine de struguri n

calitate de component lipidic pentru obinerea emulsilor alimentare de tip maionez cu valoare

biologic sporit. Au fost elaborate compoziii lipidice pentru obinerea emulsiilor alimentare cu

raport echilibrat al acizilor grai polinesaturai -3 i -6.

n capitolul al patrulea, Emulsii alimentare de tip maionez cu valoarea biologic

sporit, s-a efectuat studiul indicilor fizico-chimici, reologici i organoleptici ai emulsiilor

alimentare cu valoare biologic sporit i evoluia lor pe parcursul pstrrii.

n capitolul al cincilea, Proprietile antioxidante ale extractelor naturale din materie

vegetal de origine autohton, au fost elaborate condiiile optime de obinere a extractelor

naturale cu potenial antioxidant sporit. S-a demonstrat capacitatea antioxidant i antiradicalic

a extractelor.

n capitolul al aselea, Tehnogii de obinere a produselor alimentare cu potenial

antioxidant sporit, s-a justificat oportunitatea utilizrii extractelor naturale cu potenial

antioxidant sporit pentru obinerea unor produse cu valoare biologic sporit, stabilitate

oxidativ i microbiologic.

n tez sunt prezentate concluziile generale i recomandri, bibliografie, 7 anexe care

cuprind date concrete obinute n urma cercetrilor efectuate. Lucrarea cuprinde 113 pagini, 43

figuri, 29 tabele. Bibliografia cuprinde 275 surse tiinifice i tehnice.

15

EMULSII ALIMENTARE ASPECTE TEHNOLOGICE I NUTRIIONALE 1.1. Caracteristica general a uleiurilor vegetale

Uleiurile i grsimile vegetale se gsesc n natur n esutul plantelor, fiind concentrate n

semine, pulp, smburele fructelor, tuberculi sau n germeni [14]. Principala materie prim o

reprezint plantele oleaginoase productoare de semine. n timpul formrii i maturizrii

seminelor oleaginoase, n celule are loc o acumulare de substane oleaginoase, care au rolul de a

asigura germenelui funciile vitale, pn cnd acesta devine capabil s-i asigure singur hrana din

sol i aer [15]. Prezena acestor substane hrnitoare determin valoarea seminelor oleaginoase

ca materii prime pentru obinerea uleiului vegetal [16,17]. Coninutul de materie gras n aceste

pri ale plantei este foarte variabil. La plantele cultivate pentru producia de uleiuri vegetale,

coninutul de ulei n semine, fructe i tuberculi variaz ntre 18 i 60%. [9,18].

Industria uleiurilor vegetale este larg dezvoltat la nivel global [19,20,21,22]. Uleiurile

vegetale se utilizeaz n diferite sectoare cum ar fi: alimentaia public, cosmetic, medicin,

producerea biocombustibilului [23,24,25,26,27,28]. Producerea i consumul anual al acestor

uleiuri este considerabil [29,30]. Potrivit datelor statistice ale NASS (USDA), consumul

mondial total de uleiuri vegetale de baz n 2009/10 constituie (tab. 1.1):

Tabelul 1.1. Consumul mondial total de uleiuri vegetale de baz n 2009/10

Tipul

uleiului

Consumul

mondial,

mln. tone

ntrebuinare

1 2 3

De

palmier 50,08

Are o larg ntrebuinare n alimentaia public pentru

substituirea grsimii din lapte, precum i pentru confecionarea

biocombustubilului i unele produse non - alimentare, de exemplu,

spunuri i lumnri, produse cosmetice, creme [31,32].

De soia 41,28

Este utilizat pe scar larg n industria alimentar. Se utilizeaz

pentru producerea margarinei, pinii, maionezei, frici dietetice,

pentru cafea i gustri. Se utilizeaz pentru prjire. Un component

preios al uleiului de soia este lecitina, care se separ pentru

utilizare n industria farmaceutic i de cofetrie [33, 34].

16

Continuarea tab. 1.1

1 2 3

De rapi 18,24

n mod tradiional se utilizeaz ca ulei comestibil. n prezent,

producerea acestui ulei se afl n cretere datorit faptului ca n

compoziia sa predomin acidul oleic i are coninutul sczut de

acizi grai polinesaturai, ceea ce permite pstrarea ndelungat

[35,36].

De

floarea-

soarelui

9,91

Unul dintre cele mai importante uleiuri vegetale, cu o mare

importan n economic mondial. Are o larg ntrebuinare n

alimentaia public, medicin. Uleiul de floarea-soarelui este

folosit la fabricarea margarinei, conservelor, precum i a

spunurilor, vopselelor industriale [37,38,39].

De

bumbac 4,99

Se utilizeaz n alimentaia public n combinaie cu alte uleiuri

vegetale, dar pe scar larg ca baz pentru spunuri. Foarte des se

utilizeaz pentru falsificarea uleiurilor mai scumpe, ca uleiul de

msline, nuc, in [35,38,40].

De

arahide 4,82

Se utilizeaz pentru producerea pastei de arahide, care la rndul

ei se utilizeaz n patiserie i cofetrie [36,40].

De cocos 3,48

Se folosete n principal pentru confecionarea spunurilor,

fabricarea de produse cosmetice. n alimentaia public se

utilizeaz pentru umplutura de napolitane, la prjituri, fabricarea

margarinei [35,36,39].

De

msline 2,84

Se utilizeaz pe scar larg n alimentaie, cosmetologie,

fabricarea spunurilor. Este un produs preios din punct de vedere

dietetic, datorit coninutului ridicat de acizi grai monosaturai i

polifenoli [36,37,40].

n Republica Moldova se produc un ir de uleiuri vegetale, volumul crora variaz n

conformitate cu producia de materie prim anual. De regul, aceste uleiuri sunt reprezentate de

uleiul de floarea-soarelui, uleiul de soia, uleiul de porumb, din semine de bostan, de rapi i

uleiul din semine de struguri [41].

17

Tabelul 1.2. Volumul de producere a materiilor prime

pentru fabricarea uleiurilor vegetale n Republica Moldova anii 2005-2009

Materii prime Anul i cantitatea de materie prim, mii tone

2005 2006 2007 2008 2009

Porumb 1492 1322 363 1479 1141

Floarea-soarelui 331 380 156 372 284

Soia 65 80 40 58 49

Struguri 518 466 598 636 685

Din tabelul 1.2 se observ o cretere relativ uniform a produciei de materii prime

vegetale nominalizate, excepie fcnd anul 2007 i 2009, n care se constat o descretere

brusc. Diminuarea produciei vegetale (i respectiv a ponderii acesteia n totalul produciei

agricole) n anul 2009 fa de anul 2008 a fost generat att de micorarea suprafeelor

nsmnate, ct i de scderea roadei medii a principalelor culturi agricole. [41,42].

Conform Anuarului Statistic al Republicii Moldova 2007 [43], sunt evideniai

urmtorii indicatori ai ntreprinderilor a cror activitate principal constituie fabricarea uleiurilor

i grsimilor vegetale i animale, care sunt prezentai n tabelul 1.3.

Tabelul 1.3. Indicatorii tehnico-economici ai ntreprinderilor a cror

activitate industrial o constituie fabricarea uleiurilor i grsimilor vegetale i animale

Tipul de activitate Nr. de ntreprinderi Volumul produciei, mln. lei

Nr. mediu anual al

personalului industrial

productiv, mii persoane

2004 2005 2006 2004 2005 2006 2004 2005 2006

Fabricarea uleiurilor i grsimilor vegetale

2 2 1 469,7 631,9 668,9 0,9 1,0 0,9

Astfel, pe parcursul anilor 2004, 2005 i 2006 se atest o cretere a produciei de uleiuri

i grsimi vegetale i animale n detrimentul faptului c numrul ntreprinderilor este n scdere,

precum i a personalului de producere [42,43]. Date statistice privind dinamica producerii

uleiurilor vegetale n Republica Moldova sunt prezentate n tabelul 1.4.

