Appunti Determinazioni chimiche sull`olio d`oliva

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ITIS “Luigi Casale”
Olio d’oliva
Analisi di laboratorio
prof. Pietro Rapisarda
Analisi dell’olio di oliva – La composizione dell’olio di oliva
LA COMPOSIZIONE CHIMICA DELL'OLIO D’OLIVA
Le diverse famiglie di composti chimici che sono presenti nell'olio di oliva si trovano distribuiti
nei vari tessuti che compongono la drupa, a causa della loro polarità e solubilità vengono a trovarsi in
quantità diverse nell'olio. Quest'ultimo è composto per circa il 98-95% da trigliceridi e, per la restante
parte, da sostanze liposolubili e da composti polari, presenti prevalentemente nella polpa matura e nella
mandorla del nocciolo, che si trovano disciolti nell'olio per ragioni naturali o per motivi tecnologici.
I componenti non gliceridici possono essere suddivisi in due categorie:
-
le sostanze sensibili all'azione di alcali concentrati, definite SAPONIFICABILI, tra cui
ricordiamo i fosfolipidi e le clorofille
-
- le sostanze che non subiscono alcuna alterazione se sottoposte all'azione di alcali concentrati,
definite INSAPONIFICABILI, come gli alcoli, gli idrocarburi, gli steroli, i tocoferoli.
L'insaponificabile riveste un ruolo importante sia dal punto di vista nutrizionale che da quello
merceologico, contribuendo alla identificazione di eventuali frodi.
La composizione della frazione insaponificabile degli oli di oliva risulta assai diversa da quella
degli altri grassi alimentari e degli altri oli vegetali.
I TRIGLICERIDI
Come è stato visto i trigliceridi
costituiscono circa il 95-98% dell'olio di
oliva e si trovano quasi esclusivamente
nella polpa.
Sono esteri della glicerina con
acidi grassi a lunga catena, sia saturi che
mono- e poli-insaturi. Tra gli acidi grassi
Figura 1 - Esempio di un trigliceride insaturo. Parte sinistra:
glicerolo, parte destra dall'alto al basso: acido palmitico,
acido oleico, acido alfa-linolenico, formula chimica: C55H98O6
che entrano a far parte delle molecole dei
trigliceridi i più importanti sono:
-
l'acido oleico, monoinsaturo, che è presente per il 70-80%
-
l'acido linoleico, diinsaturo, che rappresenta il 10% circa
-
l'acido palmitico, saturo che rappresenta il 7-15%
-
l'acido stearico, anch'esso saturo, presente per l'1,5-3,5%.
a cura di prof. Pietro Rapisarda - ITIS "Luigi Casale" - Torino
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La caratteristica peculiare della composizione trigliceridica dell'olio di oliva è rappresentata dal
particolare equilibrio nella composizione acidica: rispetto agli altri grassi alimentari risulta più elevata
la % di acido oleico e quella del linoleico, mentre la concentrazione degli acidi insaturi è moderata.
Questa elevata percentuale di acidi grassi mono- e poli-insaturi risulta particolarmente importante da un
punto di vista medico.
Gli acidi grassi insaturi sono essenziali per la dieta e devono essere assunti direttamente, in
quanto non possono essere sintetizzati dall'organismo o lo possono essere solo in quantità limitata.
Dopo l'assunzione essi vengono trasformati in altri composti, funzionando da precursori di molecole
che svolgono nell'organismo azione regolatrice di importanti funzioni fisiologiche, come l'aggregazione
piastrinica, la pressione arteriosa, la contrazione muscolare. Essi vengono inoltre incorporati, con
funzione energetica e plastica, in tessuti ed organi.
Studi epidemiologici rivolti alla identificazione di correlazioni tra regimi alimentari diversi ed
incidenza di cardiopatie coronariche e mortalità hanno evidenziato una relazione stretta tra consumo di
olio di oliva, colesterolemia, aterosclerosi, malattie cardiovascolari e mortalità ad esse connessa. L'uso
di olio di oliva induce bassi livelli di colesterolo plasmatico ed alti livelli di colesterolo HDL, , forma
utile, che previene la formazione di placche lipidiche sulle pareti arteriose. Questa corretta
distribuzione dei grassi previene l'arteriosclerosi, ricucendo la frequenza delle malattie cardiovascolari
e la mortalità causata da esse.
Esistono studi anche sugli effetti positivi di una dieta che prevede l'olio di oliva come grasso
principale in pazienti affetti da ulcera gastrica e duodenale. E' documentata anche una minor incidenza
di litiasi biliare (calcoli della bile) in soggetti che fanno uso regolare di olio di oliva rispetto a soggetti
consumatori di grassi animali.
L'INSAPONIFICABILE
Come è stato detto in precedenza esso rappresenta solo una piccola parte dell'olio, dal 2 al 5%.
Sotto questa classificazione rientrano composti assai diversi, quali IDROCARBURI, ALCOLI
ALIFATICI E TRITERPENICI, POLIFENOLI, TOCOFEROLI, STEROLI. Molti di questi composti
rivestono un ruolo prevalentemente merceologico, per la identificazione della qualità e genuinità del
prodotto, altri invece hanno importanza anche da un punto di vista medico, nutrizionale ed edonistico.
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ALCOLI TRITERPENICI
Gli alcoli triterpenici, tra cui si ricordano i principali cicloartenolo e metilen-cicloartenolo,
insieme al b-sitosterolo, che si trova come componente caratteristico e predominante nella frazione
sterolica, ostacolano l'assorbimento del colesterolo nell'intestino. Essi sono precursori biogenetici degli
steroli.
STEROLI
Costituiscono ancora oggi una importante
classe di riferimento negli studi e nelle analisi
sull'olio di oliva, non essendo stati, fin ad ora,
coinvolti in alcuna manipolazione genetica,
come
è
capitato,
ad
esempio,
per
la
composizione degli acidi grassi.
Essi costituiscono come una sorta di
Figura 2 - Sterolo
impronta digitale che consente la identificazione
delle sostanze grasse di origine diversa. Lo
sterolo caratteristico degli oli vegetali è il b-sitosterolo, mentre quello caratteristico degli oli di origine
animale è il colesterolo.
POLIFENOLI E TOCOFEROLI
Queste due classi di composti sono
probabilmente le più importanti tra quelle
costituenti i componenti minori polari, e tra
di esse un ruolo principale è svolto dai
polifenoli.
Le ragioni di tale importanza sono
riconducibili in modo sintetico alle seguenti
-
sono composti che prevengono le
reazioni di ossidazione a carico degli
Figura 3 - Struttura di base dei tocotrienoli
acidi grassi e quindi contribuiscono alla stabilità dell'olio nel tempo, ritardandone l'irrancidimento;
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-
prevengono ed inibiscono le reazioni di tipo radicalico nell'organismo umano, limitando la
formazione di molecole anomale che possono alterare il regolare funzionamento delle membrane
cellulari.
I tocoferoli, o vitamina E, sono presenti nell'olio nell'ordine dei 150-300 mg/kg, ma la loro
concentrazione diminuisce all'aumentare del tempo di conservazione, specialmente se l'olio viene
conservato in recipiente aperto non protetto dalla luce. La vitamina E è definita vitamina antisterile e le
sono riconosciute proprietà antiabortive, ma non sull'uomo.
I polifenoli sono soggetti, al pari dei tocoferoli, a degradazione durante la conservazione, ma la
loro concentrazione assoluta dipende, non solo dal tempo di conservazione, ma soprattutto dalla
cultivar e dal periodo di raccolta, essi infatti si trovano in concentrazione maggiore nelle olive verdi, ed
il loro tenore cala con la maturazione.
Nell'olio essi svolgono oltre al già citato ruolo di tutela dall'ossidazione, anche un importante
ruolo edonistico. Essi infatti influiscono sul giusto, contribuendo alla nota amara e piccante degli oli
freschi. La loro degradazione porta a consistenti cambiamenti nel gusto, che nel tempo perde le
caratteristiche di fruttato ed amaro per evidenziare la nota di dolce.
Tra i più importanti composti fenolici si ricorda l'oleoeuropeina, dalla spiccata nota amara; i
suoi prodotti di degradazione, quali l'idrossitirosolo, non possiedono sapore amaro, ciò spiega il
cambiamento di sapore nel tempo.
I polifenoli hanno interesse farmacologico e cosmetico e vengono impiegati in preparati
medicinali capillaro-protettivi ed in prodotti antietà. Le proprietà farmacologiche principali della
oleoeuropeina sono l'azione coronaro-dilatatrice, quella ipoglicemica e quella anticolesterolemica.
