Wpływ koloidów asocjacyjnych na aktywność antyoksydacyjną natywnych zwiazków fenolowych i stabilność oksydatywną oleju rzepakowego i sojowego
Type
Project
Date Issued
2017
Author
Discipline
food and nutrition technology
Abstract (PL)
1. Cel prowadzonych badań/hipoteza badawcza
Olej sojowy i rzepakowy, obok oleju palmowego, należy do najczęściej produkowanych olejów
jadalnych na świecie Otrzymane z nasion rzepaku i soi oleje, zarówno tłoczone na zimno, jak i surowe są
dobrym źródłem przeciwutleniaczy, takich jak związki fenolowe. Substancje te wywierają korzystny wpływ
na zdrowie człowieka. Głównymi związkami fenolowymi obecnymi w tych produktach są kwas sinapowy,
sinapina i vinylsyringol w oleju rzepakowym oraz kwasy fenolowe w oleju sojowym. Utlenianie lipidów
zawartych w olejach prowadzi do obniżenia ich jakości, na skutek powstawania nieprzyjemnego zapachu,
utraty wartości odżywczych, zmian barwy i konsystencji a nawet powstawania związków potencjalnie
toksycznych. Oprócz triacylogliceroli oleje roślinne zawierają wiele składników śladowych, takich jak wolne
kwasy tłuszczowe, monoacyloglicerole, diacyloglicerole, fosfolipidy, sterole i inne polarne lipidy. Te
substancje amfifilowe zmniejszają napięcie powierzchniowe w oleju i są zdolne do gromadzenia się na
granicy faz olejowej i wodnej, gdzie działają jak związki powierzchniowo czynne. Przy stężeniu powyżej
krytycznego stężenia micelizacji (CMC) ulegają samoorganizacji tworząc koloidy asocjacyjne. Ponieważ
oleje roślinne zawierają niewielkie ilości wody, związki amfifilowe tworzą odwrócone micele. Koloidy
asocjacyjne powstające w oleju tworzą granicę faz olej-woda, co przyspiesza utlenianie lipidów. Proces ten
może być hamowany, dzięki obecności przeciwutleniaczy. Wpływ α-tokoferolu na utlenianie lipidów w
tworzących się w oleju odwróconych micelach jest już znany, brak jednak danych na temat wpływu
związków fenolowych na ten proces. Związki fenolowe, jako stosunkowo hydrofilowe, są zdolne do
lokowania się na granicy faz olej-woda i jako przeciwutleniacze wpływają na szybkość procesu utleniania w
odwróconych micelach. Ich źródłem są oleje: rzepakowy i sojowy, stąd produkty te mogą być dobrym
modelem służącym do badania wpływu polifenoli na utlenianie olejów zawierających koloidy asocjacyjne.
Otrzymane rezultaty mogą tez posłużyć do optymalizacji składu olejów, pod katem uzyskania maksymalnej
stabilności oksydatywnej.
Celem projektu jest poznanie struktury koloidów asocjacyjnych obecnych w oleju rzepakowym i
sojowym oraz określenie wpływu wybranych związków fenolowych na ich powstawanie i budowę.
Jednocześnie analizowany będzie wpływ związków fenolowych na autooksydację oleju w obecności
koloidów asocjacyjnych. Dzięki badaniom strukturalnym i procesów utleniania możliwe będzie znalezienie
związku pomiędzy obecnością i budową asocjatów a efektywnością działania naturalnych przeciwutleniaczy
polifenolowych w oleju rzepakowym i sojowym.
2. Zastosowana metoda badawcza/metodyka
W celu określenia rodzaju i struktury koloidów asocjacyjnych w oleju zastosowane będą metody
spektroskopowe (pomiar rozmiarów asocjatów przy użyciu dynamicznego rozpraszania światła, pomiary
natężenia fluorescencji, anizotropii i czasów życia fluorescencji). Wpływ natywnych związków fenolowych
na powstawanie i budowę koloidów asocjacyjnych w olejach będzie również analizowany. W następnym
etapie badany będzie wpływ koloidów na aktywność antyoksydacyjną natywnych związków fenolowych.