18

Tabelul 1.4. Dinamica producerii uleiului vegetal n Republica Moldova

Anii 1985 1990 1995 1997 2002

Ulei vegetal, mii tone

107,6 12,6 31,5 19,3 43,0

Micorarea cantitii de ulei produs (tabelul 1.4) se explic prin mai muli factori, printre

care: micorarea canitii de semine achiziionate de ntreprinderi din motivul lipsei unui

mecanism care ar contribui la stabilirea unor relaii reciproc avantajoase ntre ntreprinderile de

prelucrare i productorii de materie prim; lipsa pieei de desfacere a produsului finit .a. n

ultimii ani situaia pe piaa exportului uleiului s-a ameliorat. Uleiul din Moldova se export n

Rusia, Ucraina, Belorusia, rile Baltice, Romnia, Marea Britanie etc. [41].

Pe lng uleiurile vegetale de baz, care au un spectru larg de utilizare n diferite industrii

i n diferite scopuri, exist un ir restrns de uleiuri cu proprieti curative i valoare biologic

sporit [44,45]. Acestea au un potenial antioxidant sporit datorit compoziiei chimice specifice

i prezint o surs important de nutrimeni eseniali, cum ar fi acizii grai, vitaminele, srurile

minerale, compuii fenolici care pot fi utilizate n scopuri terapeutice i profilactice

[46,47,48].

1.2. Uleiurile vegetale - surs de nutrimeni eseniali

1.2.1. Acizii grai eseniali

Grsimea este singurul macronutriment prezent n uleiurile vegetale. Ea furnizeaza

energie i este purttoare de nutrimeni vitali [36,37,38]. Uleiurile vegetale difer n funcie de

proporia acizilor grai de diferite tipuri: saturai, mononesaturai (omega-9), polinesaturai

(omega-3 si omega-6). Acizii grai omega-3 i omega-6 sunt considerai esenali pentru c nu pot

fi sintetizai direct de corpul uman i aportul lor trebuie asigurat printr-o raie zilnic

[49,50,51,52,53,54].

Acizii grai polinesaturai au un rol important n dezvoltarea cerebral i funcia retinian.

O diet deficitar n acizi omega-6 favorizeaz apariia eczemelor. Acizii omega-3 sunt

hipolipemiani (aciune mult mai important comparativ cu acizii omega-6), vasodilatatori,

antiinflamatori, putnd fi administrai subieciilor cu boal cardiac ischemic, hipertensiune

arterial, dislipidemie, diabet zaharat tip 2, artrit reumatoid, boala Crohn, psoriazis,

bronhopneumopatie cronic obstructiv [55,56,57,58,59,60,61,62].

Aciunile acizilor grai eseniali depind de produsele metabolismului intermediar i final

[63,64]. Astfel, acidul linoleic se transform n acid gamma-linoleic i acid arahidonic, n timp

ce acidul alfa-linolenic este metabolizat n acid eicosapentaenoic i acid docohexaenoic [65,66].

19

Uleiurile vegetale au o compoziie chimic variat, n special nceea ce ine de

compoziia acizilor grai, care este specific pentru fiecare tip de ulei vegetal i care, pn la

urm, definete calitatea acestora [67,68]. n tabelul 1.5. este prezentat coninutul acizilor grai al

uleiurilor vegetale.

Tabelul 1.5. Coninutului de acizi grai n diferite tipuri de uleiuri vegetale

(% din coninutul total al acizilor grai)

Uleiuri vegetale

Saturai Monone-saturai Polinesaturai

Raportul nesatur./ saturai

Aci

d C

apric

10: 0

Aci

d La

uric

12: 0

Aci

d M

irist

ic

14

: 0

Aci

d Pa

lmiti

c

16: 0

Aci

d St

earic

18: 0

Aci

d O

leic

18: 1

Aci

d Li

nole

ic

(6)

C18

:2

Aci

d Li

nole

nic

(3)

C18

:3

De palmier [69,70,71] - - 0,9 45,3 4,1 39,9 9,8 - 1,0

De soia [71,72, 73] - - 0,1 9,8 4,0 21,1 53,8 8,7 5,7

De floarea-soarelui

[69,70,71] - - - 7,3 5,1 19,5 68,1 - 7,3

De bumbac[70,71,72] - - 1,1 20,6 3,1 19,8 54,5 0,9 2,8

De arahide [71,72] - - - 11,9 2,4 51,8 33,9 - 4,0

De cocos [69,70,71] 6,9 48,5 18,9 10,7 5,3 6,7 2,5 - 0,1

De msline [70,73] - - - 13,3 2,9 67,3 13,1 0,6 4,6

De migdale[70,71] - - - 7 ,1 2,3 79,9 17,8 - 9,7

De canola [72,74] - - 0,1 3,8 1,9 60,6 20,3 8,8 15,7

De in [69,70,71] - - - 4,5 8 ,9 22,7 17,8 54,2 9,0

De susan [70,72] - - - 9,2 4,5 41,1 45,2 - 6,6

De porumb [73] - - - 9,5 1,8 29,2 58,5 0,9 6,7

Din semine de struguri [69,72,75] - - - 7,8 4,8 15,1 71,7 0,6 7,3

De nuc [70,72,76] - - - 10,1 5,3 28,4 51,2 5,0 5,3

De caise [69,70,71]] - - 5,3 3,1 1,2 52,3 38,1 - 9,4

De ctin [70,71,72] - - - 11,5 - 39,8 32,1 16,6 7,3

Analiznd datele de mai sus, observm c uleiul din semine de struguri conine o

cantitate mai mare de acizi grai polinesaturai (72,3) i mai redus de acizi grai saturai (12,6),

fapt care condiioneaz alegerea metodei de producere, ct i a procedeelor speciale de tratare

culinar. Uleiul de floarea-soarelui i cel de porumb conin mai puini acizi grai polinesaturai,

respectiv 68,1 i 69,4, i sunt mai puin receptivi la tratamente termice mai dure (cum ar fi

20

prjirea la temperaturi nalte). Grsimile sunt cu att mai sensibile la factorii externi, cu ct este

mai mare coninutul de acizi grai nesaturai i gradul de nesaturare al acestor acizi.

Uleiul din semine de struguri, pe lng acidul linoleic i acidul alfa-linoleic, mai conine

i ali acizi grai polinesaturai, dar n cantiti mai mici (acid palmitic, stearic, oleic,

eicosenoic). Avnd un raport optim omega-6/omega-3, consumul de ulei de struguri conduce la

sinteza eicosanoizilor (produi finali ai metabolismului) cu proprieti antiinflamatorii,

vasodilatatoare, antitrombotice i reine procesul aterogen [77,78,79]. Uleiul de semine de

struguri poate fi administrat pentru scderea LDL-colesterolului, scderea tensiunii arteriale,

prevenie cardiovascular, creterea imunitii, creterea metabolismului bazal, antiinflamator la

persoanele cu boli inflamatorii, scderea insulinorezistenei la persoanele cu diabet zaharat tip 2,

tratarea unor afeciuni dermatologice, de exemplu, eczemele [80,81].

1.2.2. Micronutrimenii eseniali ai uleiurilor vegetale

Uleiurile vegetale sunt o surs important de vitamina E, care se gsete sub forma de ,

, , -tocoferoli [82,83,84,85]. Aceti antioxidani naturali constituie un sistem eficient de

aprare mpotriva radicalilor liberi [86,87,89,90,91,92]. Mai muli savani susin teoria conform

creia radicalii liberi provoac leziuni oxidative, contribuind la dezvoltarea multor boli, la

mbtrnirea organismelor [93,94,95,96]. Printre tocoferolii prezeni n produsele alimentare, -

tocoferolul are mai mare activitate vitaminic, devenind astfel cel mai important factor al

sntiia umane i activitii biologice [97,98,99]. Coinutul de vitamine (-caroten i vitamina

E) n diferite tipuri de uleiuri vegetale este prezentat n tabelul 1.6.

Tabelul 1.6. Coninutul de vitamine (-caroten i vitamina E) n uleiurile vegetale [35,36,38,40]

Uleiuri vegetale din:

Cantitatea de vitamine n uleiurile vegetale, mg/ 100 g ulei

-caroten Vitamina E

-tocoferol (+)-tocoferol -tocoferol

soia [35] Urme 6,3 65,1 19,4

canol [36,38] - 19,2 43,1 4,0

floarea-soarelui [40] - 60,8 2,8 -

msline [35,36] - 9,3 0,73 -

porumb [35,40] Urme 11,0 75,1 7,4

semine de struguri [40]

Urme 135 5,0 -

21

Din tabelului 1.6. se observ c coninutul de -caroten este mic, pe cnd al vitaminei E

este destul de mare. i se mai observ c uleiul de floarea-soarelui i cel din semine de struguri

sunt bogate n -tocoferol, pe cnd uleiul de soia i cel de porumb n i tocoferol.