CAROTENI E CLOROFILLE
I caroteni e le clorofille sono pigmenti colorati che contribuiscono alla definizione del colore
dell'olio. I caroteni sono circa ottanta ed hanno colore arancione-rosso. Il più importante di essi è il bcarotene, la cui molecola è il doppio di una molecola di vitamina A.
La vitamina A tal quale nell'olio non esiste, ma l'enzima carotenasi, presente nel fegato causa la
scissione del b-carotene in esso presente, producendo due molecole di vitamina A, il b-carotene è per
questo definito Provitamina A.
La clorofilla è una miscela di due sostanze: la clorofilla A di colore verde-blu e la clorofilla B di
colore verde-giallo. Questi due pigmenti contribuiscono al colore verde dell'olio fresco. Durante la
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Composizione chimica dell'olio d'oliva
2%
Frazione insaponificabile
T rigliceridi
98%
Componenti minori
Alcoli 20-35%
Idrocarburi 50-60%
T ocoferoli 2-3 %
S t e r o l i e c o mp o n e n t i c o l o r a t i
Polifenoli 18-37%
<1 %
Steroli e componenti colorati <1%
P ol i f e no l i 1 8-37 %
Alcoli 20-35%
Toc of e r oli 2-3 %
Idr o c a r bur i 5 0 -6 0 %
conservazione la clorofilla si degrada e la riduzione del colore verde causa il viraggio del colore
dell'olio verso il giallo.
COMPONENTI VOLATILI
A questo gruppo appartengono classi di composti che sono già state prese in considerazione
precedentemente, molto diverse le une dalle altre, come ALCOLI, ALDEIDI, CHETONI, ACIDI,
IDROCARBURI. All'interno di ogni classe però sono considerati composti volatili quelli che
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presentano la caratteristica comune di passare facilmente allo stato di vapore alla temperatura ambiente.
Essi quindi sono quei composti di piccole dimensioni e di bassa tensione di vapore, che più facilmente
entrano in contatto con le cellule olfattive, sollecitando una sensazione odorosa. Sono quelli che
contribuiscono al profumo dell'olio, ma sono anche quelli che ci avvertono della presenza di un
eventuale difetto dell'olio durante l'analisi del Panel Test.
LA CHIMICA DELL'OLIO
L' olio di oliva è un grasso alimentare vegetale, liquido a temperatura ambiente, ottenuto dalla
frantumazione e spremitura delle olive dopo separazione dalla sansa e dalle acque di vegetazione.
Alla temperatura di 15°C , l' olio di oliva ha una densità di 0,916 g/cm3. Chimicamente è
costituito per il 98-99% da una miscela di trigliceridi detta frazione saponificabile e per il rimanente 12% da un insieme di componenti minori che rappresentano l' insaponificabile.
Numerosi sono i fattori che influenzano la composizione chimica di un olio: in sintesi è
possibile riassumere quanto affermato con il seguente schema:
Varietà
(tipo di cultivar)
Condizioni
pedoclimatiche
Composizione chimica
Tecniche
agronomiche
Trasformazione frutto:
- raccolta
- conservazione
Condizionamento
olio
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I TRIGLICERIDI
Ogni trigliceride è costituito da tre acidi grassi che esterificano le funzioni alcoliche (-OH) di
una molecola di glicerolo.
GLI ACIDI GRASSI
Nell' olio di oliva gli acidi grassi possono essere presenti in varie forme, secondo lo schema di
seguito riportato.
Acidi grassi
Esteri misti
Esteri con alcoli grassi
Liberi
Monogliceridi
Esteri della glicerina
Digliceridi
Trigliceridi
Gli acidi grassi si trovano soprattutto nella forma di trigliceridi; tra i trigliceridi le molecole
OOO, POO, OLO, LOO; PLO; SOO; POP* rappresentano circa il 90% del totale. Fra i gliceridi
parziali i 1,2-digliceridi sono circa il 2-3% e i monogliceridi circa 0.1-0.2 %.
*OOO =glicerolo esterificato con tre molecole di acido oleico.
POO= glicerolo esterificato con due molecole di acido oleico in posizione 2 e 3 e una di acido palmitico in posizione 1.
OLO= glicerolo esterificato con due molecole di acido oleico in posizione 1 e 3 e una di acido linoleico in posizione 2.
LOO=glicerolo esterificato con due molecole di acido oleico in posizione 2 e 3 e una di acido linoleico in posizione 1.
PLO= glicerolo esterificato con una molecola di acido oleico in posizione 3, una di acido linoleico in posizione 2 e una di
acido palmitico in posizione 1.
SOO=glicerolo esterificato con due molecole di acido oleico in posizione 2 e 3 e una di acido stearico in posizione 1.
POP= glicerolo esterificato con una molecola di acido oleico in posizione 2 e due di acido palmitico in posizione 1 e 3.
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L' olio di oliva presenta i seguenti acidi grassi:
La acidi inferiori
acidi laurico e miristico
acido Palmitico
acido stearico
acido arachico
acido behenico
acido palmitoleico
acido oleico
acido gadoleico
acido linoleico
acido linolenico
assenti
< 0,1 %
< 17 %
< 3,5 %
< 0,7 %
< 0,2 %
0,3-3%
> 65 %
< 0,2 %
< 13,5 %
< 1,5 %
Come è evidenziato nella tabella, gli acidi grassi presenti nell' olio di oliva possono appartenere
alla classe delle molecole sature (s), monoinsature (m) e poliinsature (p).
Dalle percentuali relative ad ogni acido grasso riportate si comprende che l' acido grasso più
abbondante nell' olio di oliva è l' acido oleico, molecola monoinsatura: ciò differenzia l' olio di oliva da
tutti gli altri oli vegetali di semi , dove si ha prevalenza di acidi grassi poliinsaturi. Gli acidi grassi
poliinsaturi nel lungo periodo possono essere dannosi in quanto favoriscono la produzione di radicali
liberi, causando effetti collaterali pericolosi per l' organismo umano come invecchiamento cellulare,
rischio oncogeno e coronarico, esposizione all' arteriosclerosi e alle malattie infiammatorie. D' altronde
la presenza nell' olio di oliva di acidi poliinsaturi come l' acido linoleico e l'acido linolenico è preziosa
essendo nutrienti essenziali (AGE), che non possono essere sintetizzati dall' organismo umano (l'
organismo umano, infatti, non può introdurre doppi legami in posizione ω6 e ω3 della catena
carboniosa) e pertanto devono essere necessariamente assunti nella dieta.
Dalla presenza di acidi grassi insaturi dipende lo stato fisico a temperatura ambiente (liquido)
dell' olio di oliva.
CARATTERISTICHE DEGLI ACIDI GRASSI NATURALI
A= numero pari di atomi di carbonio (C14, C16, C18…)
B= doppi legami non coniugati
C= isomeria CIS e non TRANS al doppio legame.
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D= gli acidi grassi insaturi occupano di preferenza la posizione 2 della molecola di glicerolo
Un breve commento alle caratteristiche degli acidi grassi sopra riportate.
A= il numero di atomi di carbonio presenti in ciascun acido grasso deve essere pari.
L' esistenza nella composizione acidica di acidi grassi con un numero dispari di atomi di
carbonio è indice di sofisticazione.
B= gli acidi grassi poliinsaturi (cioè con un numero di insaturazioni superiori a uno) presentano
solo doppi legami non coniugati: in pratica, tra un doppio legame e il successivo, ci deve essere almeno
un atomo di carbonio "saturo".
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Categoria
Acidità
%
Valore
perossidi
mcq/O2/kg
Solventi
alogenati
mg/kg (¹)
1. Olio di oliva extra vergine
2. Olio di oliva vergine
3. Olio di oliva vergine corrente
4. Olio di oliva vergine lampante
5. Olio di oliva raffinato
6. Olio di oliva
7. Olio di sansa di oliva greggio
8. Olio di sansa di oliva raffinato
9. Olio di sansa d'oliva
M 1,0
M 2,0
M 3,3
> 3,3
M 0,5
M 1,5
m 2,0
M 0,5
M 1,5
M 20
M 20
M 20
> 20
M 10
M 15
M 10
M 15
M 0,20
M 0,20
M 0,20
> 0,20
M 0,20
M 0,20
M 0,20
M 0,20
Categoria
Acidi saturi in
Eritrodiolo
posizione
Alcoli alifatici
+ uvaolo
2 del
mg/kg
%
trigliceride
%
M 300
M 1,3
M 4,5
M 300
M 1,3
M 4,5
M 300
M 1,3
M 4,5
M 400
M 1,3
M 4,5
M 350
M 1,5
M 4,5
M 350
M 1,5
M 4,5
M 1,8
m 12
M 2,0
m 12
M 2,0
> 4,5
Trilinoleina
%
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
Colesterolo Brassicasterolo Campesterolo Stigmasterolo Beta sitosterolo Delta 7 stigmasterolo
Steroli totalimg/kg
%
%
%
%
% (²)
%
1. Olio di oliva extra vergine
M 0,5
M 0,2
M 4,0
< Camp.
m 93,0
M 0,5
m 1 000
M 0,5
M 0,2
M 4,0
< Camp.
m 93,0
M 0,5
m 1 000
M 0,5
M 0,2
M 4,0
< Camp.
m 93,0
M 0,5
m 1 000
M 0,5
M 0,2
M 4,0
m 93,0
M 0,5
m 1 000
M 0,5
M 0,2
M 4,0
< Camp.
m 93,0
M 0,5
m 1 000
6. Olio di oliva
M 0,5
M 0,2
M 4,0
< Camp.
m 93,0
M 0,5
m 1 000
M 0,5
M 0,2
M 4,0
m 93,0
M 0,5
m 2 500
M 0,5
M 0,2
M 4,0
< Camp.
m 93,0
M 0,5
m 1 800
M 0,5
M 0,2
M 4,0
< Camp.
m 93,0
M 0,5
m 1 800
M = massimo, m = minimo.
