Dymienie tłuszczy. Na czym smażyć?

    Ci z Was, którzy mieli styczność ze smażeniem na pewno wiedzą, że czasami olej na patelni zaczyna dymić. Kuchnia zaczyna wtedy przypominać okolice pewnego lotniska w Rosji a po czterdziestu sekundach patelnia zaczyna do nas strzelać. Co zrobić, żeby wciąż lepiej było zostać w domu niż wyjść na „świeże” miejskie powietrze? Który olej najlepiej wybrać? Czy tylko dym nam grozi? Odpowiedzi na te pytania już w tym artykule.

    Zacznijmy od tego dlaczego w ogóle oleje zaczynają dymić. Oleje, zarówno zwierzęce jak i roślinne, składają się głównie z tłuszczy (odkrywcze, prawda?). Tłuszcze na poziomie molekularnym wyglądają tak:

Wzór strukturalny przykładowego tłuszczu. Kliknij, aby powiększyć.

    Niebieska część pochodzi od glicerolu, a trzy czerwone łańcuchy to tzw. kwasy tłuszczowe. Na obrazku są to kolejno od góry: kwas palmitynowy, kwas oleinowy i kwas $\mathrm{\alpha}$-linolenowy. Skład kwasów tłuszczowych może się różnić i determinuje właściwości tłuszczu. Warto jeszcze nadmienić co oznacza, że kwas tłuszczowy jest nasycony lub nienasycony. Na wzorze strukturalnym tłuszczu wierzchołki bez symbolu atomu oznaczają, że znajduje się tam węgiel. Czasami dwa atomy węgla połączone są wiązaniem podwójnym - dwie kreski. Wiązanie takie nazywamy nienasyconym (istnieją też wiązania potrójne; one też są nienasycone), ponieważ potencjalnie można wykorzystać takie wiązanie, aby doczepić coś w tym miejscu. Wiązania pojedyncze nazywamy nasyconymi, bo nie można do nich już nic doczepić nie rozrywając molekuły. Będąc w tym miejscu wyjaśnijmy od razu czym są kwasy tłuszczowe omega-3, omega-6 i omega-9. Są to takie kwasy nienasycone, których ostatnie wiązanie podwójne znajduje się odpowiednio przy 3, 6 i 9 atomie węgla od końca łańcucha węglowego. Początek łańcucha oznacza się literką $\alpha$ - alfa, a koniec $\omega$ - omega, co widać na obrazku. W naszym przykładowym tłuszczu mamy zatem od góry kwas nasycony, kwas omega-9 i omega-3.

    Okej, wróćmy do dymienia. Rozgrzewając tłuszcz na patelni dostarczamy energii. Robiąc to w normalnej atmosferze dostarczamy tlenu, a smażąc jedzenie dostarczamy dużo wody. Te czynniki powodują, że mogą zachodzić niekontrolowane reakcje chemiczne. Jednym z typów takich reakcji jest cięcie łańcucha węglowego w losowych miejscach. Powstają wtedy mniejsze cząsteczki, które są lotne.

    Jak mówiłem oleje składają się głównie z tłuszczy. Świeżo uzyskany olej zawiera również wolne kwasy tłuszczowe oraz inne związki chemiczne. Podstawowym źródłem lotnych cząsteczek jest rozpad właśnie wolnych kwasów tłuszczowych. Proces rafinacji oleju polega między innymi na usunięciu tych kwasów. Według norm ich zawartość powinna być niższa niż 2%, aby olej był zdatny do obróbki termicznej [1]. 

    Im wyższa temperatura oleju tym szybciej tworzą się lotne substancje. Gdy ich stężenie nad patelnią będzie na tyle duże, by się skropliły i utworzyły koloid, czyli dym, obserwujemy dymienie [1]. Pierwsze rozpadają się zanieczyszczenia o małej masie cząsteczkowej i wolne kwasy tłuszczowe, a dopiero potem tłuszcze - właśnie dlatego rafinacja oleju podwyższa temperaturę dymienia. Krótko mówiąc, gdy patelnia nam dymi, to oznacza, że nasz tłuszcz się rozpirza w drzazgi! A te drzazgi są szkodliwe.

