Sposób określenia stabilności tłuszczów, zwłaszcza olejów jadalnych

Facebook Linkedin Twitter Google

Metoda ultrasłabej chemiluminescencji i fotoindukowanej chemiluminescencji.
Jakość finalnych produktów tłuszczowych oraz ich surowców wyjściowych łatwo ulegają pogorszeniu wskutek procesu utleniania, a powstałe produkty są w różnym stopniu toksyczne, co może zdyskwalifikować ich przydatność spożywczą. Współczesna kontrola jakości produktów żywnościowych, zarówno podczas ich wytwarzania, transportu i przechowywania, wymaga metod dokładnych i mało czasochłonnych. Warunki takie spełniają metody luminescencyjne, a zwłaszcza metody ultrasłabej chemiluminescencji i fotoindukowanej chemiluminescencji opracowane w Zakładzie Fizyki Akademii Rolniczej w Szczecinie i opisane w pracy doktorskiej (Skórska 1989).

Numer referencyjny
P92
Typ oferty
Oferta technologiczna
Jednostka naukowa
  • Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny
  • Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa

Dotychczasowe możliwości techniczne wymagały rozbudowanych zestawów pomiarowych o dużych gabarytach i dość kosztownych. Z takich też powodów, metody detekcji słabych emisji fotonowych rejestrowanych podczas reakcji chemiluminescencyjnych rzadko były wykorzystywane. Znaczny postęp w miniaturyzacji zintegrowanych modułów fotopowielaczowych oraz upowszechnienie tanich podzespołów z mikroprocesorami pozwoliły na radykalny postęp w konstrukcji małych, lekkich i energooszczędnych zestawów do detekcji chemiluminescencji spontanicznej i fotoindukowanej.

Metodyka pomiarów chemiluminescencji i fotoindukowanej chemiluminescencji została opracowana w Pracowni Biofizyki Zakładu Fizyki AR w Szczecinie. Pomiary wykonywano za pomocą zestawów detekcyjnych pracujących w układzie zliczania impulsów jednoelektronowych z wysokoczułymi fotopowielaczami. Zestawy zostały zaprojektowane i częściowo wykonane w Pracowni Biofizyki. Czas pojedynczego pomiaru 10 s, a wielkość próbki 2 ml (oleje) lub 2 g (próbki stałe). Badane próbki można było termostatować w zakresie od +10°C do +90°C. Do badań fotoutleniania wykorzystywano: fluorescencyjną lampę rtęciową, żarówkę wolframową, ksenonową lampę błyskową, lampę UV z filtrem Wooda (365 nm). Badania przeprowadzano na rafinowanym oleju sojowym i rzepakowym, surowym oleju rzepakowym, maśle śmietankowym i roślinnym, margarynie, smalcu wieprzowym, śmietance w proszku i innych produktach mlecznych oraz na wyekstrahowanych lipidach ryb mrożonych. Do badań porównawczych wykorzystano modelowe substancje lipidowe: trójoleinian gliceryny oraz oleinian etylowy. Jako antyutleniacze stosowano butylohydroksyanizol (BHA), 1-naftol, DL-a-tokoferol. Uzyskiwane wyniki z pomiarów chemiluminescencyjnych były weryfikowane za pomocą analiz chemicznych. Zawartości nadtlenków (liczbę nadtlenkową) w badanych próbkach wyznaczano standardową metodą jodometryczną oraz kolorymetryczną metodą siarkocyjankową. Liczbę anizydynową oznaczano wg normy IUPAC.

Oczekiwana forma współpracy
Umowa współpracy technicznej
Korzyści z zastosowania technologii

Pomiary procesu peroksydacji, jego dynamiki oraz możliwość bezpośredniej oceny koncentracji toksycznych produktów utleniania w produktach tłuszczowych wykonywane są bez użycia odczynników chemicznych i wstępnych zabiegów (np. podgrzewania). Tego rodzaju metody pozwalają na ciągły pomiar jakości przetwarzanego produktu, np. oleju płynącego przez rurociągi w zakładach olejarskich. Pomiary są szybkie, mają charakter nieniszczący, są łatwe do zautomatyzowania, a wyniki można bezpośrednio śledzić i rejestrować.