Nota: Per classificare diversamente un olio o dichiararlo non conforme per la purezza è sufficiente che uno solo dei requisiti non rientri
nei limiti fissati. (¹) Limite massimo complessivo per i composti rivelati dal rivelatore a cattura di elettroni. Per i componenti accertati
singolarmente il limite massimo è 0,10 mg/kg.
(²) (Delta-5-23-Stigmastadiemolo+Clerosterolo+Betasitosterolo+Sitostanolo+Delta-5-Avenasterolo+Delta-5-24 Stigmastadienolo).
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Composizione acidica
Categoria
Miristico Linolenico Arachico Eicosenoico Beenico Lignocerico
K232
%
%
%
%
%
%
1. Olio di oliva vergine extra
6. Olio di oliva
M 0,1
M 0,1
M 0,1
M 0,1
M 0,1
M 0,1
M 0,1
M 0,1
M 0,1
M 0,9
M 0,9
M 0,9
M 0,9
M 0,9
M 0,9
M 0,9
M 0,9
M 0,9
M 0,7
M 0,7
M 0,7
M 0,7
M 0,7
M 0,7
M 0,7
M 0,7
M 0,7
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,3
M 0,3
M 0,3
M 0,3
M 0,3
M 0,3
M 0,3
M 0,3
M 0,3
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
M 0,5
K270 K270 con allumina (¹) Delta K Panel test
M 2,40 M 0,20 M 0,10
M 2,60 M 0,25 M 0,10
M 2,60 M 0,25 M 0,10
> 0,25 M 0.11
M 3,40 M 1,20 .
M 3,40 M 1,00 M 5,50 M 2,50 M 5,50 M 2,00 -
M 0,01 >6,5
M 0,01 >5,5
M 0,01 >3,5
< 3.5
M 0,16 M 0,13 M 0,25 M 0,20 -
Nota: Ai fini della constatazione della purezza, qualora il K270 superi il limite della categoria corrispondente, si deve procedere alla
determinazione del K270 dopo il passaggio su allumina.
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Analisi dell’olio di oliva – Determinazione del numero di acidità
Analisi dell’Olio di Oliva
DETERMINAZIONE DEL NUMERO DI ACIDITA’
(Acid value)
Generalità e definizione:
In chemistry, acid value (or "neutralization number" or "acid number" or "acidity") is the mass of
potassium hydroxide (KOH) in milligrams that is required to neutralize one gram of chemical substance. The acid number is a measure of the amount of carboxylic acid groups in a chemical compound,
such as a fatty acid, or in a mixture of compounds. In a typical procedure, a known amount of sample
dissolved in organic solvent is titrated with a solution of potassium hydroxide with known
concentration and with phenolphthalein as a color indicator. (From Wikipedia, the free encyclopedia)
Il numero di acidità (o "numero di neutralizzazione" o l'"acidità") di un campione è la quantità di
idrossido di potassio espressa in milligrammi necessaria per neutralizzare l'acidità di un grammo di
campione. Il numero di acidità è un indice della presenza di gruppi acidi (acidi carbossilici, fenoli, etc.)
in un dato campione. Un metodo abbastanza generale prevede la dissoluzione del campione in un opportuno solvente e la sua titolazione con una soluzione a concentrazione nota di idrossido di potassio in
presenza di fenolftaleina come indicatore.
I grassi e gli oli sono comuni sostanze alimentari. I grassi sono per lo
più di origine animale (burro, lardo) mentre gli oli hanno origine vegetale (olio d'oliva, olio di semi di mais, olio di semi di soia, etc.).
La struttura di base di grassi ed oli è la stessa; sono, infatti, triesteri del
glicerolo (triacil-gliceroli), ovvero trigliceridi. La struttura base dei trigliceridi è rappresentata in figura 1, ove R, R' e R'' sono degli acidi
Figura 1
grassi superiori.
Gli acidi grassi possono essere saturi quando presentano legami semplici:
acido laurico : CH3 - (CH2)10 - COOH,
acido palmitico : CH3 - (CH2)14 - COOH
acido stearico : CH3 - (CH2)16 - COOH,
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od insaturi quando presentano uno o più doppi legami:
acido oleico : CH3 - (CH2)7 - CH = CH - (CH2)7 - COOH
acido linoleico : CH3 - (CH2)4 - CH = CH - CH2 CH = CH -(CH2)7 -COOH,
acido linolenico : CH3 - CH2 - CH = CH - CH2 - CH = CH - CH2 - CH = CH - (CH2)7 -COOH.
In genere un grasso od un olio contiene più di un AG, anche se uno è, normalmente, in quantità
preponderante. Ad esempio nell'idrolisi dell'olio d'oliva si ricava circa l' 83 % di acido oleico; dal burro
è possibile ricavare per idrolisi anche più di 15 tipi di AG.
Secondo la legislazione italiana (DM 31 -10 -1987, n.509) l'olio d'oliva è classificato in base all'acidità espressa in acido oleico. Nell'olio extravergine d'oliva tale acidità in acido oleico deve essere 1
g x 100 g di olio.
La determinazione dell'acidità di un olio si effettua con una titolazione con idrossido di potassio
sol. 0.1 M; da questa si ricavano sia il numero di acidità, ovvero i mg di KOH necessari a neutralizzare
gli acidi liberi presenti in 1 g di olio, sia l'acidità espressa in %M di acido oleico.
Reattivi:
Campione: Olio extravergine d'oliva
Idrossido di potassio sol. 0.1 M
Etere etilico
Alcool etilico assoluto
Fenolftaleina sol. 0.1 %
Apparecchiatura:
Numero di acidità Massa della sostanza da
presunto
analizzare (in g)
<1
20
1a4
10
4 a 15
2,5
15 a 75
0,5
> 75
0,1
Tabella 1
Buretta da 25 mL
Vetreria.
Procedimento:
Si pesano accuratamente su bilancia analitica, in una beuta da 250 mL, una quantità in grammi
di olio in esame che dipende dal grado di acidità presunto, e che può essere estrapolato dalla tabella 1.
In un cilindro graduato si prepara una miscela 1:3 di alcool etilico ed etere etilico e la si travasa in una
seconda beuta da 250 mL.
Si prepara la buretta sul suo sostegno versando in essa la soluzione di idrossido di potassio 0.1
M, e si azzera.
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Si prende la beuta contenente 10-20 ml della miscela alcool - etere e ad essa si aggiungono 1-2
mL di fenolftaleina sol. 1 %; poiché la miscela risulta debolmente acida è necessaria neutralizzarla con
alcune gocce di soluzione di KOH, fatte defluire dalla buretta, fino a evidente colorazione violetta.
Si riazzera la buretta, si travasa la miscela prima preparata nella beuta contenente l'olio d'oliva, si agita
per alcuni secondi al fine di rendere omogeneo il tutto, che, per la presenza degli acidi grassi, ritorna
incolore. Si dà inizio alla titolazione.
Espressione dei risultati:
Il risultato può essere espresso sia in termini di “numero di acidità” sia in termini di % di acido oleico,
secondo le seguenti equazioni:
numero di acidità =
V ⋅ M ⋅ 56,1
P
V ⋅ M ⋅ 28,2
% Acido Oleico =
P
dove:
V = mL di soluzione di KOH usati,
M = molarità della soluzione di KOH
P = massa in g dell'olio.
La reazione di neutralizzazione che avviene, riferita all'acido oleico può essere così schematizzata:
CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH + KOH →CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOK + H2O
Nota operativa:
La miscela alcool etilico - etere etilico deve essere preparata, se possibile, sotto cappa a causa della volatilità dell'etere. Accertarsi che non siano presenti nelle vicinanze fiamme libere o riscaldatori elettrici
in funzione.