    Wikipedia przyszła nam z pomocą i zebrała w jedną tabelkę wyniki badań różnych ludzi na temat punktów dymienia. Poniżej ekstrakt z tabelki dla najbardziej popularnych olei w Polsce:

Olej/tłuszcz	Punkt dymienia [°C]
Olej lniany	107
Masło	150
Olej kokosowy extra virgin	177
Smalec	190
Oliwa z oliwek extra virgin	190
Olej kokosowy rafinowany	204
Olej rzepakowy (Kujawski)	190-232
Olej słonecznikowy rafinowany (Wielkopolski)	232-254

    A jak się mają te temperatury do temperatur osiąganych podczas smażenia? Smażenie na patelni to ok. 120 °C, smażenie na głębokim tłuszczu 160-180 °C, pieczenie w piekarniku do 200 °C [2]. Oczywiście podane temperatury są prawdziwe jeśli smażymy poprawnie, tzn. po rozgrzaniu patelni czy tłuszczu zmniejszamy ogień na tyle by tylko podtrzymać temperaturę. Bardzo złe jest smażenie na maksymalnej mocy - wtedy przegrzejemy każdy olej. Ja na kuchence gazowej topiłem aluminium (temp. topnienia 660 °C), więc uważajmy z mocą ;). Ponadto gdy smażymy na patelni ważne jest by na jak największej jej części leżała potrawa. W przeciwnym razie odkryte miejsca też szybko zaczną dymić.

    Jest jeszcze jeden bardzo ważny czynnik decydujący o stabilności oleju przy długim używaniu, czyli szczególnie wtedy, gdy używamy tego samego oleju do smażenia na głębokim tłuszczu. Jest to odporność na utlenianie. Jest to ważne o tyle, że podczas utleniania powstają różne związki polarne. Jak wykazały badania [3] na zwierzętach frakcja związków polarnych jest najbardziej toksyczna. Odporność na utlenianie mierzy się m.in. metodą Rancimat®. Polega ona na ciągłym ogrzewaniu oleju przy jednoczesnym wtłaczaniu powietrza do oleju. Mierzy się ilość lotnych substancji uwolnionych z oleju. Przykładowy wynik pomiaru wygląda tak:

Pomiar stabilności na utlenianie oliwy z oliwek [4]

    Jak widzicie od pewnego momentu ilość uwalnianych substancji gwałtownie rośnie. Moment ten nazywa się czasem indukcji. Przed nim utleniają się antyoksydanty zawarte w oleju. Gdy antyoksydanty się skończą zaczyna się utleniać tłuszcz. Poniższa tabelka przedstawia czasy indukcji dla wymienionych wcześniej tłuszczy.

Olej/tłuszcz	Temperatura pomiaru [°C]	Czas indukcji [h]
Olej lniany	110	0.5-2
Masło	120	3-6
Olej kokosowy extra virgin	120	33
Smalec	100	1-3
Oliwa z oliwek extra virgin	120	6-11
Olej kokosowy rafinowany	120	8 [5]
Olej rzepakowy (Kujawski)	120	3-5
Olej słonecznikowy rafinowany (Wielkopolski)	120	1-4

    Warto zauważyć wybitnie wysoką stabilność nierafinowanego oleju kokosowego, która spada po procesie rafinacji. Dzieje się tak dlatego, że podczas rafinacji usuwane są również antyoksydanty. Wystarczy jednak dodać odrobinę kwasu cytrynowego (tak aby jego stężenie w tłuszczu wyniosło 0.01%) i czas indukcji podnosi się do 34.4 godzin [5]. Ponadto zwróćmy uwagę na oliwę z oliwek w porównaniu do oleju rzepakowego i słonecznikowego. Te trzy oleje mają dużą zawartość kwasów nienasyconych (tabela poniżej), które z natury są mniej stabilne, bo wiązanie podwójne jest bardziej reaktywne. Jednak oliwa z oliwek ma zdecydowanie dłuższy czas indukcji. Wynika to z bardzo dużej ilości antyoksydantów, w tym witaminy E, zawartej w oliwie z oliwek.