Eksperymenty polegające na autooksydacji oleju będą wykonywane w różnych warunkach i oznaczone
zostaną produkty utleniania lipidów, takie jak wodoronadtlenki i oksyfitosterole. Analizowane będzie także
zjawisko synergizmu i/lub antagonizmu między związkami fenolowymi i tokoferolem. Badana będzie
również struktura koloidów asocjacyjnych w oleju utlenionym.
3. Wpływ spodziewanych rezultatów na rozwój nauki, cywilizacji, społeczeństwa
Planowane badania strukturalne i procesów autooksydacji powinny poszerzyć wiedzę dotyczącą
utleniania i stabilności oksydatywnej olejów rzepakowego i sojowego. W szczególności mogą one
umożliwić określenie związku pomiędzy obecnością i strukturą koloidów asocjacyjnych w olejach a
efektywnością działania natywnych przeciwutleniaczy fenolowych. Spodziewane rezultaty powinny pomóc
lepiej wykorzystać potencjał antyoksydacyjny związków fenolowych. Wyniki mogą posłużyć do
optymalizacji składu olejów tłoczonych na zimno, z punktu widzenia zapewnienia maksymalne stabilności
oksydatywnej, przy jednoczesnym zachowaniu zawartości składników bioaktywnych. Powinno to prowadzić
do polepszenia prozdrowotnych właściwości tego typu olejów. Uzyskana wiedza może być też wykorzystana
do optymalizacji przemysłowych procesów rafinacji, biorąc pod uwagę pożądane stężenia substancji
amfifilowych i natywnych przeciwutleniaczy. Opracowane w ten sposób metody rafinacji w łagodnych
warunkach a nawet minimalizacja procesu rafinacji mogą przyczynić się do zwiększonej retencji substancji
prozdrowotnych w olejach roślinnych, redukcji kosztów procesu i lepszego wykorzystania zasobów. Obecne
w nasionach rzepaku i soi natywne związki fenolowe mogą być też dodawane do olejów w celu zwiększenia
ich stabilności oksydacyjnej oraz zawartości związków bioaktywnych o działaniu prozdrowotnym.
Olej sojowy i rzepakowy, obok oleju palmowego, należy do najczęściej produkowanych olejów
jadalnych na świecie Otrzymane z nasion rzepaku i soi oleje, zarówno tłoczone na zimno, jak i surowe są
dobrym źródłem przeciwutleniaczy, takich jak związki fenolowe. Substancje te wywierają korzystny wpływ
na zdrowie człowieka. Głównymi związkami fenolowymi obecnymi w tych produktach są kwas sinapowy,
sinapina i vinylsyringol w oleju rzepakowym oraz kwasy fenolowe w oleju sojowym. Utlenianie lipidów
zawartych w olejach prowadzi do obniżenia ich jakości, na skutek powstawania nieprzyjemnego zapachu,
utraty wartości odżywczych, zmian barwy i konsystencji a nawet powstawania związków potencjalnie
toksycznych. Oprócz triacylogliceroli oleje roślinne zawierają wiele składników śladowych, takich jak wolne
kwasy tłuszczowe, monoacyloglicerole, diacyloglicerole, fosfolipidy, sterole i inne polarne lipidy. Te
substancje amfifilowe zmniejszają napięcie powierzchniowe w oleju i są zdolne do gromadzenia się na
granicy faz olejowej i wodnej, gdzie działają jak związki powierzchniowo czynne. Przy stężeniu powyżej
krytycznego stężenia micelizacji (CMC) ulegają samoorganizacji tworząc koloidy asocjacyjne. Ponieważ
oleje roślinne zawierają niewielkie ilości wody, związki amfifilowe tworzą odwrócone micele. Koloidy
asocjacyjne powstające w oleju tworzą granicę faz olej-woda, co przyspiesza utlenianie lipidów. Proces ten
może być hamowany, dzięki obecności przeciwutleniaczy. Wpływ α-tokoferolu na utlenianie lipidów w
tworzących się w oleju odwróconych micelach jest już znany, brak jednak danych na temat wpływu
związków fenolowych na ten proces. Związki fenolowe, jako stosunkowo hydrofilowe, są zdolne do
lokowania się na granicy faz olej-woda i jako przeciwutleniacze wpływają na szybkość procesu utleniania w
odwróconych micelach. Ich źródłem są oleje: rzepakowy i sojowy, stąd produkty te mogą być dobrym
modelem służącym do badania wpływu polifenoli na utlenianie olejów zawierających koloidy asocjacyjne.