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Analisi dell’olio di oliva – Standardizzazione KOH
STANDARDIZZAZIONE DI KOH
tassio all'incirca uguale a quella calcolata
Principio del metodo
La standardizzazione di KOH precedentemen-
come specificato precedentemente. (N.B.
te preparato consiste nel titolare una quantità
Non è importante che la quantità pesata
esattamente
primario
sia esattamente uguale a quella calcolata,
idrogenoftalato di potassio con la soluzione di
ma è fondamentale annotarsi il valore del-
KOH, con le modalità illustrate in seguito. Dal
la quantità pesata, perché tale valore dovrà
consumo di KOH (V, espresso in ml) necessario
essere utilizzato nei calcoli)
nota
dello
standard
per il viraggio si calcola la normalità della
-
soluzione di KOH preparata.
100 ml e discioglierlo con circa 30 ml di
La quantità opportuna di idrogenoftalato di
potassio (P.M.=204,23) da pesare può essere va-
Trasferire l'idrogenoftalato in un becker da
acqua deionizzata.
-
Aggiungere 5-6 gocce di soluzione di fe-
lutata mediante un calcolo preliminare e sarà tale
nolftaleina e titolare con KOH, agitando
da richiedere nella titolazione un consumo di so-
delicatamente (la soluzione non deve veni-
luzione di KOH (circa 0,1 N) non superiore alla
re spruzzata fuori dal becker), fino al vi-
capacità della buretta (in assenza di altre indica-
raggio (colorazione rosa persistente per
zioni si suggerisce di utilizzare un volume di tito-
almeno 30 secondi). Per discernere meglio
lante pari a 25 ml).
il colore osservare il becker contro uno
Apparecchiatura:
sfondo bianco.
-
buretta da 50 ml
-
becker da100 ml
-
Dal consumo di KOH calcolare la normalità di KOH.
Reattivi:
-
KOH
-
Ftalato acido di potassio
idrogenoftalato di potassio. Calcolare la normalità
-
indicatore fenolftaleina
della soluzione di KOH come media dei valori ot-
Procedimento
-
Pesare alla 4a cifra decimale, in una navi-
Ripetere la titolazione su altre 2-3 aliquote di
tenuti (che non dovrebbero avere scarti maggiori
dello 0,2-0,3%).
cella una quantità di idrogenoftalato di po-
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Analisi dell’olio di oliva – Determinazione del numero di perossidi
DETERMINAZIONE DEL NUMERO DI PEROSSIDI
(Peroxide Value)
Generalità e definizioni:
Peroxide value is defined as the milliequalivalents of peroxidises per kilogram of sample. It is
titrimetric determination (Owen R. Fennema., 1996) (From Wikipedia, the free encyclopedia)
Il numero di perossidi è il quantitativo delle sostanze presenti nel campione, espresse in
milliequivalenti di ossigeno attivo per kg, che ossidano lo ioduro di potassio nelle condizioni che
vengono descritte.
Può accadere che gli oli siano soggetti a difetti ed alterazioni. I difetti principali che si possono
riscontrare sono legati ad aromi sgradevoli che possono deprezzare in modo rilevante gli oli di oliva
vergini, per i quali anche la legislazione prescrive caratteri organolettici adeguati, mentre non
rappresentano un grave danno per gli oli che vengono poi sottoposti a processi di rettifica.
Olive molte sporche possono dare all’olio un sapore di terra, sapore di metallo se sono
rimaste per tropo tempo a contato con parti ferrose. Per quando riguarda le alterazioni il principale è
l'irrancidimento ossidativo o autossidazione. Si tratta di un irrancidimento di natura prevalentemente
chimica. Colpisce gli acidi grassi insaturi, sia liberi sia legati al glicerolo. Diversi sono i fattori che
favoriscono la serie di reazioni che caratterizzano l'autossidazione :
- presenza di ossigeno
- presenza di metalli (rame e ferro)
- luce solare (radiazioni ultraviolette)
- calore
- numerosi doppi legami nella catena degli acidi grassi
- presenza di radicali liberi (-OH, -O-O-)
In presenza di luce la clorofilla e le feofitine hanno un effetto dannoso sugli acidi grassi,
poiché portano l'ossigeno allo stato di massima reattività, pronto a scatenare fenomeni ossidativi. In
assenza di luce tale azione è inibita e i pigmenti suddetti lavorano in sinergia con le sostanze
polifenoliche al fine di bloccare i fenomeni ossidativi.
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L'irrancidimento ossidativo avviene in tre fasi:
1) introduzione
2) propagazione
3) terminazione
1)
durante la fase di introduzione da un acido grasso insaturo si forma un radicale per
estrazione di un atomo di idrogeno legato a un atomo di carbonio adiacente a quelli impegnati nel
doppio legame. es.
2)
R-CH2-CH=CH-CH-R oppure R-CH-CH=CH-CH2-R
*
*
durante la fase di propagazione il radicale libero addiziona ossigeno formando un
radicale perossidico. Questo radicale può reagire con un altra molecola di acido grasso insaturo
formando un idroperossido, ma generando contemporaneamente un altro radicale libero che può reagire
con ossigeno, innescando una reazione radicalica a catena che può essere cosi rappresentata:
R-CH2-CH=CH-CH-R + O2 → R-CH2-CH=CH-CH-R
*
|
O-O•
Radicale perossidico
R-CH2-CH=CH-CH-R + R-CH2-CH=CH-CH2-R → R-CH2-CH=CH-CH-R + R-CH2- CH=CH-CH-R
|
|
*
O-O*
O-OH
acido grasso
idroperossido
3)
La reazione a catena ha termine quando si incontrano due radicali. Nel caso di acidi
grassi polinsaturi, l'autossidazione avverrà con più facilità perché più numerosi sono i C in posizione
allilica per esempio nel caso dell'acido linoleico i siti reattivi sono 4 e sono indicati con asterisco:
CH3-(CH2)3 -CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-(CH2)5-CH2-C-OOH
*
*
*
*
Gli antiossidanti (AH) inibiscono l'ossidazione reagendo con i radicali liberi (trappole per
radicali). Antiossidanti naturali sono i tocoferoli e i fenoli. I tocoferoli agiscono anche a livello dei
radicali liberi nella fase di propagazione dell'autossidazione primaria, bloccandola loro azione di
produzione a catena di ulteriori radicali. I perossidi sono i prodotti primari dell'autossidazione dei
lipidi, infatti, quando la loro concentrazione è sufficientemente elevata, essi reagiscono tra di loro
dando origine a una serie di composti carbonilici, quali aldeidi chetoni, spesso volatili che forniscono
lo sgradevole aroma di rancido. Attraverso la reazione di Kreiss si possono individuare questi ultimi
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prodotti di ossidazione detti anche prodotti secondari, mentre la determinazione del numero di perossidi
evidenzia la presenza dei prodotti primari. Per un buon olio di oliva la reazione di Kreiss deve essere
negativa e il numero di perossidi deve essere inferiore a 20.
Questo metodo consiste nel valutare il contenuto dei prodotti primari dell'autossidazione delle
sostanze mediante una titolazione iodometrica, ovvero una titolazione dello iodio libero formatosi
dall’ossidazione di ioduro da parte degli idroperossidi, con una soluzione di tiosolfato di sodio
standardizzato.
Gli idroperossidi in presenza di KI si riducono secondo la seguente reazione redox:
ROOH + 2H+ + 2 I- → ROH + I2 + H2O
La quantità di I2 che si libera da questa reazione è direttamente proporzionale alla quantità di
idroperossidi presenti nel campione, per cui si può risalire alla loro quantità mediante titolazione con
tiosolfato di sodio a concentrazione nota.
Lo iodio formatosi viene titolato con tiosolfato di sodio 0,01 N. Avviene la seguente reazione
redox:
S2O32- + I2 → S4O62- + 2I(reazione di titolazione)
L’indicatore utilizzato è la salda d’amido, di colore blu – viola in presenza di I2.
Apparecchiatura:
- ditale di vetro da 3 ml
- beute a tappo smerigliato aventi capacita di 250 ml
- buretta da 50 ml graduata in 0,05 ml
Reattivi:
- cloroformio
- acido acetico glaciale
- ioduro di potassio, soluzione acquosa satura, di recente preparazione, esente da iodio e da iodati
- tiosolfato di sodio, 0,01 o 0,02, soluzione acquosa accuratamente standardizzata nello stesso giorno
dell' uso
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- salda d’amido (oppure: soluzione di amido, dispersione acquosa di 10 g/l, di recente preparazione da
amido naturale solubile)
Conservazione del campione
Prelevare il campione e conservarlo al riparo dalla
luce, tenendolo al fresco e mettendolo in contenitore di
vetro completamente riempito, sigillato ermeticamente
con tappi a smeriglio o di sughero.