    Na koniec przyjrzyjmy się składom poszczególnych tłuszczy. Ogólnie w zdrowej diecie najważniejsza jest różnorodność i powinniśmy zapewnić naszemu organizmowi jak najwięcej rodzajów kwasów tłuszczowych. Niech poniższa tabelka będzie dla nas drogowskazem.

Wartości w tabeli podane jako % wszystkich tłuszczy. [6-8]

Olej/tłuszcz	Kwasy nasycone	Kwasy jednonienasycone		Kwasy wielonienasycone
		Razem	kwas oleinowy omega-9	Razem	kwas linolenowy omega-3	kwas linolowy omega-6
Olej lniany	9,0	18,4	18,0	67,8	53,0	13,0
Masło	54,7	22,4	0,0	1,2	0,3	0,9
Olej kokosowy	82,5	6,3	6,0	1,7	0,0	0,0
Smalec	40,5	48,5	45,5	11,0	8,0	0,0
Oliwa z oliwek	13,8	73,0	71,3	10,5	0,7	9,8
Olej rzepakowy	7,4	63,3	61,8	28,1	9,1	18,6
Olej słonecznikowy	10,1	45,4	45,3	40,1	0,2	39,8

    Trochę przydługi wyszedł ten wpis. Czas na podsumowanie!

    Na czym smażyć:

1. Smażenie na patelni, gdy są wolne powierzchnie (kotlety, placki):
1. oliwa z oliwek
2. olej kokosowy rafinowany
3. olej rzepakowy
4. olej słonecznikowy - najlepszy, gdy lubimy smażyć na dużym ogniu
5. smalec
2. Smażenie na patelni, gdy cała powierzchnia jest pokryta potrawą (omlet, duża ilość jedzenia):
1. to co wyżej
2. olej kokosowy extra virgin
3. masło
3. Smażenie na głębokim tłuszczu (zdatne do użytku przez czas indukcji):
1. olej kokosowy rafinowany (ew. z dodatkiem kwasu cytrynowego) 
2. olej rzepakowy
3. olej słonecznikowy
4. oliwa z oliwek
5. smalec
4. Pieczenie: patrz punkt 1.
5. Na zimno wszystkie ale smaczne są:
1. olej lniany
2. oliwa z oliwek
3. olej kokosowy nierafinowany

    I pamiętajcie, że najlepiej zmieniać tłuszcze, których używamy. Wtedy dieta będzie różnorodna. Mam nadzieję, że dobrze się bawiliście czytając artykuł. Zapraszam do podzielenia w komentarzach o jakich szczególnych właściwościach olei wiecie.

Bibliografia:
[1] Matthäus, Bertrand. "Utilization of high‐oleic rapeseed oil for deep‐fat frying of French fries compared to other commonly used edible oils." European Journal of Lipid Science and Technology 108.3 (2006): 200-211.
[2] Gray, S (June 2015). "Cooking with extra virgin olive oil" (PDF). ACNEM Journal. 34 (2): 8–12.
[3] Pantzaris, T. P. "Comparison of monounsaturated and polyunsaturated oils in continuous frying." Grasas y Aceites 49.3-4 (1998): 319-325.
[4] Metrohm. "Oxidation stability of oils and fats – Rancimat method", Application Bulletin 204/2 e
[5] Gordon, Michael H., and Ibrahim Abdul Rahman. "Effect of processing on the composition and oxidative stability of coconut oil." Journal of the American Oil Chemists' Society 68.8 (1991): 574-576.
[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Coconut_oil#Composition_and_comparison
[7] https://pl.wikipedia.org/wiki/Mas%C5%82o
[8] https://en.wikipedia.org/wiki/Lard