Analisi spettro-fotometrica UV degli oli d oliva

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1 Corso di Chimica Analitica II e Laboratorio Docenti: Davide Atzei e Antonella Rossi Analisi spettro-fotometrica UV degli oli d oliva 1 OBIETTIVI L esame di un olio con la spettrofotometria ultravioletta consente di ottenere indicazioni sulla sua qualità, sul suo stato di conservazione e sulle modificazioni indotte da processi tecnologici. Lo schema del ciclo di lavorazione per la produzione degli oli d oliva è riportata nell appendice di queste istruzioni (figura 2). Inoltre la spettroscopia ultravioletta offre un efficace mezzo diagnostico per svelare sofisticazioni, come ad esempio l addizione di oli raffinati o di semi, all olio vergine. In quest analisi si misurano gli assorbimenti alle lunghezze d onda tipiche dei sistemi dienici e trienici coniugati. Mentre, il doppio legame isolato ed i sistemi di doppi legami non coniugati non presentano bande caratteristiche nella zona spettrale compresa tra 210 e 300 nm, i doppi legami coniugati (-C=C-C=C-) hanno un assorbimento a 232 nm, ed i trieni coniugati (-C=C-C=C-C=C-) hanno una banda a 270 nm. Ad esempio, un buon olio d oliva vergine e ben conservato poiché ha solo doppi legami isolati, e sistemi di due o tre doppi legami non coniugati, presenterà solo una banda di assorbimento nell UV con un massimo intorno a 210 nm dovuta alle transizioni π π* dei cromofori etilenici isolati ed alle transizioni n σ* dei cromofori carbonilici. Non saranno presenti le bande di assorbimento alle λ di 232 nm e di 270 nm, in quanto sono assenti sistemi coniugati (figura 1). 1

2 Figura 1 Variazione del coefficiente di estinzione K in funzione della lunghezza d onda tra 200 e 300 nm. La curva A è relativa agli oli vergini ed i lampanti in buono stato di conservazione. La curva B è quella tipica di un olio lampante o un olio vergine irrancidito. [figura adattata da Amandola Terreni, pag 629]. Ogni gruppo analizzerà la serie di campioni d olio d oliva prodotti in zone diverse e che sono a disposizione in laboratorio. Chi lo desideri può procedere all analisi anche di campioni propri come nel caso dell acidità. I valori di questi assorbimenti sono espressi come estinzione specifica E 1 % 1 cm (estinzione di una soluzione della sostanza grassa all'1 % nel solvente prescritto, in spessore di 1 cm) convenzionalmente indicata con K, (detto anche coefficiente di estinzione). 2 MATERIALE OCCORRENTE PER OGNI GRUPPO Strumentazione 2.1 Spettrofotometro per misure di estinzione nell'ultravioletto fra 200 e 360 nm, con possibilità di lettura per ogni unità nanometrica. 2.2 Vaschette di quarzo prismatiche (cuvette), con coperchio, di percorso ottico da 1 cm. Le vaschette, riempite di acqua o altro solvente idoneo, non devono presentare fra di loro differenze superiori a 0,01 unità di estinzione. Reattivi Iso-ottano (2,2,4 trimetilpentano) puro per spettrofotometria; deve avere, in riferimento all'acqua distillata, trasmittanza non inferiore al 60 % a 220 nm e non inferiore al 95 % a 250 nm.

3 Vetreria 1 spruzzetta per acqua distillata Becher da 150 ml Matracci tarati da 25 o 50 ml 1 scatola di fazzoletti Kleenex 3 PROCEDIMENTO L olio deve essere limpido e anidro. Altrimenti va filtrato con carta da filtro su Na 2 SO 4 anidro. Preparazione del campione In un matraccio da 25 ml si pesano accuratamente ca g di olio o si portano a volume con isoottano. La soluzione risultante deve essere perfettamente limpida. Qualora si riscontri opalescenza o torbidità si filtra rapidamente su carta. Da questa soluzione prepararne, per pesata, una 10 volte più diluita prelevando la giusta quantità in funzione del matraccio che si ha a disposizione. Acquisizione spettro Si azzera lo strumento con il solvente puro e si registra uno spettro UV da nm. Con la soluzione dell olio in iso-otttano si riempie una vaschetta (cuvetta) e si misurano le estinzioni, usando come riferimento il solvente impiegato, alle lunghezze d'onda significative comprese fra 232 e 276 nm. Tutti i valori letti (escluso quello a 232 nm) devono essere compresi tra 0.1 e 0.8; viceversa si preparino soluzioni più concentrate o più diluite (vi servirà la soluzione più diluita che avete preparato). 4 TRATTAMENTO DEI DATI Si calcolino i valori di estinzione specifica alle varie lunghezze d onda in base alla K(λ) = A(λ) / (C * b)