Uleiul din semine de struguri se caracterizeaz prin valoare biologic sporit n

comparaie cu alte uleiuri i se deosebete prin coninut nalt de vitamine, dar i prin coninut de

substane minerale: zinc, cupru, seleniu [11,12,77,78,79].

1.3. Uleiul din semine de struguri materie prim de perspectiv pentru obinerea

produselor alimentare cu destinaie funcional

Republica Moldova este o ar agrar, cea mai important i dezvoltat fiind ramura viti-vinicol. n vinificaie, gradul de utilizare a strugurilor n calitate de materie prim pentru producerea vinurilor sau sucurilor atinge valoarea maximal de 80% , ceea ce duce la formarea n volume considerabile a produselor secundare (tescovin, ciorchini, drojdie, piatr de vin .a.) [9,42,43]. Datorit compoziiei chimice, produsele secundare vinicole reprezint o materie prim foarte preioas pentru fabricarea unui ir de produse noi [77,78,79,96,99], care au un rol important n economia naional. O atenie deosebit n prelucrarea deeurilor vinicole i revine utilizrii raionale a seminelor de struguri.

Analiza experienei acumulate n rile cu ramura de vinificaie dezvoltat (Italia,

Frana, Spania, Germania .a.) a demonstrat perspectiva utilizrii seminelor de struguri pentru

producerea uleiului de struguri [11,12,13,22,100].

Lilia Podgurschi de la Universitatea de Stat de Medicin i Farmacie Nicolae

Testemianu din Republica Moldova a efectuat cercetri privind utilizarea uleiului din semine

de struguri la tratamentul complex al ulcerului duodenal. S-a demonstrat c uleiul din semine de

struguri a determinat o reducere rapid i exprimat a lipoperoxidrii i a activitii antioxidante

n mucoasa gastric, sucul gastric i n ser. Includerea n tratamentul complex a uleiului din

semine de struguri poteneaz aciunea preparatelor antisecretorii i antibacteriene, manifestnd

totodat, o aciune antiinflamatorie, citoprotectoare, regeneratoare i antioxidant [10].

Proprietile uleiului din semine de struguri descrise se datoreaz coninutului de

proantocianidine, care fac parte din clasa polifenolilor i sunt ageni antioxidani cu o capacitate

antioxidant de 50 ori mai mare dect cea a vitaminei E i de 20 de ori mai mare dect a

vitaminei C [77,78,79,80]. n figura 1.1 este prezentat distribuia (%) proantocianidinelor cu

grad de polimerizare diferit al acestora din uleiul din semine de struguri.

22

Fig. 1.1. Distribuia (%) proantocianidinelor

cu grad diferit de polimerizare din uleiul din semine de struguri.

Studiile efectuate n vivo de ctre un grup de cercettori de la Departamentul de Biologie

Celular a Centrului Naional de Cercetare, Dokki, Egipt, demonstreaz utilitatea polifenolilor

din ulei din semine de struguri pentru tratarea afeciunilor neuronale ca urmare a consumului

cronic de etanol [102].

Cercetrile efectuate in vivo asupra obolanilor de ctre X. Ye, R.L. Krohn, W. Liu, S.S.

Joshi, C.A. Kuszynski, T.R., McGinn, M. Bagchi, H.G. Preuss, S.J. Stohs i D. Bagchi1

(Washington, DC, SUA) art c proantocianidinele din uleiul din semine de struguri au un

efect pozitiv n trratarea celulele cancerigene ale omului [103]. Aadar, rezultatele cercetrilor

susnumite pot fi explicate prin structura chimic a proantocianidinelor, care au un numr mare de

grupri OH i care le imprim activitatea antioxidant pronunat a acestor compui. Structura

chimic general a proantocianidinelor din uleiul din semine de struguri este prezentat n

figura. 1.2.

Fig. 1.2. Structura chimic general a proantocianidinelor din uleiul din semine de struguri

0

10

20

30

40

50

60

70

Monomer Dimer Trimer Tetramer Pentamer Hexamer

23

Obinerea produselor alimentare cu proprieti funcionale i cu valoare biologic sporit

din surse naturale, inclusiv vegetale, este o direcie strategic a industriei alimentare. Un interes

deosebit prezint sursele autohtone de produse industriale secundare, precum smburii de fructe,

seminele de struguri etc.

Analiza brevetelor, aprute n perioada 2000-2011, denot c cercetrile privind

utilizarea seminelor de struguri pentru obinerea compuilor de valoare sunt n plin desfurare,

aducndu-i aportul la obinerea diferitelor produse, care ulterior vor fi folosite n medicin,

industria cosmetic i nu n ultimul rnd n industria alimentar.

Majoritatea inveniilor se refer la astfel de produse, cum ar fi:

Produsele lipidice (n calitate de baz lipidic) [104,105,106]; Produsele alimentare cu proprieti funcionale [107,108,109]; Produsele dietetice (substituent al grsimilor animaliere) [110]; Produse de cofetrie i patiserie (substituent de cacao, baz lipidic pentru creme i alte

preparate dulci) [111].

Aceste studii demonstreaz c uleiul din semine de struguri prezint o compoziie

biologic activ, cu un coninut sporit de antioxidani naturali. Elabornd tehnologiile noi pentru

produsele alimentare cu adaos de ulei din semine de struguri, putem obine alimente cu valoare

biologic sporit, cu proprieti funcionale care pot avea o aciune pozitiv asupra organismului

uman.

Una din modalitile posibile de creare a produselor alimentare cu destinaie funcional

cu utilizarea uleiului din semine de struguri poate fi considerat elaborarea tehnologiei de

obinere a emulsiilor alimentare cu valoare biologic sporit. Aceast direcie de cercetare este

justificat prin brevete de invenie, unde n calitate de baz pentru emulsiile alimentare au fost

utilizate amestecuri de uleiuri vegetale [112,113,114,115].

1.4. Emulsiile alimentare caracteristic, clasificare, structur

Emulsiile alimentare sunt baza multor produse alimentare, iar proprietile lor definesc

ntr-o mare msur calitatea alimentelor. Prin urmare, interesul teoretic i practic faa de

emulsiile alimentare este mare. Cercetrile tiinifice sunt orientate mai mult spre diferite

aspecte, caracteristici, comportamente i aplicarea acestora n emulsiile alimentare

[116,117,118].

Emulsiile alimentare sunt descrise detalilat n monografiile lui Becher (1965) i Sherman

(1968), precum i n multiple articole tiinifice i lucrri [119,120,121]. De asemenea, au fost

publicate rezultatele cercetrilor privind sistemele de emulsie ulei-n-ap. O serie de studii

24

vizeaz cu caracteristicile de baz i factorii care influeneaz comportamentul, calitatea i

proprietile emulsiilor alimentare [122,123,124].

Emulsiile sunt sisteme lichide multifazice constituite din ap, ulei i surfactani, formnd lichide optic isotropice i termodinamic stabile. n general, emulsiile (simple sau multiple) au

stabilitate limitat. Pentru a forma emulsii trebuie ncetinit/micorat destabilizarea cinetic prin

utilizarea unor ageni activi de suprafa. Formarea sistemelor de acest gen este un proces

complex, care implic generarea i stabilizarea unei noi interfee ulei-ap. Tipul de emulsie

(ap/ulei sau ulei/ap) depinde de un numr anumit de factori, incluznd surfactantul, raportul de

ulei-ap, temperatura, concentraia de sare i prezena unor cosurfactani i altor cosoluii

[125,126].

n prezent, sistemele de emulsii joac un rol-cheie n alimentaia public. Majoritatea

produselor alimentare naturale sau prelucrate n cadrul proceselor industriale au form de

emulsii. Aceste alimente sunt laptele, smntn, sucurile de fructe, supele, pastele, sosurile

pentru salate, maioneza (emulsie U/A), untul, margarina (emulsie A/U) .a. Diversitatea

caracteristicilor fizico-chimice i organoleptice ale acestor alimente este rezultatul diferitelor

tipuri de ingrediente folosite la prepararea lor, precum i condiiile de tratament tehnologic

pentru a le aduce la starea final [116,117,118].