Procedimento
Pesare in un ditale di vetro una massa di campione
conformemente alla seguente tabella e al numero di
Numero di perossidi
previsto (meq)
Peso della sostanza
da analizzare (in g)
0-12
5,0-2,0
12-20
2,0-1,2
20-30
1,2-0,8
30-50
0,8-0,5
50-90
0,5-0,3
perossidi previsto:
Stappare un pallone ed introdurre il ditale di vetro contenente la sostanza da analizzare.
Aggiungere 10 ml di cloroformio. Sciogliere la sostanza da analizzare rapidamente, agitando.
Aggiungere 15 ml di acido acetico, quindi 1 ml di
ioduro di potassio. Ritappare rapidamente, agitare
per 1 minuto e lasciare a riposare per 5 minuti esatti
al riparo dalla luce ad una temperatura compresa tra
Tipo di olio
Numero di perossidi
oli d'oliva raffinati (privati dei perossidi)
Inferiore a 5
oli d'oliva in ottimo stato di conservazione
inferiore a 10
oli d'oliva in buono stato di conservazione
oli d'oliva rancidi
da10 a 15
Superiore a 20
15 e 25 °C. Aggiungere 75 ml di acqua distillata.
Titolare lo iodio liberato con una soluzione di tiosolfato di sodio agitando vigorosamente,
usando la salda d’amido come indicatore. Eseguire due determinazioni sullo stesso campione di
sostanza.
P.V . =
VxNx1000
m
⎡
⎤
eq 1000 meq 1 1000 g
l
x x
x
⎢ml x x
⎥
1000 ml ⎦
l
eq
g
Kg
⎣
Il numero di perossidi viene espresso in milliequivalenti di ossigeno attivo per Kg.
V = ml di soluzione di Na2S2O3
N = normalità della soluzione di Na2S2O3
m = massa in g di olio pesato
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Analisi dell’olio di oliva – Determinazione del numero di iodio
DETERMINAZIONE DEL NUMERO DI IODIO
The iodine value (or "iodine adsorption value" or "iodine number" or "iodine index") in
chemistry is the mass of iodine in grams that is consumed by 100 grams of a chemical substance. An
iodine solution is yellow/brown in color and any chemical group in the substance that reacts with iodine will make the color disappear at a precise concentration. The amount of iodine solution thus required to keep the solution yellow/brown is a measure of the amount of iodine sensitive reactive
groups. (From Wikipedia, the free encyclopedia)
Il numero di iodio rappresenta la quantità di iodio espressa in grammi che può essere fissata in
100 g di sostanza grassa. Tale indice esprime il grado di insaturazione degli acidi che costituiscono il
grasso, sia in forma libera che combinati. La determinazione si basa sulla proprietà degli acidi grassi
non saturi, di fissare in opportuni condizioni, gli alogeni: -CH=CH– + I2 → –CHI–CHI– .
Lo iodio in forma molecolare non avrebbe la reattività sufficiente a far avvenire questa reazione, per cui si ricorre ad un suo composto particolarmente reattivo: ad esempio il tricloruro di iodio che,
in soluzione acetica, si scinde in monocloruro di iodio e cloro: ICl3 → ICl + Cl2, oppure il monocloruro di iodio.
La reattività è espressa dal monocloruro che è molto instabile e si addiziona al doppio legame
secondo la reazione:
–CH=CH– + ICl → –CHI– CHCl–
Principio del metodo:
La determinazione del numero di Iodio è basata sulla effettuazione di una prova in bianco, in
cui si usa lo stesso volume di monocloruro di iodio utilizzato poi nell’analisi vera e propria: si titola lo
iodio liberato dalla reazione tra KI e monocloruro, con una soluzione di tiosolfato 0,1N (titolazione
iodometrica):
ICl + KI → KCl + I2
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Viene effettuata contestualmente una analisi in cui al monocloruro di iodio si aggiunge anche la
sostanza grassa: una parte di iodio viene fissato dall’analita, l’eccesso viene retrotitolato con Na2S2O3.
Dalla differenza di volumi tra la prova in bianco e l’analisi si ricava la quantità di iodio fissato dalla sostanza grassa
Reattivi:
- Ioduro di potassio, soluzione di 100 g/l, non contenente iodato o iodio libero
- Soluzione di amido (salda d’amido: indicatore)
- Tiosolfato di sodio soluzione volumetrica standard (Na2S2O3* 5H2O) = 0,1N, standardizzato non oltre
7 giorni prima dell’uso.
- Solvente preparato miscelando volumi uguali di cicloesano e di acido acetico
- Reagente di Wijs, contenente monocloruro di iodio in acido acetico.
Apparecchiatura:
- beute avente capacità di 500 ml, provviste di tappi in vetro
smerigliato e completamente asciutte
NI presunto
<5
Massa da pesare
3,00 g
- buretta da 50 ml graduata in 0.05ml
da 5 a 20
1,00 g
- pipette graduate da 20 e25 ml
da 21 a 50
0,40 g
da 51 a 100
1,20 g
Da 101 a 150
0,13 g
da 151 a 200
0,10 g
- cilindro graduato da 100ml
- bilancia analitica
Procedimento:
Pesare una quantità di sostanza da analizzare che varia a secondo del numero di iodio presunto,
come indicato nella tabella a lato. Versare la sostanza da analizzare nella beuta da 500 ml . Aggiungere
20 ml della miscela cicloesano/acido acetico in modo da sciogliere il grasso. Aggiungere esattamente
25 ml del reattivo di Wijs, inserire il tappo, agitare il contenuto e riporre la beuta al buio per un tempo
che varia, secondo il campione, da un ora a due ore.
Analogamente preparare un bianco col solvente ad il reattivo di Wijs, ma tralasciando la sostanza da analizzare. Trascorso il periodo necessario, aggiungere 20ml della soluzione di ioduro di potassio
e 150 ml di acqua a ciascuna delle beute. Titolare con la soluzione standard di tiosolfato di sodio fino a
colorazione giallo paglierino della soluzione. Aggiungere qualche goccia di salda d’amido e titolare fino alla scomparsa della colorazione blu. Effettuare almeno due determinazioni sullo stesso campione.
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Osservazioni:
Per la miscela si usa acido acetico perché è miscibile col cicloesano e perché fornisce un pH
leggermente acido. Il tempo necessario alla reazione è determinato dalle insaturazioni presenti nell’olio
d’oliva. La reazione deve avvenire al buio perché in presenza di luce lo ioduro, in soluzione acida, tende a ridurre l’ossigeno atmosferico secondo la reazione:
4 I- + O2 + 4H+ → 2 I2 + 2 H2O
In soluzione basica invece:
I2 + 2 OH- → IO- +I- + H2O
In questo intervallo di tempo il monocloruro si addiziona ai doppi legami degli acidi grassi presenti nell’olio. L’indicatore (salda d’amido) si aggiunge verso la fine della titolazione, altrimenti, in
presenza di grandi quantità di iodio, verrebbe da esso adsorbito, sottraendolo alla reazione e causando
un errore in eccesso.
Il numero di iodio viene dato dalla seguente espressione:
N .I . =
⎤
N ⋅ (VB − VT ) ⋅ MEI 2
1 g
N ⋅ (V1 − V0 ) ⋅12,96 ⎡ eq
l
=
⋅ ml ⋅
⋅ ⋅ ⋅100⎥
⎢
10 ⋅ m
1000 ml g eq
m
⎣ l
⎦
dove:
N = è la normalità della soluzione di tiosolfato di sodio
VT= ml di tiosolfato di sodio usato per la titolazione del campione
VB= ml di tiosolfato di sodio usato per la prova in bianco
m = massa di olio pesato
129,6 = massa equivalente di I2 (MM/2)
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Valutazione dei risultati:
La valutazione del risultato può essere effettuata tenendo conto della seguente tabella:
Indice di iodio comparati degli oli vegetali:
Olio di oliva vergine o raffinato 75 - 94
Olio di sansa di oliva raffinato 75 - 92
Olio di arachide 80 - 106
Olio di cotone 90 - 119
Olio di colza 94 - 120
Olio di granoturco 103 - 128
Olio di girasole 110 - 143
Olio di soia 120 - 143
Olio di sesamo 140 - 120
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Analisi dell’olio di oliva – Standardizzazione Na2S2O3
STANDARDIZZAZIONE DI TIOSOLFATO DI SODIO Na2S2O3
Il tiosolfato di sodio non è uno standard primario.
