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Kinetic-thermodynamic evaluation of olive oils fortified with phenolics compounds

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Abstract(s)

Flavoring olive oils represents a traditional practice in Mediterranean area aiming to enhance the quality and the shelf life of the olive oils, namely of lower quality oils. Flavor is one of the main factors that influences the consumer’s perception of quality. So, the present research intends to evaluate the phenolic enrichment of EVOO, from cv. Arbequina since it is expected to have a low total phenols content, with known concentrations (from 0.1 to 0.4%) of an essential oil of Lemon Verbena plant (Aloysia citrodora) as well as the effect on oils’ quality parameters, oxidative stability and antioxidant activity. The study also focused on a kineticthermodynamic approach, in order to deeper understand the lipid oxidation that olive oils undergo under Rancimat test conditions (110, 120, 130, 140 and 150°C). The results pointed out that the addition of the essential oil led to a slight decrease in the oils’ acidity, while the remaining quality parameters (peroxide value and extinction coefficients) were negatively influenced. On the other hand, the antioxidant capacity was positively influenced by the essential oil addition. The total reducing capacity increased by 17% with the increase of the essential oil addition (from 0.0 to 0.4%). Also, the same trend was found in DPPH values and it increased by 22%. Unexpectedly, the fortification of olive oils didn’t improve the oils’ oxidative stability. The kinetic-thermodynamic data, determined by applying the activated complex theory, showed that olive oils without any essential oil addition had a significantly more negative temperature coefficient (-0.0268°C-1), higher temperature acceleration factor (1.852), greater activation energy (82.7 kJ mol-1) and frequency factor (10.9×109 h-1), higher positive enthalpy of activation (79.4 kJ mol-1), lower negative entropy of activation (-131.8J mol-1 K-1), and greater positive Gibbs free energy of activation. These results allowed to conclude that the lipid oxidation process in the studied olive oil (without and with essential oil flavoring), was a non-spontaneous, endothermic, and endergonic process with activated formed complexes structurally more ordered than the reactants.
Azeite aromatizado representa uma prática tradicional na região do Mediterrâneo, com o objetivo de melhorar a qualidade e o prazo de validade dos azeites, nomeadamente os de baixa qualidade. O sabor é um dos principais fatores que influenciam a percepção de qualidade do consumidor. Assim, a presente pesquisa pretende avaliar o enriquecimento fenólico do EVOO, da cv. Arbequina, uma vez que se espera um baixo teor total de fenóis, com concentrações conhecidas (de 0,1 a 0,4%) de um óleo essencial da planta Lemon Verbena (Aloysia citrodora), bem como o efeito nos parâmetros de qualidade dos óleos, estabilidade oxidativa e antioxidante atividade. O estudo também se concentrou em uma abordagem cinético-termodinâmica, a fim de se entender mais profundamente a oxidação lipídica que os azeites sofrem nas condições de teste Rancimat (110, 120, 130, 140 e 150°C). Os resultados demonst raram que a adição do óleo essencial levou a uma ligeira diminuição na acidez dos óleos, enquanto os demais parâmetros de qualidade (ndice de peróxido e coeficientes de extinção) foram influenciados negativamente. Por outro lado, a capacidade antioxidante foi positivamente influenciada pela adição de óleo essencial. A capacidade total de redução aumentou 17% com o aumento da adição de óleo essencial (de 0,0 para 0,4%). Além disso, a mesma tendência foi encontrada nos valores de DPPH e aumentou 22%. Inesperadamente, a fortificação dos azeites não melhorou a estabilidade oxidativa dos óleos. Os dados cinético-termodinâmicos, determinados pela aplicação da teoria do complexo ativado, mostraram que o azeite sem adição de óleo essencial apresentava um coeficiente de temperatura significativamente mais negativo (-0,0268°C-1), maior fator de aceleração da temperatura (1,852), maior energia de ativação (82,7 kJ mol-1) e fator de frequência (10,9 × 109 h-1), maior entalpia positiva de ativação (79,4 kJ mol-1), menor entropia negativa de ativação (-131,8J mol-1 K-1), e maior energia livre positiva de ativação de Gibbs. Esses resultados permitiram concluir que o processo de oxidação lipídica no azeite estudado (sem e com óleo essencial) foi um processo não espontâneo, endotérmico e endergônico com complexos formados ativados estruturalmente mais ordenados que os reagentes.

Description

Mestrado de dupla diplomação com a Université Libre de Tunis

Keywords

Olive oil Essential oil Oxidative stability Fortification with phenols Kinetic-thermodynamic data

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