Formarea unei emulsii presupune o cretere a suprafeei interfaciale dintre cele dou faze

nemiscibile, fiind nsoit de o cretere a energiei libere. n cazul micorrii tensiunii interfaciale

pn zero, sistemele emulsioneaz spontan, formnd microemulsii [127,128]. O emulsie poate fi

obinut utiliznd diferite procese, precum:

9 auto-emulsionarea; 9 omogenizarea; 9 dispersia mecanic. Conform polaritii fazelor dispers i continu, se disting emulsii directe, de tipul ulei n

ap (U/A) aa ca maioneza, diverse sosuri, laptele i ngheata, i emulsii indirecte, ap n ulei

(A/U), de exemplu, untul i margarina [117,129].

n emulsiile directe picturile de ulei sunt dispersate n ap i stabilizate de catre un

emulsifiant. n cazul emulsiilor indirecte, picturile de ap sunt dispersate n ulei i stabilizate de

ctre un emulsifiant solubil n ap.

Dup concentraia fazei disperse se disting emulsii diluate, n care partea de volum a fazei

disperse constituie aproximativ 0,1% din volumul total, emulsii concentrate, cu concentraia

fazei disperse de 74%, i emulsii gelatinoase, n care concentraia fazei disperse variaz ntre 74

i 99,7 % [116,117,125,129].

25

Conform numrului fazelor emulsiilor, acestea se clasifica n emulsii simple

caracterizate de o faz dispersat n faza continu (A/U sau U/A ) i emulsii duble sau multiple

(directe A/U/A, sau indirecte U/A/U), care constituie o emulsie simpl dispersat ntr-o faz

continu extern [118,119,120, 130] ( fig.1.3).

Emulgator

Ulei

Ap

Emulsie direct (U/A) Emulsie indirect (A/U)

Ap

Ulei

Emulgator

Ulei

Ap

Emulgator Emulsie direct (A/U/A) Emulsie indirect (UA/U)

Emulgator

Partea nepolarPartea polar

Fig. 1.3. Reprezentarea schematic a diferitor tipuri de emulsii

n funcie de dimensiunile particulelor dispersate i aspectul general al emulsiei exist:

macroemulsii (emulsii opace) n care diametrul picturilor dispersate este cuprins ntre 0,1-10m

ceea ce le confer un aspect lptos; microemulsii (emulsii micelare) n care diametrul picturilor

dispersate este cuprins ntre 0,05-0.1m i au un aspect aproape transparent i o viscozitate mai

mare de 1 la 200 cu viteza tangenial Dr 3 s-1, Ps [127,128,129].

26

1.5. Premisele teoretice ale crerii emulsiilor alimentare cu destinaie funcional Meninerea sntii omului este una dintre problemele actuale ale contemporaneitii. Un

factor important, care determin sntatea, este alimentaia [1,3,5]. La baza concepiei moderne cu privire la alimentaie st peincipiul alimentaiei optimale, care prevede asigurarea adecvat a nesesitilor organismului uman nu doar cu energie, macro- i micronutrimente eseniale, ci i cu un ir ntreg de componeni minori ai produselor alimentare. Din punct de vedere al tehnologiei produselor alimentare, soluionarea problemei alimentaiei optimale este indisolubil legat de crearea aa-numitor produse funcionale, care pot fi considerate surse de nutrimente necesare organismului, precum i factor care intensific funciile de protecie ale acestuia [131,132,133,134].

O direcie important privind elaborarea produselor alimentare cu destinaie funcional este reducerea valorii calorice, precum i nlocuirea componentelor nedorite ale reetei din coninutul produsului cu componente ce conin ingrediente fiziologice funcionale [135,136,137,138, 139].

n legtur cu aceasta, elaborarea reetelor produselor noi trebuie s includ adaosuri biologic active de origine vegetal, dintre care cele mai perspective sunt adaosurile ce dein un complex de caracteristici funcionale fiziologice i tehnologice, cu o eficacitate nalt a acionrii acestora n sistemele alimentare [140,141,142,143]. Doar n acest caz poate fi asigurat totalitatea caracteristicilor tehnologice i valoarea fiziologic nalt a produselor create.

Sortimentul produselor funcionale ale productorilor autohtoni este limitat, fiind n mare msur condiionat de lipsa adaosurilor alimentare biologic active autohtone cu caracteristici tehnologice i fiziologice funcional efective.

Una din cile efective ar fi crearea emulsiilor alimentare cu destinaie funcional, care presupune elaborarea unor sisteme disperse cu multe componente i care conin ingrediente fiziologice funcionale. La crearea emulsiilor alimentare cu destinaie funcional este important utilizarea adaosurilor care combin funciile tehnologice, cele mai importante fiind emulgarea, modificarea consistenei i asigurarea stabilitii n timpul pstrrii.

n acest caz, urmeaz s se in cont de compoziia acizilor grai, n special a celor polinesaturai, respectarea unui raport optim al acizilor -3:-6, care sunt eseniali pentru funcionarea normal a organismului uman. Acest scop poate fi realizat prin elaborarea unor compoziii de uleiuri vegetale cu proprieti i compoziie chimic bine cunoscut. Elaborarea unor asemenea tehnologii de obinere a emulsiilor alimentare pe baz de amestecuri de uleiuri vegetale au fost studiate de lenscaia .V. (RU), Paronean V.H. (RU), Voscanean O.S. (RU), Tirsina A.V. (RU), Screabina N.M. (RU), Rahimullina R.Z. (RU), Camian .. (RU), Iusov S.. (RU) .a. [112,113,114,115].

27

Elaborarea unor metode efective de producere a emulsiilor alimentare cu destinaie funcional cu adaos de extracte din materia prim vegetal de origine local, dar i cu efect sinergic este o problem actual i de perspectiv.

1.6. Stabilitatea emulsiilor alimentare

Cele mai importante proprieti ale emulsiilor alimentare sunt: stabilitatea, comportamentul reologic, textura i aroma [121,123,127]. Factorii care au influen asupra acestor proprieti pot fi generalizai dup cum urmeaz: tipul, concentraia emulgatorilor i faza uleiului, metoda de omogenizare i emulsionare, faz continu. n ceea ce privete tehnologiile de preparare a emulsiilor alimentare, este rezonabil a fi utilizai emulgatori i stabilizatori din compoziii naturale i ncorporarea uleiurilor vegetale cu valoare biologic sporit.

1.6.1. Stabilitatea fizic a emulsiilor Emulsiile sunt sisteme eterogene a cror stabilitate n timp este limitat [7,8]. Prin

modificarea mrimii particulelor i a numrului acestora apare fenomenul de nestabilitate i starea iniiala a sistemului se schimb.

Se disting patru mecanisme de destabilizare a emulsiilor mecanismele crora sunt prezentate n figura 1.4 [125,128,129,130].

Fig. 1.4. Mecanismele de destabilizare a emulsiilor

Cremarea este separarea n dou emulsii, din care una este mai concentrat n picturi

dect cealalt. Ea nu reprezint o rupere definitiv a emulsiei: prin agitare, emulsia revine la

28

starea iniial. Este posibil uniformizarea, deoarece particulele sunt inconjurate de un strat

emulgator [144].

Floculare - ruperea sau separarea completa a celor dou faze. Particulele fazei disperse

se grupeaz formnd agregate. n continuare are loc coalescena, cnd pictura fuzioneaz, ceea

ce duce la separarea complet a fazelor. Ultima faza distrugerea reprezint o rupere complet a

emulsiei [145].

1.6.2. Stabilitatea oxidativ a emulsiilor

n ultimul timp, o atenie deosebit a fost acordat cercetrilor privind oxidarea emulsilor

de tip ulei-n-ap [146,147,148]. Motivul const n varietatea emulsiilor alimentare pe piaa

mondial i disponibilitatea lor ca produse alimentare utilizate zilnic de populaie. Oxidarea

lipidelor a fost studiat n grsimi i uleiuri, precum i n lipide emulsionate

[149,150,151,152,153].