La sua standardizzazione può essere effettuata
con iodato di potassio, che è uno standard primario, mediante un metodo iodometrico indiretto.
In presenza di un eccesso di ioduro ed in ambiente fortemente acido (pH < 1), lo iodato si trasforma quantitativamente in iodio secondo la reazione:
IO3– + 8 I- + 6 H3O+ → 3 I3- + 9 H2O
Lo iodio che si è liberato dalla viene poi titolato
dal tiosolfato sfruttando la reazione seguente:
I3- + 2 S2O32-→ 3 I- + S4O62Considerando la stechiometria delle reazioni, le
moli di tiosolfato impiegate sono sei volte le moli
di iodato presenti.
L’indicatore
Come indicatore del PE della titolazione si potrebbe sfruttare il fatto che lo iodio in soluzione
acquosa è di colore rosso-giallo (dipende dalla
sua concentrazione), mentre lo ioduro, il tiosolfato ed il tetrationato sono incolori. Lo iodio funge
in tale caso da “autoindicatore”, poiché la scomparsa del colore giallo indica il raggiungimento
del PE. Tuttavia il colore dello iodio viene facilmente sopraffatto se in soluzione sono presenti
altre specie colorate. Si preferisce pertanto utilizzare come indicatore una sospensione acquosa di
amido, detta anche salda d’amido. Questo composto forma con la specie I3- dei complessi di colore blu scuro, nettamente preponderante su ogni
altro colore della soluzione. Tali complessi sono
forti ma non abbastanza da impedire la reazione.
Quindi, una volta consumato l’I3- libero presente
in soluzione, il tiosolfato reagisce con quello legato alla salda d’amido. Il viraggio osservato al PE è
dal blu scuro ad incolore poiché tutte le specie
presenti dopo il PE (tiosolfato, tetrationato, amido
libero, ioduro) sono incolori.
L’uso della salda d’amido richiede alcune precauzioni. Innanzitutto la sospensione acquosa si decompone in pochi giorni a causa dell’attacco di
microrganismi, e va quindi preparata al momento
dell’uso.Un’elevata concentrazione di iodio denatura l’indicatore, e si formano complessi irreversibili, tali che il tiosolfato non riesce più a reagire
con lo iodio legato. Di conseguenza, la salda
d’amido viene aggiunta solo verso la fine della titolazione, quando la concentrazione di iodio in
soluzione si è sensibilmente ridotta, cioè quando
il colore giallo della soluzione stessa si è sbiadito.
Procedimento:
In una beuta a tappo smerigliato da 300 ml si versano 50 ml di acqua distillata, 6 – 8 ml di HCl
conc. e 0,2- 0,3 g di NaHCO3. Terminato lo sviluppo gassoso si introduce in beuta la esatta quantità di sostanza madre che è stata pesata, dopo essere stata precedentemente essiccata in stufa a
110°C per almeno un’ora. Si aggiungono 4 – 5 g
di KI. Si chiude il tappo e si lascia a riposo al
buoi per 5 minuti. Si sfila il tappo e si lava con
soluzione di di KI e si titola rapidamente fino col
tiosolfato fino a colore giallo – bruno. Si aggiungono 2 ml di salda d’amido e si titola lentamente
fino a viraggio da blu-violaceo a incolore.
Note particolari
Durante la titolazione il pH deve comunque essere maggiore di 0,5 per minimizzare la reazione
parassita:
6 I– + O2 + 4 H3O+ 6 H2O + 2 I3Nei calcoli tenere conto del particolare stato di
ossidazione formale dello zolfo
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Analisi dell’olio di oliva – Determinazione del numero di saponificazione
DETERMINAZIONE DEL NUMERO DI SAPONIFICAZIONE
(Saponification value)
Saponification value (or "saponification number", also referred to as "sap" in short) represents the
number of milligrams of potassium hydroxide or sodium hydroxide required to saponify 1g of fat under
the conditions specified. It is a measure of the average molecular weight (or chain length) of all the
fatty acids present. As most of the mass of a fat/triester is in the 3 fatty acids, it allows for comparison
of the average fatty acid chain length. The long chain fatty acids found in fats have low saponification
value because they have a relatively fewer number of carboxylic functional groups per unit mass of the
fat as compared to short chain fatty acids. If more moles of base are required to saponify N grams of fat
then there are more moles of the fat the chain lengths are relatively small, given the following relation:
Number of moles = mass of oil/relative atomic mass
The calculated molar mass is not applicable to fats and oils containing high amounts of unsaponifiable
material, free fatty acids (>0.1%), or mono- and diacylglycerols (>0.1%).
Handmade soap makers who aim for bar soap use NaOH sap values which are derived from the saponification value calculated by laboratories (KOH sap value). To convert KOH values to NaOH values,
divide the KOH values by the ratio of the molecular weights of KOH and NaOH (1.403).
Standard methods for analysis are for example: ASTM D 94 (for petroleum) and DIN 51559. (From
Wikipedia, the free encyclopedia)
Numero di saponificazione (o "indice di saponificazione") è la quantità di idrossido di potassio espressa in milligrammi necessaria per saponificare un grammo di campione di grasso.
È usato come indice del peso molecolare medio degli esteri degli acidi grassi che costituiscono il campione.
I metodi standardizzati per la sua misurazione sono, da esempio, ASTM D 94 e DIN 51559.
La sua misura è basata su una retro-titolazione: il campione viene trattato con una quantità nota di soluzione di idrossido di potassio in etanolo certamente in eccesso e scaldandolo a ricadere per almeno u-
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n'ora. Al termine dell'ora, dopo raffreddamento, l'eccesso di idrossido di potassio che non ha reagito
viene misurato per titolazione con una soluzione di acido cloridrico in presenza di fenolftaleina.
La sostanza grassa in esame viene riscaldata a riflusso con un volume noto di soluzione di idrossido di potassio. Trascorso il tempo di riscaldamento stabilito, l’idrossido di potassio che non ha
reagito viene titolato con soluzione di acido cloridrico. Si calcola quindi l’idrossido di potassio consumato e si riferisce a 1g di campione.
Apparecchiatura
-
Beute di vetro resistente agli alcali, da 250 mL, munite di refrigerante a ricadere con giunti a smeri-
glio.
-
Pipetta tarata a 1 tratto da 25 mL.
-
Buretta da 50 mL, con divisioni in 0,1 mL.
Reagenti
-
Potassio idrossido, soluzione 0,5 N in alcool etilico 95°. Si prepara sciogliendo in poca acqua 32g
di KOH e portando a 1 litro con etanolo a 95°. Si conserva in bottiglie di vetro scuro, se necessario si
filtra prima dell’uso.
-
Acido cloridrico, soluzione titolata 0,5 N.
-
Indicatore fenoftaleina, soluzione alcolica 1%.
Procedimento
-
In una beuta da 250 mL si pesano esattamente circa 2g di campione secco e filtrato.
-
Si aggiungono, mediante pipetta, 25,0 mL di soluzione alcolica 0,5 N di idrossido di potassio, si
adatta alla beuta il refrigerante e si riscalda a blanda ebollizione su bagnomaria per 60’ agitando di tanto in tanto.
-
Si toglie la beuta dal bagnomaria, si aggiungono 2-3 gocce di indicatore fenoftaleina e si titola la
soluzione ancora calda con la soluzione di acido cloridrico 0,5 N.
-
Si esegue parallelamente una prova in bianco, impiegando un uguale volume di soluzione di idros-
sido di potassio ed usando la stessa pipetta con identiche modalità di scolamento.
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Espressione dei risultati
S .V . =
(V ' − V ) ⋅ N ⋅ 56,1
m
in cui:
V’ = volume in ml di soluzione di HCl impiegato nella prova in bianco
V = volume in ml di HCl impiegato nella prova reale
N = normalità della soluzione di HCl
m = massa in grammi del campione
Il risultato si esprime con una cifra decimale.
Valutazione dei risultati
Dalla seguente tabella si può evincere quali valori attendere.
Grassi
Sego di bue
Cera d’api
Grasso del burro
Olio di ricino
Olio di noci di cocco
Olio di mais
Olio di semi di cotone
Lardo
Olio di semi di lino
Sego di montone
Olio di oliva
Olio di arachidi
Olio di ravizzone
Olio di sesamo
Olio di spermaceti
Grasso di lana
S.V.