4 K(λ) A(λ) C b estinzione specifica alla lunghezza d onda λ assorbanza misurata alla lunghezza d onda λ nm concentrazione della soluzione espressa in g / 100 ml spessore della cuvetta in cm I risultati si esprimono con due cifre decimali. L'esame spettro-fotometrico dell'olio di oliva secondo il metodo ufficiale dei Regolamenti della CEE prevede la determinazione dell'estinzione specifica, in soluzione in iso-ottano, alle lunghezze d'onda di 232 e 270 nm e la determinazione del K inteso come: K = K m 0.5*(K m 4 + K m+4 ) dove Km è l estinzione specifica alla lunghezza d onda m, lunghezza d onda di massimo assorbimento intorno a 270nm. I parametri di K e K sono parametri significativi, utili alla classificazione merceologica degli oli di oliva. 5 NORME DI SICUREZZA Controllate l etichetta dell iso-ottano e riportate sul quaderno il simbolo presente e le precauzioni che devono essere adoperate. 6 RIFIUTI Le soluzioni con l olio devono essere raccolte in un unico recipiente sotto cappa. Se avete prelevato olio in eccesso non versate quanto rimane nel lavandino: raccogliete l olio in una bottiglia che sarà buttata nel cestino dei rifiuti. 7 DOMANDE 1 Quali sono i valori di K e K per un olio di oliva di alta qualità? 2 Classificare gli oli d oliva che avete analizzato utilizzando i valori ottenuti quando avete determinato l acidita degli oli e la tabella riportata a pagina 5 di queste istruzioni. 3 Perché un olio vergine analizzato nove mesi dopo la produzione può essere scambiato con un olio di oliva rettificato?

5 8 NOTE I doppi legami degli acidi insaturi presenti naturalmente nelle olive sono isolati e manifestano un generico assorbimento intorno ai 210 nm che si estende fino a 300 nm. Durante i processi di rettificazione si formano doppi e tripli legami coniugati. Il sistema dienico presenta un assorbimento caratteristico a 232 nm mentre il sistema trienico a 270 nm. Inoltre i processi ossidativi, che sono sempre legati sia alla lavorazione che ai fenomeni di irrancidimento, portano alla formazione di gruppi carbonilici, carbossilici e perossidici sia a caldo sia a freddo. Anche i composti ossidati presentano, in genere, un assorbimento caratteristico sia nella zona di 232 nm sia intorno a 270 nm. Risulta peraltro evidente che gli oli di oliva vergine, prodotti esclusivamente dalla spremitura delle olive senza alcun trattamento di rettificazione, sono invece caratterizzati dall assenza di assorbimenti specifici a 232 e 270 nm. Al contrario, gli oli rettificati e gli oli lampanti presentano valori di assorbimento più elevati a causa della presenza di sistemi trienici coniugati e di prodotti secondari ossidati. I prodotti di ossidazione, inevitabilmente presenti in un olio di oliva, modificano lo spettro di assorbimento UV indipendentemente dalla qualità dello stesso olio. Può dunque capitare di giudicare rettificato un olio di oliva vergine contenente un aliquota cospicua di prodotti di ossidazione. Quando l assorbimento specifico K 270 e superiore a 0.25 si procede ad un preventivo passaggio su allumina. Questo trattamento elimina tutti i prodotti di ossidazione presenti negli oli ma non altera la configurazione dei doppi legami. Valori spettrofotometrici UV e di acidità massimi stabiliti per diversi categorie di oli di oliva No Categoria K232 K270 K Acidità 1 Extravergine Sopraffino vergine Fino vergine Vergine Oliva Sansa e di oliva Rettificato Sansa di oliva rettificato Lampante Lavato e di sansa greggio

6 APPENDICE I Taratura dello spettrofotometro UV. L'apparecchio deve essere controllato periodicamente (almeno ogni 6 mesi) sia per la rispondenza della lunghezza d'onda che per l'esattezza della risposta. A1.1. Il controllo della lunghezza d'onda può essere fatto mediante la lampada a vapori di mercurio o mediante gli appositi filtri. A1.2. Per il controllo della risposta della fotocellula e del fotomoltiplicatore si procede come segue: si pesano g di cromato di potassio puro per spettrofotometria e si sciolgono, in matraccio tarato da 1000 ml, in soluzione di idrossido di potassio 0.05 N portando poi a volume. Della soluzione ottenuta si prelevano 25 ml esatti, si trasferiscono in matraccio tarato da 500 ml e si diluisce ulteriormente a volume con la stessa soluzione di idrossido di potassio. Della soluzione così ottenuta si misura l'estinzione a 275 nm, impiegando la soluzione di idrossido di potassio come riferimento. L'estinzione misurata con vaschetta da 1 cm dovrà essere ±

7 Appendice II Figura 2 - Schema del ciclo di lavorazione per la produzione degli oli d oliva [da Cozzi, Protti e Ruaro, 9 Bibliografia R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro, Analisi chimica strumentale, B Metodi Ottici, Zanichelli p G.Amandola V. Terreni, Analisi Chimica strumentale e Tecnica, Masson Scuola, distribuito da Zanichelli, 1997, p Allegato IX Normativa CEE 2668 /91