Oleje

Doświadczenie 1

Strzykawką nabierz 1 cm³ oleju rzepakowego (oliwy) i w pojemniku na mocz rozpuść w 10 ml acetonu technicznego. Dodawaj kroplami jodynę, obserwując zmiany zabarwienia. Zakręć pojemnik i odstaw na dobę (możesz wstawić go do miski z gorącą wodą), po czym oceń barwę. Pozostaw bez wieczka na zewnętrznym parapecie aż do odparowania acetonu i zbadaj konsystencję pozostałości.

Wyjaśnienie: Wiązania podwójne –C=C– w resztach kwasów tłuszczowych mogą wchodzić w reakcję z jodem (I₂) i ulegać wysyceniu, wskutek czego powstaje fragment –CI–CI–. Skutkuje to odbarwieniem roztworu. W laboratorium przyspiesza się tę reakcję, stosując kwaśne środowisko i pochodne jodu o wyższej reaktywności (odczynnik Hanusa lub Wijsa). Masę jodu związanego przez 100 g tłuszczu określa się jako liczbę jodową – będzie ona niska w przypadku tłuszczów zawierających nasycone kwasy tłuszczowe, a wyższa w przypadku tych z wiązaniami wielonienasyconymi (np. w oliwie będzie sięgać 80–88, w smalcu będzie o połowę niższa, a w oleju lnianym – nawet dwukrotnie wyższa). Wysycanie wiązań podwójnych zmienia konsystencję tłuszczu – uzyskany produkt jest mętniejszy i może być mniej płynny. Użycie wodoru do wysycania wiązań podwójnych (uwodornienie) prowadzi do powstania margaryn.

Doświadczenie 2

Przygotuj 4 pojemniki na mocz – do A i B nalej oleju rzepakowego lub słonecznikowego, a oliwę z oliwek do C i D. A i C wstaw do lodówki, B i D do zamrażarki. Sprawdź konsystencję po upływie doby.

Wyjaśnienie: W lodówce (4–6˚C) można zaobserwować charakterystyczne zmętnienie oliwy – zaczyna się proces krzepnięcia i przyjmuje ona stałą konsystencję w temperaturze ok. 0˚C. Olej rzepakowy krzepnie w niższej temperaturze, zwykle poniżej –6˚C, a olej słonecznikowy – nawet poniżej –17˚C – w lodówce zachowają więc płynność. W zamrażalce (–20˚C) skrzepną i uzyskają maślanożółtą barwę.

Doświadczenie 3

Do dwóch pojemników na mocz wlej 20 ml acetonu. W pierwszym (A) rozpuść 20 ml oleju lnianego, w drugim (B) – 20 ml oliwy z oliwek. Do obu dodaj łyżeczkę rozdrobnionego nawozu siarczanu żelaza(III) i kilka kropel wody utlenionej. Wymieszaj, zakręć (niezbyt szczelnie) i odstaw na miesiąc w miejsce nasłonecznione (zewnętrzny parapet/balkon).

Wyjaśnienie: Pod względem użytkowym oleje dzieli się na schnące i nieschnące – choć żaden z nich tak naprawdę nie wysycha, schnięcie oleju polega na utlenianiu się kwasów tłuszczowych i zmianie ich konsystencji na stałą. Proces ten obserwowano od starożytności. Schną oleje zawierające wielonienasycone (więcej niż jedno wiązanie podwójne na cząsteczkę) kwasy tłuszczowe (np. olej lniany, orzechowy, makowy), które polimeryzują (wiązania podwójne wzajemnie atakują się i łączą, tworząc sieć) pod wpływem światła UV, czynników utleniających i soli metali, np. żelaza. Powstałe polimery przestają być płynne – stają się twarde i półprzezroczyste, jak w przypadku pojemnika A. Oleje schnące stosuje się do produkcji lakierów, impregnatów czy farb olejnych – renesansowi malarze przygotowywali farby i werniksy m.in. z dodatkiem tlenków ołowiu i innych katalizatorów schnięcia. Oleje nieschnące również mogą ulegać polimeryzacji, ale powstają w tym procesie raczej długie nici niż sieci, olej taki staje się mniej ruchliwy, ale nadal pozostaje płynny (B). Aceton dobrze rozpuszcza oleje – bardziej ruchliwy roztwór łatwiej zmieszać z zawiesiną soli.

Doświadczenie 4

Z filtra do kawy zrób ciasny rulon. Owiń go folią aluminiową, pozostawiając po obu stronach niezabezpieczony fragment długości 1–2 cm. Do metalowego garnuszka nalej ok. 3 cm oleju i włóż rulon z filtrem tak, aby jeden koniec był zanurzony w cieczy, a drugi wystawał ponad krawędź garnuszka. Odczekaj godzinę, aż bibuła filtra w całości nasiąknie olejem. Podpal wystający koniec.