Otrzymane rezultaty mogą tez posłużyć do optymalizacji składu olejów, pod katem uzyskania maksymalnej
stabilności oksydatywnej.
Celem projektu jest poznanie struktury koloidów asocjacyjnych obecnych w oleju rzepakowym i
sojowym oraz określenie wpływu wybranych związków fenolowych na ich powstawanie i budowę.
Jednocześnie analizowany będzie wpływ związków fenolowych na autooksydację oleju w obecności
koloidów asocjacyjnych. Dzięki badaniom strukturalnym i procesów utleniania możliwe będzie znalezienie
związku pomiędzy obecnością i budową asocjatów a efektywnością działania naturalnych przeciwutleniaczy
polifenolowych w oleju rzepakowym i sojowym.
2. Zastosowana metoda badawcza/metodyka
W celu określenia rodzaju i struktury koloidów asocjacyjnych w oleju zastosowane będą metody
spektroskopowe (pomiar rozmiarów asocjatów przy użyciu dynamicznego rozpraszania światła, pomiary
natężenia fluorescencji, anizotropii i czasów życia fluorescencji). Wpływ natywnych związków fenolowych
na powstawanie i budowę koloidów asocjacyjnych w olejach będzie również analizowany. W następnym
etapie badany będzie wpływ koloidów na aktywność antyoksydacyjną natywnych związków fenolowych.
Eksperymenty polegające na autooksydacji oleju będą wykonywane w różnych warunkach i oznaczone
zostaną produkty utleniania lipidów, takie jak wodoronadtlenki i oksyfitosterole. Analizowane będzie także
zjawisko synergizmu i/lub antagonizmu między związkami fenolowymi i tokoferolem. Badana będzie
również struktura koloidów asocjacyjnych w oleju utlenionym.
3. Wpływ spodziewanych rezultatów na rozwój nauki, cywilizacji, społeczeństwa
Planowane badania strukturalne i procesów autooksydacji powinny poszerzyć wiedzę dotyczącą
utleniania i stabilności oksydatywnej olejów rzepakowego i sojowego. W szczególności mogą one
umożliwić określenie związku pomiędzy obecnością i strukturą koloidów asocjacyjnych w olejach a
efektywnością działania natywnych przeciwutleniaczy fenolowych. Spodziewane rezultaty powinny pomóc
lepiej wykorzystać potencjał antyoksydacyjny związków fenolowych. Wyniki mogą posłużyć do
optymalizacji składu olejów tłoczonych na zimno, z punktu widzenia zapewnienia maksymalne stabilności
oksydatywnej, przy jednoczesnym zachowaniu zawartości składników bioaktywnych. Powinno to prowadzić
do polepszenia prozdrowotnych właściwości tego typu olejów. Uzyskana wiedza może być też wykorzystana
do optymalizacji przemysłowych procesów rafinacji, biorąc pod uwagę pożądane stężenia substancji
amfifilowych i natywnych przeciwutleniaczy. Opracowane w ten sposób metody rafinacji w łagodnych
warunkach a nawet minimalizacja procesu rafinacji mogą przyczynić się do zwiększonej retencji substancji
prozdrowotnych w olejach roślinnych, redukcji kosztów procesu i lepszego wykorzystania zasobów. Obecne
w nasionach rzepaku i soi natywne związki fenolowe mogą być też dodawane do olejów w celu zwiększenia
ich stabilności oksydacyjnej oraz zawartości związków bioaktywnych o działaniu prozdrowotnym.