- Zastosowanie metod chemiluminescencyjnych umożliwia badanie i ocenę efektu wolnorodnikowego utleniania kwasów tłuszczowych (peroksydacji) w olejach oraz innych substancjach tłuszczowych. 
- Dzięki wysokiej czułości metoda fotoindukowanej chemiluminescencji pozwala monitorować proces peroksydacji już na początkowym etapie inicjacji, gdy zmiany chemiczne nie są jeszcze mierzalne. 
- Chemiluminescencyjny pomiar termoutleniania olejów oraz innych substancji tłuszczowych może być wykorzystany do oceny ich stabilności oksydatywnej. 
- Duża szybkość, mała pracochłonność i łatwość automatyzacji pomiarów preferuje metody bezpośredniej, ultrasłabej chemiluminescencji, jako tanie w eksploatacji (bo bez użycia odczynników chemicznych) testy skuteczności oddziaływania naturalnych lub sztucznych antyutleniaczy.
 

Aspekt innowacyjny

Brak opisu źródłowego aparatury pomiarowej o podobnej czułości oraz tak wielostronnie zbadanych i zweryfikowanych metod chemiluminescencyjnych przeznaczonych do detekcji procesu peroksydacji olejów i innych substancji lipidowych. 

Prawa własności intelektualnej

Własny know-how

Opisy metodyki badawczej oraz konstrukcji aparatury pomiarowej zamieszczono w artykułach i doniesieniach naukowych (Skórska 1986, 1987abc, 1993; Skórska i Murkowski 1989, Murkowski i Skórska 1993, 2003), a także w opisie patentowym (Mazurczak i in. 1983).. Wymienione badania były także częściowo wykonywane podczas realizacji tematu badawczo wdrożeniowego pt. Zastosowanie metod luminescencyjnych do analizy tłuszczów jadalnych. CPB-R 10.16. 3. 3. 5. 30. (1986 - 1987), a w dużej części stanowiły podstawę pracy doktorskiej (Skórska 1989). 

Faza rozwouju technologii

Przetestowany, dostępny do demonstracji

Piśmiennictwo:

- Mazurczak J., Owczarczyk H., Grabikowski E., Murkowski A. 1983. Sposób określania stopnia jełczenia tłuszczów szczególnie tłuszczów jadalnych i utylizacyjnych. Nr zgłoszenia 215202. PATENT nr 115741. 
- Murkowski A., Skórska E. 1993. A detection set for measurements of ultraweak chemiluminescence of food products. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 399: 155-158.
- Murkowski A., Skórska E. 2003. Zastosowanie metod chemiluminescencyjnych do badania procesów utleniania olejów roślinnych. Acta Agrophysica. Zastosowanie fizyki w naukach rolniczych część II. Rozprawy i Monografie 93: 55-65. 
- Skórska E. 1986. Badanie właściwości oleju rzepakowego metoda chemiluminescencyjną. Zesz. Probl. IHAR – Wyniki badań nad rzepakiem ozimym w 1985 r., Radzików k. Warszawy: 352-356.
- Skórska E. 1987a. Chemiluminescence method of rape oil investigation. Proc. 7th Int. Rapeseed Congress, Poznań 11-14.05. 1987, Vol. 4: 1415-1421.
- Skórska E. 1987b. Chemiluminescencja produktów tłuszczowych. I. Tłuszcze Jadalne 25(1): 17-24.
- Skórska E. 1987c. Chemiluminescencja produktów tłuszczowych. II. Tłuszcze Jadalne 25(2): 19-26.
- Skórska E. 1989. Zastosowanie ultrasłabej chemiluminescencji do badania utleniania wybranych substancji lipidowych. Rozprawa doktorska. Akademia Rolnicza w Szczecinie.
- Skórska E. 1993. Adaptation of the measuring set recording ultraweak chemiluminescence to evaluation of plant oil oxidation. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 399: 209-211.
- Skórska E., Murkowski A. 1989. Ocena wpływu światła na fotoutlenianie oleju rzepakowego. Wyniki badań za rok 1988. Zesz. Probl. IHAR. Rośliny Oleiste, 1: 73-77.