196-200
88-96
210-230
175-183
253-262
187-193
194-196
193-203
188-195
195-196
185-196
186-194
168-179
188-193
120-137
82-130
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Analisi dell’olio di oliva – Determinazione degli acidi grassi polinsaturi – metodo UV
DETERMINAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI POLIINSATURI – Metodo UV
(Fatty Acid)
L’olio d’oliva contiene circa il 70-80% di acido oleico, che è un acido grasso monoinsaturo con
un solo doppio legame in corrispondenza del carbonio 9 e il 4-12% di acido linoleico, biinsaturo, con
due doppi legami in corrispondenza del carbonio 9 e del carbonio 12. La presenza di questi acidi grassi
insaturi, normali costituenti di un olio di qualità, determina fenomeni di assorbimento di radiazioni con
lunghezza d’onda inferiore a 200 nanometri (nm).
Se l’olio d’oliva viene sottoposto a trattamenti di rettificazione chimici e/o fisici si ha la formazione di apprezzabili quantità di acidi grassi polinsaturi contenenti doppi legami coniugati, cioè doppi
legami alternati a legami semplici.
La presenza di questi acidi grassi polinsaturi determina un assorbimento di radiazioni aventi
lunghezza d’onda variabile da 200 a 350 nm: in particolare a 232 nm i dieni (due doppi legami coniugati, cioè alternati a due legami semplici) presentano un maggiore assorbimento, mentre i trieni (tre
doppi legami coniugati) assorbono a 270 nm e tetraeni (quattro legami coniugati) a 300 nanometri
(nm).
L’analisi dei fenomeni di assorbimento delle radiazioni, effettuata con uno spettrofotometro,
permette di accertare rapidamente se l’olio è vergine o è miscelato con oli raffinati: la sensibilità del
metodo è tale che anche la sola addizione del 5% di rettificati viene accertata immediatamente.
Acidi grassi polinsaturi
Numero di
Numero
Primo
Atomi di
di doppi
doppio
Carbonio
degami
degame
Linoleico
18
2
6
C18:2
Ω6
α-linolenico
18
3
3
C18:3
Ω3
γ-linolenico (GLA)
18
3
6
C18:3
Ω6
Acidi Grassi
Codice
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Arachidonico(AA)
20
4
6
C20:4
Ω6
Eicoisapentenoico (EPA)
20
5
3
C20:5
Ω3
Docosatetrenoico
22
4
6
C22:4
Ω6
Docosapentenoico
22
5
3
C22:5
Ω3
Docosapentenoico
22
5
6
C22:5
Ω6
Docosaesaenoico (DHA)
22
6
3
C22:6
Ω3
Il simbolo Ω seguito dal numero indica la famiglia di appartenenza dell'acido grasso. Ad esempio, l'acido linoleico è compreso nella famiglia omega-6.
Reattivi:
Iso-ottano (2,2,4-trimetilpentano) puro per analisi
Strumentazione e apparecchiature:
1.
Spettrofotometro fornito di cuvette al quarzo
2.
Palloni da 50 ml con tappo
3.
Matracci da 50 ml
4.
Pipette Pasteur.
Procedimento
Si prepara una soluzione di olio all’1% (peso/volume), usando come solvente l’iso-ottano puro
(si suggerisce di pesare circa 0,5 g dei vari campioni, e poi portarli a 50 ml con iso-ottano puro);
La soluzione così ottenuta viene portata allo spettrofotometro, e viene letta l’assorbanza alle lunghezze
d’onda λ = 232 nm, λ = 266 nm, λ = 270 nm e λ = 274 nm. Spesso capita che l’assorbimento a 232 nm
sia molto elevato, per cui è opportuno preparare anche una soluzione a concentrazione 0,20 ~0,25%.
Eseguite le letture si determina il cosiddetto valore di K λ detto “estinzione specifica”, che rappresenta
l’assorbimento di una soluzione all’1% di una sostanza in esame (olio nel nostro caso), quando la radiazione l’attraversa per uno spessore di 1 cm.
Dalla Legge di Lambert e Beer, si determina nel seguente modo:
Pagina 30 di 38
K = A/c·l
in cui A = Assorbanza letta allo spettrofotometro
c = concentrazione % p/v dell’olio
l = spessore della cuvetta (normalmente 1 cm)
E’ importante determinare anche ∆K = che esclude l’assorbimento estraneo di fondo, dando così
l’assorbimento reale.
∆K= K270 - (K266 + K274)/2
Valutazione dei risultati
Il regolamento (CE) N. 1989/2003 della commissione del 6 novembre 2003 ha stabilito per
l’olio d’oliva i seguenti limiti:
K232
K270
∆K
Olio extravergine d’oliva
<= 2,50
<= 0,22
<= 0,01
Olio di oliva vergine
<= 2,60
<= 0,25
<= 0,01
Olio di oliva lampante
-
-
-
Olio di oliva raffinato
-
<= 1,10
<= 0,16
-
<= 0,90
<= 0,15
Olio di sansa di oliva greggio
-
-
-
Olio di sansa di oliva raffinato
-
<= 2,00
<= 0,20
Olio di sansa di oliva
-
<=1,70
<= 0,18
Categoria
Olio di oliva composto di oli di oliva raffinati e di oli di oliva vergini
Con il ricorso alla tecnica spettofotometrica è possibile accertare rapidamente se l'olio è vergine o è
miscelato con oli raffinati: la sensibilità del metodo è tale che anche la sola addizione del 5% di rettificati viene accertata immediatamente.
Pagina 31 di 38
Risultato Analisi
Campioni:
1) ______________________________ 2) ______________________________
3) ______________________________ 4) ______________________________
Assorbimento dei campioni in esame
Campione 1
Campione 2
Campione 3
Campione 4
concentrazione concentrazione concentrazione concentrazione
%
%
%
%
lettura λ= 232
lettura λ= 266
lettura λ= 270
lettura λ= 274
Valori di K
Campione 1
Campione 2
Campione 3
Campione 4
K232
K266
K270
K274
Valori di ∆K
Campione 1 Campione 2 Campione 3 Campione 4
∆K
Tipologia di olio identificata: ______________________________________
Torino, ______________
Firma_________________________________
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Analisi dell’olio di oliva – Determinazione degli acidi grassi liberi mediante GC
DETERMINAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI LIBERI MEDIANTE GC
Fase 1 - Preparazione degli esteri metilici di acidi grassi
Transesterificazione a freddo con soluzione metanolica di idrossido di potassio
Apparecchiatura
Questo metodo rapido è applicabile agli oli di oli-
Provette con tappo a vite (volume 5 ml ) munito
va e di sansa il cui contenuto in acidi grassi liberi
di giunto PTFE
non sia superiore a 3,3%. Gli acidi grassi liberi
Pipette tarate o automatiche da 2 ml e 0,2 ml
non vengono esterificati dall'idrossido di potassio.
Procedimento
Gli esteri etilici degli acidi grassi vengono transe-
Si pesano circa 0,1 g del campione di olio in una
sterificati più lentamente degli esteri gliceridici, e
provetta da 5 ml con tappo a vite.
possono essere metilati solo parzialmente.
Si aggiungono 2 ml di eptano e si mescola. Si ag-
giungono 0,2 ml di soluzione metanolica di idros-
Gli esteri metilici si formano per transesterifica-
sido di potassio 2N, si chiude con il tappo munito
zione con una soluzione metanolica di idrossido
di giunto PTFE, si stringe bene il tappo e si agita
di potassio come fase intermedia prima della sa-
energicamente per 30 secondi.
ponificazione (punto 5 di ISO-5509:2000, punto 5
Si lascia stratificare finché la soluzione superiore
del metodo IUPAC 2.301).
diventa trasparente.
Reagenti
Decantare lo strato superiore che contiene gli e-
Metanolo dal contenuto in acqua non superiore
steri di metile. La soluzione di eptano ottenuta è
allo 0,5% (m/m)
adatta ad essere iniettata nel gascromatografo.
Eptano puro per cromatografia
Si consiglia di conservare la soluzione in frigori-
Idrossido di potassio, soluzione metanolica circa
fero fino al momento dell'analisi gascromatogra-
2 N: sciogliere 11,2 g di idrossido di potassio in
fica. Non si consiglia di conservare la soluzione
100 ml di metanolo.
per un periodo superiore alle 12 ore
Pagina 33 di 38
Fase 2 – Determinazione Gascromatografica degli esteri metilici
Il presente metodo dà un orientamento generale per l'applicazione della gascromatografia, con l'uso di
colonne a riempimento o capillari, per determinare la composizione qualitativa e quantitativa di una
miscela di esteri metilici degli acidi grassi ottenuta in conformità con il metodo sopra riportato.
Reagenti
•
Gas vettore - Gas inerte (azoto, elio, argo, idrogeno, ecc.) completamente essiccato ed avente un
tenore di ossigeno inferiore a 10 mg/kg.