Factorii care afecteaz stabilitatea oxidativ a emulsilor de tip ulei-n-ap sunt structura

chimic a lipidelor, caracteristicile interfaciale, carateristicile picturilor (concentraia,

dimensiunile) i interaciunea cu componentele fazei apoase (sare, zaharuri, proteine) [154,155].

Procesul de oxidare a lipidelor depinde de tipul emulgatorului i uleiului emulsionat

[146,148,151]. n multe cercetri privind oxidarea emulsiilor de tip ulei-n-ap, emulsiile au fost

pregtite cu surfactani sintetici, n timp ce proteinele naturale sunt recomandate pentru uz

alimentar. Reaciile de oxidare a lipidelor sunt asemntoare pentru toate produsele alimentare

cu coninut lipidic, dar diferii factori pot afecta vitez de oxidare n fiecare sistem aparte. Unii

dintre cei mai importani factori care afecteaz oxidarea lipidelor n emulsiile alimentare sunt

tipul emulgatorului, pH [156], prezena urmelor de metale cum ar fi fierul i a condiiilor

tehnologice din procesul de emulsionare [149,150]. Dimensiunea picturilor i, prin urmare,

suprafaa interfacial total, de asemenea, poate avea impact asupra ratei de oxidare

[156,157,158]. n celelalte tipuri de alimente, tratamentul termic i procesele de amestecare vor

afecta, de asemenea, stabilitatea oxidativ a produsului finit [159,160]. De exemplu, n cazul

alimentelor solide coapte, cum ar fi produsele de panificaie, temperatura i durata de coacere va

influena viteza de oxidare. n toate tipurile de alimente, viteza de oxidare poate fi, de asemenea,

afectat de interaciunile dintre diferite ingrediente [161,162].

n alimente activitatea antioxidant depinde de structura (numrul i poziia grupelor

hidroxil legate de inelul aromatic) i reactivitatea chimic a antioxidantului [163,164].

Activitatea acestor antioxidani n sistemele alimentare va depinde, de asemenea, de ali factori,

cum ar fi amplasarea lor fizic, pH i interaciunea cu alte ingrediente n produsele alimentare

29

[165,166]. Eficacitatea antioxidant este afectat de mecanismul de oxidare concret care

predomin n sistemul de alimentare. Prin urmare, eficacitatea antioxidanilor naturali variaz n

mod semnificativ n diferite tipuri de alimente [167,168].

Oxidarea lipidelor este unul dintre cele mai importante procese de deteriorare a

produselor alimentare cu coninut lipidic [169,170]. Acest proces poate fi redus de antioxidani,

care pot fi prezeni n componena natural a produselor alimentare sau care pot fi adugai

intenionat, aa ca antioxidanii sintetici [164,165,166,168].

n ultimul timp se constat un interes sporit pentru nlocuirea antioxidanilor sintetici prin

compui naturali cu activitile antioxidante pentru a evita sau a minimiza utilizarea aditivilor

alimentari sintetici [171,172]. Acidul ascorbic i tocoferolii sunt cei mai importani antioxidani

naturali comerciali [46,82,83,84,173]. Alte surse de antioxidani naturali sunt carotinoizii,

flavonoidele i acizii fenolici [174,175]. n ultimii ani, compuii fenolici, cum ar fi acizii

hidroxicinnamici, acidul cafeic i acidul cumaric au fost evideniai datorit potenialului lor de

activitate antioxidant [176,177,178].

1.7. Proprietile antioxidante ale polifenolilor

Polifenolii - compui aromatici care conin grupri OH pe inelul benzenic. La

polifenolii naturali se refer flavonoidele i acizii fenolici, alcoolii fenolici, precum i taninele,

ligninele i stilbene formate pe baza lor [176,177,178]. Interesul pentru polifenoli este cauzat de

faptul c aceti compui sunt capabili s reduc riscul de ateroscleroz, cancer i boli

cardiovasculare. Se consider c aceste proprieti se datoreaz activitii antioxidante nalte a

polifenolilor. Ca urmare, aceti compui pot inhiba procesele de oxidare, proteja biomoleculele

(membrane de lipide, proteine, ADN) de oxidare [179,180,181]. Astfel, cercetarea activitii

antioxidante a polifenolilor prezint un interes deosebit pentru dezvoltarea industriei alimentare.

Compuii polifenolici pot fi caracterizai prin activitate antioxidant, ceea ce se poate

demonstra prin cantitatea de molecule oxidate neitralizate de o singur molecul de antioxidant

[182,183]. Aceste proprieti sunt determinate de structura antioxidantului i mecanismul

reaciei. De menionat c numrul de grupri OH disponibile, precum i produsele de reacie

(dimere sau quinine), sunt capabile a intra n reacie cu radicalii liberi DPPH i, prin urmare,

influeneaz direct activitatea antioxidant a polifenolilor, mrindu-o [184,185].

Dintr-o mulime de suplimente naturale, cele provenite din materii prime de origine

vegetal corespund n mare msur cerinelor prevzute pentru produsele respective [186,187].

Astfel, prin extracie din materia vegetal de origine autohton pot fi identificate astfel de

substane utile cum ar fi polifenolii, care au o activitate antioxidant sporit. Anume formarea

30

compuilor fenolici este una din caracteristicile deosebit de importante ale celulei vegetale

[188,189,190]. Polifenolii manifest activitate antioxidant puternic, datorit caracteristicilor

lor structurale. Molecula polifenolului este format din dou sau mai multe inele benzoice

adiionate la atomi de grupurile hidroxil, care determin efectul antioxidant al polifenolului

[176,178,180,184]. Structura chimic, precum i unele surse de polifenoli cu indicarea numrului

de grupri OH, capabile a intra n reacie cu radicalii liberi, sunt prezentate n tabelul 1.7.

Tabelul 1.7. Caracteristica proprietilor antioxidante ale polifenolilor alimentari

Polifenoli Sursa Structura chimic Numrul de grupri-OH Referin

Flavanole 1 2 3 4 5

Catechin

Vin rou, ceai negru, mere, caise, struguri, prune, afine, mure

5 [191] [194] [195]

Epicatechin Ciocolat, ceai verde, hric, fasole

5

[191] [192] [194] [195] [196]

Proantocianidine

Extracte din semine de struguri, ulei din semine de struguri

10 [193] [197]

Flavanone

Hesperitin

Suc de lmie, portocale, suc de portocale, grapefruit, suc de mandarine

8 [198] [199] [200]

Naringenin Portocale, grapefruit, lmie, ment

3 [198] [199] [200]

31

Continuarea tab. 1.7

1 2 3 4 5 Flavonole

Cvercetina

Mere, ceap, hric, ardei dulce, telin, broccoli, leutean, ptrunjel

5 [201] [207]

Campferolul

elin, ceap, leutean chimen dulce, ardei dulce, roii, frunze de spanac, ptrunjel, salat verde

4 [201] [207]

Acizi fenolici

Acid galic

Ceai negru, vin rou, cartofi, frunze de salat

3

[202] [203] [204] [206]

Acid clorogenic

Cafea, afine, pere, ciree, mere, portocale, leutean

5 [204] [206]

Acid cafeic Vin rou, ardei dulce, leutean

2

[204] [205] [206]

Acid siringic

Afine, pere, ciree, mere, portocale, grapefruit, ardei dulce

1 [204] [206]

Acid ferulic

suc de ciree, suc de mere, lmie, piersicii , ardei dulce

1 [204] [206]

32

Dup cum se observ din tabelul 1.7, principala surs de compui polifenolici sunt

fructele, legumele, plantele aromatice. Republica Moldova, fiind ar agrar, are un sortiment

bogat de produse vegetale. n cadrul cercetrilor noastre au fost folosite surse vegetale de origine

autohton i anume unele plante aromatice ptrunjelul i leuteanul; ardeiul dulce de diferite

soiuri. Compoziia i coninutul polifenolilor din ptrunjel, leutean i ardei dulce sunt prezentate

n tabelul 1.8.

