Rendre la chimie visible: démonstrations simples à l'huile d'olive

L'olive offre un paysage culinaire dans lequel l'appréciation de la nature chimique unique est la clé d'une réelle compréhension. La structure chimique des biomolécules naturelles de l'olive peut être liée au développement de la couleur, du goût et de l'odeur caractéristiques des huiles. Ces biomolécules uniques donnent lieu à l'identification de l'huile d'olive comme huile saine.

La croissance du marché mondial de l'huile d'olive et l'expansion régionale de la productivité ont rendu nécessaire l'élaboration de nouvelles normes internationales pour protéger le consommateur et empêcher les huiles frauduleuses de pénétrer le marché.

Le corps de l'huile d'olive réside dans ses triglyérides composants, qui sont des acides gras liés à la glycérine. Les acides gras libres (AGL) sont des produits de dégradation naturels de ces triglycérides. Le principal FFA dans l'huile d'olive est l'acide oléique (nommé d'après le Oleo Europa arbre). Bien qu'il puisse être très difficile de goûter la différence entre les huiles d'olive de différentes teneurs en AGF en raison des acides gras eux-mêmes, une teneur élevée en acide est généralement associée à d'autres caractéristiques négatives telles qu'une mauvaise manipulation ou un stockage des olives avant le pressage. Le coût de l'huile sera déterminé en partie selon qu'elle est classée comme vierge extra (moins de 0.8% FFA) ou vierge (moins de 1.5% FFA).

L'analyse standard pour les acides gras libres (FFA) est un titrage avec une base standard communément appelée lessive (hydroxyde de sodium-NaOH). Dans un laboratoire d'analyse professionnel, les FFA sont extraits de l'huile à l'aide d'un solvant mixte à parts égales d'éthanol et d'éther diéthylique, dont les fumées sont nocives et inflammables. Nous montrerons comment mesurer l'acidité à l'aide d'un réactif plus simple pour donner une réponse qualitative quant à savoir si l'huile répond à une certaine norme. En bref, le réactif utilise un indicateur de pH dans une solution contenant une quantité connue de NaOH. Lorsque la quantité de FFA est supérieure à la quantité de base, l'indicateur change de couleur.

Figure 1: Test au jaune d'alizarine sur des huiles avec des concentrations croissantes d'acide oléique. De gauche à droite, 0%, 0.50%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, 3.3%. Le réactif a été choisi pour tester 1.5% d'acide oléique, expliquant le changement de couleur commençant au tube 4.

Le goût est l'une des qualités de l'huile d'olive qui est la plus importante mais difficile à quantifier. Les experts de la composition de l'huile d'olive connaissent la relation entre des composants spécifiques et le goût et les propriétés de l'huile. Pour relier visuellement une mesure chimique de ces composants au goût, nous avons développé plusieurs dosages simples qui démontrent la présence ou l'absence de constituants importants de l'huile. Nous avons lié ces tests à la saveur et aux propriétés de cuisson de l'huile.

L'un des aspects les plus controversés de la saveur de l'huile d'olive est son amertume. Lors d'un atelier en Turquie, nous avons assisté à tout un débat entre les traditionalistes, qui ne pensent pas que le huile devrait être amer, et les producteurs de huile haut de gamme, fiers de l'amertume de leur huile. Les composants amers et astringents sont principalement des composés polyphénoliques dérivés de l'hydroxytyrosol, qui est fabriqué à partir de l'un des acides aminés basiques, la tyrosine. D'autres composés, y compris les flavonoïdes tels que la taxifoline et la lutéoline, ajoutent de la profondeur à la palette de saveurs. Tous ces composés sont des antioxydants assez actifs, ce qui explique certains de leurs bienfaits pour la santé, mais pas tous.

Les qualités antioxydantes des huiles d'olive peuvent être démontrées en utilisant un colorant connu sous le nom de bleu de Prusse. La chimie à l'œuvre ici est la même chimie qui était utilisée il y a un demi-siècle dans la production de plans architecturaux. Un mélange de sels de fer répond à la présence d'un antioxydant pour produire le colorant bleu profond, démontrant bien l'activité. Bien que cela ne nous permette pas de distinguer de fines différences, cela montre la différence entre les huiles avec antioxydants (huiles d'olive) et sans (comme les huiles de graines).

Figure 2: Bien que l'huile minérale (tube 1) et la plupart des huiles de noix telles que l'huile de tournesol ne réagissent pas, les huiles d'olive de bonne qualité doivent être testées positives pour produire une couleur bleu vif (tubes 2 à 5). Ici, une huile d'olive à base d'olives sauvages plutôt que cultivées, le tube 4, a produit la couleur bleue la plus profonde.

La couleur jaune prédominante de l'huile d'olive est en grande partie due à la lutéine, tandis que le β-carotène lui confère une teinte orange. Les huiles d'olive plus vertes contiennent des molécules de la famille de la chlorophylle. Normalement, la quantification de la couleur nécessite un spectrophotomètre, mais les fonctions de base de cet instrument coûteux peuvent être imitées par un iPhone, avec une application telle que Irodori, pour mesurer les contributions Rouge / Vert / Bleu (RVB) à la couleur des huiles d'olive . Une photo est prise avec l'iPhone et le programme la décompose en nuances de couleurs. L'utilisateur sélectionne la couleur la plus caractéristique pour l'analyse et la contribution RVB (lumière transmise) pour cet échantillon est signalée. Une mesure comme celle-ci nécessite un contrôle d'arrière-plan. Chaque photo a été prise dans des conditions d'éclairage identiques, avec le même volume de solution et un fond blanc.

Une autre caractéristique de notre panel de démonstrations simples de la chimie des huiles d'olive est l'interaction des huiles avec les lumières laser. Nous montrons comment de simples pointeurs laser peuvent éclairer certaines des caractéristiques les plus fines des huiles plus vertes contenant de la chlorophylle.

L'un des aspects les plus gratifiants d'être chimiste est la capacité à mieux comprendre les matériaux que nous rencontrons chaque jour. L'huile d'olive est un excellent exemple d'une substance de tous les jours qui semble merveilleusement complexe lorsque vous voyez de quoi elle est faite. Connaître le maquillage permet également de relier notre plaisir gustatif aux résultats sains de notre consommation.