•
Eventualmente è possibile utilizzare uno standard di riferimento: una miscela di esteri metilici
di acidi grassi puri oppure esteri metilici di un grasso a composizione nota, di preferenza analogo a quello della sostanza grassa da analizzare
•
Apparecchiatura
Le istruzioni precisano che deve essere usata la consueta apparecchiatura per gascromatografia, facendo uso di colonne a riempimento e/o capillari nonché di un rivelatore a ionizzazione di fiamma.
•
Colonna costruita in materiale inerte alle sostanze da analizzare (cioè vetro o acciaio inossidabile) e avente le seguenti dimensioni:
o
lunghezza: 1-3 m. Se sono presenti acidi grassi a catena lunga (oltre C20) dovrà essere
usata una colonna relativamente corta. Se invece si analizzano acidi a 4-6 atomi di carbonio, si raccomanda di usare una colonna avente una lunghezza di 2 m.
o
•
diametro interno: da 2 a 4 mm.
Riempimento comprendente i seguenti elementi:
o
supporto: terra di diatomee lavata con acido e silanizzata, oppure altro idoneo supporto
inerte con una gamma ristretta di granulometria (compresa tra 125 e 200 µm, con variazioni di ± 25 µm); la granulometria media è correlata al diametro interno e alla lunghezza della colonna;
o
fase stazionaria: tipo di poliestere di liquido polare (ad es. polisuccinato di dietilenglicole, polisuccinato di butandiolo, poliadipato di etilenglicole ecc.), cianosiliconi o qualsiasi altro liquido che consenta la separazione cromatografica richiesta. La fase stazionaria
deve essere compresa tra il 5 % (m/m) e il 20 % (m/m) del riempimento.
•
Siringa - deve avere una capacità massima di 10 µl ed essere graduata in divisioni di 0,1 µl.
Pagina 34 di 38
Procedimento
Nelle operazioni sopra descritte si fa accenno all'uso di un rivelatore a ionizzazione di fiamma. Come
alternativa può essere usato un gascromatografo munito di HWD (che funziona in base al principio della variazione di conducibilità termica).
Condizioni dell'analisi
•
Colonna a riempimento
Nella scelta delle condizioni per effettuare la prova, devono essere
prese in considerazione le seguenti varianti:
a) la lunghezza ed il diametro della colonna;
Diametro interno della colonna mm
Flusso del
gas vettore
ml/min
2
da 15 a 25
3
da 20 a 40
4
da 40 a 60
b) la natura e la quantità della fase stazionaria;
c) la temperatura della colonna;
d) il flusso di gas vettore;
e) la risoluzione necessaria;
Tabella 1
f) le dimensioni del campione da analizzare, scelto in modo che il
collegamento tra il rivelatore e l'elettrometro diano una
risposta lineare;
g) la durata dell'analisi.
Concentrazione Temperatura
della fase staziona- della colonna
ria % (m/m)
°C
5
175
tabella 2 danno i risultati auspicati, cioè almeno 2000 piatti
10
180
teorici per metro di lunghezza della colonna per quanto si
15
185
riferisce allo stearato di metile, e l'eluizione dello stesso en-
20
185
In linea di massima i valori riportati nella tabella 1 e nella
tro 15 minuti circa. Se l'apparecchiatura lo consente,
l'iniettore deve trovarsi a una temperatura di circa 200°C ed
Tabella 2
il rivelatore a una temperatura pari o superiore a quella della colonna. Di norma, il rapporto tra il flusso
dell'idrogeno fornito al rilevatore a ionizzatore di fiamma e quello del gas vettore varia tra 1:2 e 1:1 in
funzione del diametro della colonna. Il flusso dell'ossigeno è di circa 5-10 volte quello dell'idrogeno.
•
Colonna capillare
Le caratteristiche di efficienza e di permeabilità delle colonne capillari indicano che la separazione tra i
costituenti e la durata dell'analisi sono ampiamente dipendenti dal flusso del gas vettore nella colonna.
È pertanto necessario ottimizzare le condizioni operative influenzando questo parametro (o più semplicemente la pressione di testa della colonna), a seconda che si desideri migliorare le separazioni o effettuare un'analisi rapida.
Pagina 35 di 38
Determinazione del numero di piatti teorici (efficacia) e risoluzione (vedi figura 1)
Effettuare l'analisi di una miscela di stearato di metile e di oleato di metile in proporzioni più o meno
equivalenti (ad es. esteri metilici del burro di cacao). Scegliere la temperatura della colonna e il flusso
di gas vettore in modo che il massimo del picco dello stearato di metile venga registrato circa 15 minuti
dopo il picco del solvente. Usare un quantitativo sufficiente della miscela di esteri metilici in modo che
il picco dello stearato di metile occupi circa tre quarti della scala intera. Calcolare il numero dei piatti
teorici, n (efficienza), con la formula:
n = 16 {[dr (I) H] / [W (I)]}²
e la risoluzione R usando la formula:
R = 2D / [W(I) + W (II)]
dove:
dr (I) = è la distanza di ritenzione, in millimetri, dall'inizio del cromatogramma fino al massimo del
picco dello stearato di metile;
W(I) e W(II) = sono le ampiezze, in millimetri, del picchi rispettivamente dello stearato di metile e dell'oleato di metile, misurati tra i punti d'intersezione delle tangenti ai punti di inflessione della curva con
la linea di base;
D = è la distanza, in millimetri, tra i picchi massimi dello stearato di metile e dell'oleato di metile.
Figura 1
Cromatogramma per la determinazione del numero di piatti teorici
(efficienza) e risoluzione
Le condizioni operative da scegliere sono quelle idonee ad almeno 2000 piatti teorici per metro di lunghezza della colonna per quanto si riferisce allo stearato di metile e una risoluzione di almeno 1,25.
Pagina 36 di 38
•
Sostanza da analizzare
Usando la siringa prendere 0,1 µl-2 µl della soluzione di esteri metilici e iniettarli nella colonna. Se l'analisi riguarda costituenti presenti soltanto in tracce, la quantità di sostanza da analizzare può essere
aumentata (fino a 10 volte).
Espressione dei risultati
•
Analisi qualitativa
Identificare i picchi dell'estere metilico del campione dai grafici dei campioni standard, se necessario
per interpolazione.
•
Analisi quantitativa
A parte casi eccezionali, usare il metodo di normalizzazione interno, cioè presumere che la totalità dei
componenti del campione siano rappresentati sul cromatogramma, in modo che il totale delle aree sotto
i picchi costituisca il 100 % dei costituenti (eluizione totale). Se nell'apparecchiatura è previsto un integratore, usare i dati da esso ottenuti. In caso negativo, determinare l'area sotto ciascun picco moltiplicando l'altezza del picco per l'ampiezza a metà altezza e, se necessario, prendere in considerazione le
varie attenuazioni usate durante la registrazione.
•
Metodo di calcolo – 1 – Caso generale
Calcolare il contenuto di un dato componente I, espresso come percentuale in massa degli esteri metilici, determinando la percentuale rappresentata dall'area del picco corrispondente relativa alla somma
delle aree di tutti i picchi, usando la formula seguente:
Concentrazione % Componente I = (Ai / ΣA) * 100
dove:
Ai = è l'area sotto il picco corrispondente al componente i;
ΣA = è la somma delle aree sotto tutti i picchi.
Esprimere il risultato con l'approssimazione di una decimale.
Nota: In questo caso generale, si ritiene che il risultato del calcolo basato sulle aree relative rappresenti
una percentuale in massa.
•
Metodo di calcolo – 2 – Fattori di correzione
In taluni casi, ad esempio in presenza di acidi grassi aventi meno di 8 atomi di carbonio oppure di acidi
aventi gruppi secondari, quando si usano rivelatori di conduttività termica oppure quando è necessario
il grado più elevato di accuratezza, devono essere usati fattori di correzione che convertano le percentuali delle aree e dei picchi in percentuali in peso dei componenti. Determinare i fattori di correzione
Pagina 37 di 38
con l'ausilio di un cromatogramma derivato dall'analisi di una miscela di riferimento di esteri metilici di
composizione nota, effettuata in condizioni operative identiche a quelle usate per il campione. Per i dettagli fare riferimento alla parte di teoria.
•
Metodo di calcolo – 3 – Standard interno
In alcune analisi (ad es. quando non tutti gli acidi grassi sono quantificati, ad esempio quando sono presenti acidi con 4 e 6 atomi di carbonio accanto ad acidi con 16 e 18 atomi di carbonio, oppure quando è
necessario determinare il quantitativo assoluto di un acido grasso in un campione) è necessario ricorrere ad uno standard interno. Vengono spesso usati acidi grassi con 5,15 o 17 atomi di carbonio. Deve essere
determinato
l'eventuale
fattore
di
correzione
per
lo
standard
interno.
Esprimere i risultati con l'approssimazione di una decimale.
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Appunti Determinazioni chimiche sull`olio d`oliva

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