Tabelul 1.8. Compoziia i coninutul polifenolilor din ptrunjel, leutean i ardei dulce

Denumiea polifenolului

Coninutul polifenolilor, mg/100g

Ptrunjel Leutean Ardei dulce verde Ardei

dulce rou Referin

1 2 3 4 5 6 Flavonole

Apigenina 302,00 - - - [163], [164],

[165], [168]

[186], [187],

[188], [189]

[190]

Lutelina 1,24 - 0,69 0,63

Campferolul 0,44 7,00 - -

Cvercetina 0,33 170,00 0,65 -

Miricetin 8,08 - - -

Acizi fenolici

Acid clorogenic - 1,362 - - [164], [165],

[186], [187],

[188], [189]

[190], [208]

[209], [210]

Acid feriluc - - 0,37 0,55 Acid cafeic - 2,121 1,3 1,2

Acid vanilic - - 0,17 0,31

Acid cumaric - - 0,15 0,31

Acid sinapic - - 0,18 0,38

Pentru aceasta este necesar elaborarea tehnologiei de extragere a polifenolilor din

materia prim, dar i asigurarea pstrrii lor. De altfel, stabilitatea polifenolilor va depinde n

mare msur de metoda de extragere i de mediul de pstrare a lor. Unul din domeniile

promitoare ale cercetrii tiinifice n prezent este obinerea compuilor polifenolici prin

extracie i ncorporarea acestora n diferite alimente [211,212].

Utilizarea diferitelor metode de extracie cu scopul obinerii compuilor polifenolici este

cea mai oportun din punct de vedere al pstrrii polifenolilor i posibilitii utilizrii lor n

diferite scopuri. nsi metoda de extragere propriu-zis, trebuie s fie aleas cu condiia pstrii

33

la maxim a substanelor preioase. ncorporarea extractelor n diferite produse alimentare poate

micora procesele de degradare i ameliora valoarea biologic a produselor alimentare.

1.8. Concluzii la capitolul 1

Studiul bibliografic efectuat privind problema elaborrii tehnologiilor de fabricare a

emulsiilor alimentare pe baz de amestecuri de uleiuri vegetale permite formularea

urmtoarelor concluzii:

1. Prin studierea proprietilor uleiului din semine de struguri s-a stabilit c acesta posed

proprieti curative, datorit coninutului sporit de acizi grai polinesaturai (-3 i -6),

antioxidani naturali cum ar fi vitamina (, , ) i polifenoli (proantocianidine), ceea ce

demonstreaz valoarea biologic sporit a acestui produs.

2. Crearea produselor alimentare cu proprieti funcionale este o direcie prioritar de

dezvoltare a alimentaiei publice, emulsiile alimentare ocupnd un loc esenial.

3. Oxidarea lipidelor reprezint unul dintre cele mai importante procese de deteriorare a

produselor alimentare cu coninut lipidic. Acest proces poate fi redus cu ajutorul antioxidanilor,

care pot fi componente naturale ale produselor alimentare, sau pot fi adugate intenionat.

Polifenolii prezint un interes sporit datorit activitii antioxidante importante i pot fi obinui

din materie vegetal prin extracie.

Reieind din aceste considerente, n partea experimental urmeaz a rezolva urmtoarele

probleme:

a elabora un amestec de uleiuri vegetale cu un raport echilibrat al acizilor grai polinesaturai pentru utilizarea ulterioar n calitate de baz lipidic privind crearea

emulsiilor alimentare cu valoare biologic sporit;

a cerceta influena ncorporrii uleiului din semine de struguri asupra indicilor fizico-chimci, precum i proprietile reologice, structurale i organoleptice ale emulsiilor

alimentare;

a elabora tehnologia de obinere a extractelor naturale din materie vegetal de origine autohton, precum i cercetarea coninutului de polifenoli i activitatea antioxidant a

acestora n extractele obinute;

a cerceta posibilitatea de creare i elaborare a tehnologiei de obinere a emulsiilor alimentare cu adaos de extracte naturale n scopul obinerii unor produse cu proprieti

funcionale, cu valoare biologic sporit, cu stabilitate oxidativ i microbiologic.

34

2. MATERIALE I METODE

2.1. Materiale

2.1.1. Materii prime

Pentru efectuarea cercetrilor experimentale, n calitate de materie prim dintre uleiurile

vegetale au fost utilizate:

ulei de floarea-soarelui dublu rafinat i dezodorizat Razdolie (HGM434/2010) [213]; ulei din semine de struguri rafinat i dezodorizat (HGM434/2010) [213].

De asemenea, a fost utilizat materia prim autohton de origine vegetal n stare iniial,

achiziionat att din sistemul de comer, ct i direct de pe lot, recoltate n anii 2008-2011, i

anume:

ardei dulce de culoare roie i verde soiul Rndunica (SM 211:2000) [214]; ptrunjel soiul Zaharat (SM 211:2000) [214]; leutean soiul Raru (SM 211:2000) [214].

2.1.2. Materii auxiliare

Pentru elaborri tehnologice s-au utilizat: lapte praf degresat (GOST 10970 74); zahr

tos (GOST 21-94 ); sare de buctrie alimentar (GOST 13830-97); ap dedurizat (GOST 2874-

82); bicarbonat de sodiu (GOST 2156-76), praf de ou (GOST 30363-96); mutar praf (GOST

13979.4-68); oet de 3% (U U 6-05761672.130-94); stabilizator (Cremodan SE 68)

[215,216,217,218,219,220,221,222].

2.2. Reactivi

Pentru efectuarea cercetrilor experimentale s-au utilizat un ir de reactivi indicai n

tabelul 2.1.

Tabelul 2.1. Lista reactivilor

Nr. Denumirea reactivului Standard Puritate Furnizorul /productorul

1 2 3 4 5 1. Etanol (25) GOST 17299-78 99,9% I.S. CNVCPA, Moldova

2. Cloroform (CHCl3) GOST 20015-74 99% Ecochimie SRL, Polonia

3. Fenolftalein (C20H14O4) GOST 5850-77 95% Ecochimie SRL

4. Hidroxid de potasiu (KOH) GOST 24363-80 95% Ecochimie SRL

5. Hidroxid de sodiu (NaOH) GOST 4328-77 95% Ecochimie SRL

6. Acid acetic glacial (C2H4O2) GOST-5815-77 90% Ecochimie SRL, Ucraina

35

Continuarea tab. 2.1. 1 2 3 4 5

7. Acid tiobarbituric (C4H4N2O2S)

U 6-09-10-1842-89

98% Alfa Aesar, Germania

8. Iodur de potasiu (KI) GOST-4232-74 98% Ecochimie SRL, Polonia

9. Tiosulfat de natriu cristalin (Na2S2O3)

GOST-224-76 99,5% Ecochimie SRL, Ucraina

10. Amidon (C6H10O5)n GOST-10163-76 99,5% Ecochimie SRL, Moldova

11. Rodanid de amoniu (NH4SCN)

GOST 4207-75 99,5% Ecochimie SRL

12. Sarea lui Mor ((NH4)2Fe(SO4)26H2O) GOST 4208-72 99% Sigma-Aldrich, USA

13. 2,2,4-trimetilpeptan ((3)3CH2CH(CH3)2)

GOST 4059-75 98% Sigma-Aldrich, USA

14. 2-propanol (CH3CH(OH)CH3)

GOST 9805-84 98% Ecochimie SRL

15. Butanol-1 (C4H9OH) GOST 6006-78 99,5% Ecochimie SRL

16. Hidroperoxid de cumen (C6H5C(CH3)2OOH)

- 88% Sigma-Aldrich, Milwaukee, USA

17. P-anisidin (C7H9NO / H2NC6H4OCH3)

TU 6-09-09-420-74


20. Metanol (3) GOST 2222-95 99,8% Sigma-Aldrich, Germania

21. Carbonat de sodiu (Na2CO3) GOST 5100-85 99% Ecochimie SRL/ Polonia

22. 1,1-difenil-2-picrilhidrazil (1812N5O6)

- 95% Sigma-Aldrich, USA

23. Folin-Ciocalteu (

3W

12

40 + 31240) - 98% Sigma-Aldrich, USA

24. 3,4,5-trihydroxybenzoic acid (765 2)

TU 6-09-3591-74


25. Fuxin (C20H2ON3Cl) TU 6-09-3804-82

95% Ecochimie SRL

26. Mediu nutritiv Geloz peptonat din carne (C12H18O9) n

GOST-17206-96 Autohtone autorizate de MS

p.a. Centrul Naional de Sntate Public, Moldova

27. Mediu nutritiv Sabouraud Autohtone autorizate de MS

p.a. Centrul Naional de Sntate Public, Moldova

36

Toi reactivii chimici utilizai au avut priprietatea de puritate analitic. Pe tot parcursul

cercetrilor s-a folosit ap distilat i bidistilat.