Wyjaśnienie: Wykopaliska wskazują, że tłuszczu używano jako paliwa do lamp już w czasach prehistorycznych. Lampy oliwne znaleziono na Krecie, pochodzą z ok. 1700 r. p.n.e. Wiemy, że używali ich również starożytni Egipcjanie. Także obecnie stearyna (oczyszczone kwasy tłuszczowe uzyskane z tłuszczów) jest składnikiem świec i zniczy. Takie lampki olejowe są zaskakująco wydajne, ale wymagają dobrze nasiąkającego knota – bibuła z filtra do kawy doskonale nadaje się do tego celu. Folia aluminiowa zapobiega całkowitemu spaleniu się knota i zapaleniu się oleju w pojemniku – podobną rolę odgrywał dzióbek w tradycyjnych lampach oliwnych, podobnych do lampy Aladyna.

***

Uwaga!

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne szkody powstałe wskutek doświadczeń.

***

Zestaw przyrządów i materiałów

strzykawka, jodyna, sześć pojemników na mocz, folia aluminiowa, filtr do kawy, olej lniany, olej rzepakowy, oliwa z oliwek, nawóz (siarczan żelaza), aceton techniczny, woda utleniona

Niewliczone w cenę: garnuszek, lodówkozamrażarka, zapalniczka

Czas przygotowania: 3 godz. + miesiąc oczekiwania

Koszt: 92 zł

***

Wiedza w pigułce

Motyw cudownej lampy Aladyna tak mocno zakorzenił się w popkulturze, że łatwo zapomnieć, iż jest to typowa lampa oliwna – kaganek rozświetlający drogę w ciemności, wypełniony dostępnym od starożytności paliwem: oliwą lub łojem. W Indiach już 2 tys. lat temu używano w tym celu także oleju tłoczonego z nasion kapusty polnej – i to właśnie krzyżówka tej rośliny z kapustą właściwą pozwoliła najprawdopodobniej w średniowieczu uzyskać nowy gatunek rośliny – rzepak. Olej rzepakowy wykorzystywano nie tylko do oświetlania pokojów, ale i do produkcji mydła. Tłuszcze to estry glicerolu i kwasów tłuszczowych – w środowisku zasadowym następuje ich rozpad, co prowadzi do powstania soli kwasów tłuszczowych, czyli mydeł. W XIX w. olej rzepakowy stosowano jako smar do silników. Tymczasem dopiero w drugiej połowie XX w. olej ten zagościł na dobre na naszych stołach – wcześniejsze odmiany rzepaku zawierały zbyt dużo (nawet 55%!) kwasu erukowego, niesmacznego i, jak dziś wiadomo, szkodliwego dla człowieka. Negatywnie mogą działać także tłuszcze zawierające bardzo długie reszty kwasów tłuszczowych (powyżej 22 atomów węgla), ale znalazły one zastosowanie jako składnik past do butów. Tłuszcze są także znakomitymi rozpuszczalnikami – poprzez nawanianie można „złapać” w nie aromaty płatków kwiatów lub rozpuścić składniki zapachowe skórki cytrusów.

Oleje znajdziemy w kulach kąpielowych (zwróć uwagę na oleistą ciecz na powierzchni wody) czy w kuchni. Znajdują się na liście składników aromatów do ciast, ale już niemiłą niespodziankę mogą sprawić oliwy czosnkowe, gdyż niewłaściwie przygotowane tworzą idealne beztlenowe środowisko sprzyjające rozwojowi bakterii jadu kiełbasianego. Nieprzepuszczalne dla tlenu warstwy tłuszczu (np. smalcu) pozwalały wykorzystywać go jako barierę zapobiegającą psuciu się żywności. Ale same oleje także mogą się psuć – ich płynność w temperaturze pokojowej wiąże się z obecnością reszt kwasów tłuszczowych zawierających podwójne wiązania, a ich utlenienie to nic innego jak jełczenie. Ponadto tłuszcze mogą rozpadać się na glicerol i kwasy tłuszczowe, zakwaszające olej. Jak zatem poznać, czy olej był poprawnie przechowywany i czy nie jest stary? Opracowano w tym celu szereg parametrów pozwalających scharakteryzować i porównać różne tłuszcze. Do oszacowania liczby wiązań podwójnych stosuje się np. reakcję wysycania wiązań podwójnych jodem (liczba jodowa). Liczba nadtlenkowa to z kolei wynik badania stopnia utlenienia (zjełczenia) oleju. Liczba kwasowa (miareczkowanie z NaOH) wskazuje, czy uwolnione zostały wolne kwasy tłuszczowe – produkt rozpadu tłuszczu. Zwiększają one podatność tłuszczu na dalszy rozkład, a wtedy niezbyt nadaje się on do smażenia – już w stosunkowo niskiej temperaturze wydziela gryzące, szkodliwe opary i może się zapalić. Dzięki rafinacji oleju pozbywamy się kwasów tłuszczowych.