2.3. Metode fizico-chimice pentru determinril analitice ale uleiurilor vegetale i emulsiilor

alimentare

2.3.1. Cromatografia gazoas

Cromatografia gazoas (GC-2014) a permis efectuarea analizei acizilor grai n probele

de uleiuri vegetale investigate la cromatograful cu gaz Hewlett-Packard model 5890 dotat cu

detector de ionizare n flacr FID1A i conectat la un ordinator cu ChemStation (Hewlett-

Packard, Palo Alto, CA, USA), echipat cu o baz de date i cu un dispozitiv pentru preluarea i

injectarea probelor. Probele n form de esteri metilici au fost analizate pe coloana capilar BPX-

70 (30m x 0,25mm d.i., 0,25 m i cu faza staionar compus din 70% cianopropil

polisilfenilen- siloxan; SGE, Melbourne, Australia).

Acizii grai au fost separai n funcie de lungimea catenei i n dependen de gradul lor

de nesaturare. Heliul a fost utilizat drept gaz purttor cu un flux constant de 1,2 ml/min.

Presiunea aplicat gazului purttor este de 142 kPa la 190oC. Condiiile: temperatura de reper

60C; temperaturile injectorului i detectorului au fost meninute la 230C. Concentraiile au fost

determinate din ariile semnalelor, folosind curba standard a uleiului autentic i baza de date.

2.3.2. Spectroscopia infrarou (IR)

n regiunea infraroie a spectrului electromagnetic materia gras absoarbe energia radi-

ant la dou lungimi de und specifice n infrarou mediu - max 3, 45 = m i 5,73 m i dou

lungimi de und specifice n infrarou apropiat - 1724 nm i 1230 nm. Vibraia gruprilor

caracteristice lipidelor la aceste lungimi de und cauzeaz o variaie important a densitii

optice, care este corelat direct coninutului de grsimi, purttoare ale acestor grupri.

n IR mediu, absorbia la 5,73 m este asociat vibraiei gruprilor carbonil din legtura

de tip ester, iar 3,45 m corespunde vibraiilor legturilor C-H din catena acizilor grai. Msurile

n spectroscopia IR trebuie efectuate la dou lungimi de und specifice, n acest caz rezultatele

fiind exacte i adecvate.

Msurrile au fost efectuate la spectrofotometrul SPECORD M80.

37

2.3.3. Spectroscopia UV/Vizibil

Spectrofotometria este o ramur a spectroscopiei moleculare ce se ocup de analiza

calitativ i cantitativ a spectrelor de absorbie n domeniul UV/Vis a substanelor anorganice

sau organice n stare lichid.

Analizele efectuate prin metodele spectroscopiei UV/Vis au permis controlul parametrilor

fizico-chimici, caracteristici materiei grase, precum i urmrirea evoluiei indicilor de calitate a

uleiurilor vegetale/emulsiilor alimentare. Msurrile au fost efectuate la spectrofotometrul

HACH-LANGE, DR 5000.

2.4. Indici de calitate ai uleiurilor vegetale i emulsiilor alimentare

2.4.1. Indicele de aciditate

Principiul metodei de determinare a indicelui de aciditate const n neutralizarea acizilor

grai liberi, care se conin n proba de ulei vegetal / emulsie alimenar analizat cu ajutorul

soluiei etilice de hidroxid de potasiu n prezena indicatorului fenolftaleina [223].

ntr-o colb conic cu volumul de 250 ml se cntresc 5 g de prob cu precizia de 0,01 g.

Apoi n proba analizat se adaug 25 ml de cloroform i 25 ml alcool etilic. Coninutul colbei se

amestec prin agitare, dup ce se adaug cteva picturi de fenolftalein. Soluia obinut de ulei

vegetal / emulsie alimentar analizat, agitat incontinuu, se titreaz cu soluie de hidroxid de

potasiu cu concentraia molar de 0,1 moli/dm3 pn la apariia unei nuane de culoare roz pal,

stabil timp de 30 s.

Calculul indicelui de aciditate (IA) se efectueaz dup formul:

mNVIA KOHKOH 11,56= [mg KOH / 1 g ulei], (2.1)

unde:

VKOH - volumul hidroxidului de potasiu consumat la titrare, ml;

NKOH - concentraia exact a soluiei standarde de hidroxid de potasiu folosit la titrare,

mol/dm3;

56,11 - masa hidroxidului de potasiu, echivalent 1cm3 1 mol/dm3 soluie de hidroxid de

potasiu;

m - masa probei, g.

38

2.4.2. Indicele de peroxid

Principiul metodei de determinare a indicelui de peroxid se bazeaz pe reacia de

interaciune a produselor de oxidare a uleiurilor vegetale (peroxizi i hidroperoxizi) i iodura de

potasiu n soluie de acid acetic i cloroform i determinarea cantitii de iod eliminat la titrarea

cu soluie de tiosulfat de natriu prin metoda titrimetric [224].

Indicele de peroxid exprim numrul de moli echivaleni de peroxid la 1 kg de materie gras. Este cel mai frecvent msurat cu scopul de a stabili gradul de oxidare lipidic, dei, pentru aceeai valoare a indicelui de peroxid, la diferite produse, gustul alterat poate avea intensiti variabile.

Pentru efectuarea msurrilor, preventiv au fost preparate soluiile de amidon: 5 g de

amidon se amestec cu 30 cm3 ap, soluia dat se adaug n 1000 cm3 de ap clocotind i se

fierbe timp de 3 minute; soluia de tiosulfat de natriu de 0,1 n: ntr-o fiol de titru-standard cu

reactiv de tiosulfat de natriu se face o gaur, apoi coninutul fiolei se transfer ntr-un balon cotat

cu volumul de 1 dm3. Volumul balonului se aduce pn la cot cu ap distilat, se nchide i se

amestec minuios pn la dizolvarea complet a substanelor. Soluia obinut se pstreaz n

vesel ntunecat.

La efectuarea determinrilor, n balona se cntresc 2 g de ulei vegetal / emulsie alimentar cercetat, se adaug 10 cm3 de cloroform, se dizolv rapid proba analizat, apoi se toarn 15 cm3 de acid acetic glacial i 1 cm3 de iodur de potasiu. Dup aceasta se nchide, amestecnd timp de 1 min i se las pe 15 min n loc ntunecat. Apoi se adaug 75 cm3 de ap distilat, se amestec i se adaug soluie de amidon pn la apariia unei nuane pal-albstrii, iar iodul eliminat se titreaz cu soluie de tiosulfat de natriu pn la apariia unei culori albui, stabil timp de 5 s. Paralel cu determinarea de baz se efectueaz titrarea de control.

Rezultatele obinute se calculeaz conform relaiei urmtoare:

IP = )(

1000)(gmNVV

pr

tiosprref [mol peroxid/kg materie gras], (2.2)

unde: Vref - volumul soluiei de tiosulfat de natriu consumat la titrarea probei de referin, [ml]; Vpr - volumul soluiei de tiosulfat de natriu consumat la titrarea probei analizate, [ml]; Ntios concentraia normal a soluiei de tiosulfat de natriu; 1000 coeficient de recalculare a mol peroxid/g n mol peroxid/kg.

39

2.4.3. Dozarea hidroperoxizilor Principiul metodei de determinare a coninutului de hidroperoxizi const n extracia

preventiv a acestora din probele analizate n soluie de izooctan/2-propanol (3:1) i capacitatea

hidroperoxizilor de a forma compui colorai cu rodanid de amoniu [225].

Hidroperoxizii au fost determinai conform metodei propuse de Shanta i Decker. La

1,5ml de amestec isooctan/2-propanol (3:1) se adaug o alicot de 0,3 ml de emulsie examinat,

se agit n trei reprize a cte 10 sec., apoi se centrifugheaz timp de 2 minute la 2000 rot/min. Se

preiau 0,2 ml din faza organic i se adaug la 2,8 ml de amestec de etanol/butanol (2:1, v:v).

Apoi se adaug 15 l de soluie 3,94M de rodanur de amoniu i 15 l de soluie 72 mM de

FeSO4 (proaspt preparat). Dup 20 minute se msoar absorbana soluiilor, folosind o radiaie

incident =510 nm. Concentraia hidroperoxizilor a fost calculat din curba etalon

[226,227,228,229].

2.4.4. Dozarea dienelor / trienelor conjugate Metoda se bazeaz pe msurarea schimbrii absorbanei la o lungime de und fix n

regiunea UV pentru o mas constant a probei. O cretere a absorbanei denot c produsul este oxidat [230].

0, 01 g de proba analizat a fost cntrit ntr-un balon cotat de 25 ml. Proba a fost adus pn la cot cu cloroform i amestecat bine. Absorbia probei dizolvate a fost msurat n UV / Viz Spectrofotometru HACH LANGE-DR-5000 (Germania) la 236 nm i 273 nm, utiliznd cuveta de cuar 10 10 mm. Valorile CD i CT au fost calculate folosind urmtoarele ecuaii:

CCD/CT = A236/273 / ( l); (2.3)

CD/CTval = [CCD/CT (2.5 104)] / W , (2.4)

unde:

CCD / CT - concentraia CD / CT n mmol / ml (concentraia molar);

A236/273 - absorbana soluiilor de cercetare la 236 nm i 273 nm;

- absorbia molar (coeficient de extincie) hidroperoxid a acidului linoleic (2. 525

104 M-1 cm-1);

l - lungimea cuvei n cm (1 cm);

2. 5 104 - factorul de conversie (1000 micromol / mmol), astfel nct coninutul CD i

CT poate fi exprimat n mol;

W masa probei analizate, [g].

Rezultatele au fost exprimate n micromoli de diene i triene conjugate pe gram de prob

analizat.

40

2.4.5. Indicele p-anisidin Principiul metodei de determinare a indicelui de p-anisidin const n determinarea

aldehidelor nesaturate (2,4-dienale, 2-alchenale) n uleiuri vegetale / emulsii alimentare prin reacia cu p-anisidin [231].

P-anisidina interacioneaz cu compuii aldehidici din uleiuri i emulsii, dar intensitatea

culorii glbuie a produselor de reacie formate nu depinde doar de cantitatea compuilor

aldehidici prezeni, dar i de structura lor. Intensitatea culorii n cazul legturilor duble n lanul

carbonic, conjugate cu legturi duble carbonil, conduce la creterea absorbanei molare de cinci

ori. Aceste msurri a 2-alchenelor i dienelor au aportul maxim n absorbana total a

sistemului. Pentru efectuarea determinrilor s-au pregtit soluii de p-anisidin, pentru care ntr-

un balon cotat de 50 cm3 s-au cntrit 0,125 g de p-anisidin, care n continuare a fost dizolvat

n acid acetic glacial pn la cot. Reactivul de p-anisidin a fost pregtit n ziua efecturii

determinrilor, excluznd lumina natural puternic. Reactivul a fost pstrat la loc ntunecat nu

mai mult de 24 ore. Pentru prepararea soluiei de prob analizat n izooctan, n balonul cotat de

25 cm3 s-a cntrit 1,0 g de prob analizat, care n continuare a fost adus pn la cot cu

izooctan. Pentru soluia-martor, n 5 cm3 de prob analizat dizolvat n izooctan se adaug 1

cm3 de acid acetic glacial. Soluia obinut se amestec minuios. Pentru soluia colorat, n 5cm3

de prob analizat dizolvat n izooctan se adaug 1 cm3 reactiv de p-anisidin. Soluia obinut

se amestec minuios.

Densitatea optic a soluiilor de lucru a fost msurat, folosind drept etalon soluia de solvent izooctan, utiliznd spectrofotometrul HACH-LANGE, DR5000. Indicele de p-anisidin s-a determinat dup formul:

p-A.V. = m

AbAs )2,1(25 [u.c.], (2.5)

unde: p-A.V. indicele de p-anisidin, u.c.; As - absorbia soluiei colorate; Ab absorbia soluiei-martor; M masa probei cercetate, g. Testul cu p-anisidin este reprezentativ i coreleaz cu rezultatele msurrilor senzoriale

ale oxidrii lipidelor.

41

2.4.6. Indicele tiobarbituric (TBA) Principiul metodei se bazeaz pe capacitatea acidului tiobarbituric de a forma compui de

culoare roie cu dialdehida malonic. Metoda a fost utilizat pentru determinarea indicelui tiobarbituric i stabilirea cantitatii dialdehidei malonice n probele analizate [232].

Pentru efectuarea determinrilor s-au pregtit soluii de acid tiobarbituric. ntr-un balon cotat de 100 cm3 a-au cntrit 0,67 g de acid tiobarbituric, care n continuare s-au dizolvat n acid acetic pn la cot. Pentru a obine soluia acidului acetic, reactivul acidului acetic glacial de 90% a fost diluat n raport 1:1 cu ap distilat.

La efectuarea determinrilor, n balonul Erlinmeier s-au cntrit 3,0 g de prob analizat, s-au adugat 10 cm3 de izooctan i s-a amestecat minuios pn la dizolvarea complet a probei. n soluia obinut s-au adugat 10 cm3 soluie acid tiobarbituric, s-a amestecat minuios 4 minute i s-a plasat pe baia de ap pentru 30 min. Paralel cu determinrile de baz se efectuau i cele de control, n care proba analizat s-a nlocuiat cu cantitatea echivalent de ap distilat.

Dup ce soluiile obinute au fost temperate pn la temperatura camerei, s-a msurat densitatea optic, utiliznd spectrofotometrul HACH-LANGE, DR5000 la lungimea de und =535 nm. Indicele tiobarbituric a fost exprimat n mg dialdehidului malonic la kg prob analizat i s-a determinat dup formula:

ITBA = 7,8 (A1 A2) [mg/kg proba analizat], (2.6)

unde: A1 absorbia probei analizate; A2 absorbia probei de referin; 7,8 coeficientul de recalculare a mg n kg.

2.4.7. Determinarea viscozitii dinamice a emulsiilor alimentare Proprietile reologice ale emulsiilor alimentare experimentale au fost cercetate prin

msurarea viscozitii dinamice, utiliznd metoda rotativ [233]. Pentru aceasta s-a utilizat

viscozimetrul rotativ de tip REOTEST 2, care permite caracterizarea cea mai complet a

proprietilor structurale i reologice ale sistemelor de dispersie i ofer msurarea viscozitii n

intervalul de 1-1,8 Pa cu o eroare relativ nu mai mult de 3-4%.

Avnd n vedere c structura probelor experimentale a emulsiilor alimentare cercetate

atinge starea cea mai stabil dup 15-20 ore, cercetrile au fost efectuate a doua zi dup

fabricarea produsului, la viteza tangenial (Dr) de la 3 s-1 1,32 s-1 la 20 0C nainte i dup

impactul mecanic.

42

2.4.8. Evaluarea microstructurii emulsiilor alimentare Microstructura i dimensiunile globulelor de grasime a emulsiilor alimentare

experimentale au fost determinate folosind microscopul optic digital modelul Motic DMB 5-

5 (China). n acest scop, o pictur de emulsie alimentar de tip maionez cercetat se

amplaseaz pe o lamel de sticl, se acoper cu o lamel de acoperire, apoi se aaz pe masu de

lucru a microscopului. Imaginile probelor emulsiilor alimentare experimentale au fost obinute

utiliznd camera digital conectat la microscop. Parametrii de baz cum ar fi raza globulelor de

grsime, precum i cantitatea lor ntr-o unitatea de suprafa, au fost determinai prin intermediu

programului software Motic, corespunztor modelului camerei digitale.

2.5. Indicii de calitate ai extractelor naturale

2.5.1. Determinarea coninutului total de polifenoli

Pentru determinarea coninutului total de polifenoli n extractele naturale din materie

vegetal de origine autohton, i anume, din ardei dulce, ptrunjel i leutean, s-au luat ca baz

metoda de analiz spectrofotometric, propus de ctre Singleton, cu ajutorul reactivului Folin-

Ciocalteu [234].

Pentru cercetri s-au luat 0,5 ml prob cercetat i s-au transferat ntr-un balon ntunecat

Tatiana Capcanari Thesis

Documents

Transcript of Tatiana Capcanari Thesis