Home / ...

Verwarming van vetzuren

Thermische afbraak van vetten

Onder invloed van verhitting treden er in vetten complexe chemische veranderingen op die het gevolg zijn van enerzijds afbraakreacties en anderzijds interacties met andere voedingsstoffen zoals eiwitten en koolhydraten.

De afbraakreacties betreffen thermolytische en oxidatieve afbraakreacties die tegelijkertijd gebeuren.

• Bij thermolyse worden de esterbindingen in de vetten verbroken en ontstaan er vrije vetzuren.

• Bij oxidatie ontstaan vrije radicalen die verder reageren en aanleiding geven tot de vorming van hydroperoxiden. Deze hydroperoxiden reageren op hun beurt verder tot tertiaire oxidatieproducten. Oxidatiereacties vinden al plaats bij kamertemperatuur maar worden versneld door verhitting. De uiteindelijk gevormde afbraakproducten zijn een mengsel van verschillende verbindingen zoals vrije vetzuren, vluchtige oxidatieproducten, allerlei cyclische verbindingen, dimeren en polymeren. Enkele van deze afbraakproducten hebben een gewenst effect en zijn verantwoordelijk voor de typisch lekkere geur en smaak van gebakken producten. Andere, zoals de cyclische verbindingen, zijn ongewenst en potentieel toxisch (1).

Onverzadigde vetzuren zijn gevoeliger*

• Zowel verzadigde als onverzadigde vetzuren ondergaan verschillende afbraakreacties. Voor verzadigde vetzuren ligt de temperatuur waarbij dit gebeurt echter hoger en is de reactiesnelheid lager (2).

• Omwille van hun dubbele bindingen zijn onverzadigde vetzuren meer onderhevig aan oxidatieve afbraakreacties. In aanwezigheid van zuurstof reageren de dubbele bindingen en worden reactieve radicalen en hydroperoxiden gevormd. De gevormde hydroperoxiden zijn vooral bij hogere temperaturen onstabiel. Wanneer ze dan verder reageren treedt uiteindelijk dimerisatie en polymerisatie op. Een doorgedreven oxidatie bij hoge temperaturen of gedurende langere tijd leidt bijgevolg tot een verlies aan onverzadigde vetzuren. De onverzadigde vetzuren worden omgezet in verbindingen met een hoger moleculair gewicht maar niet in verzadigde vetzuren.

• Naarmate een vetzuur meer onverzadigd is, is het minder thermisch stabiel. De plaats van de dubbele bindingen speelt eveneens een rol. Linolzuur (C18:2) is bijvoorbeeld twintig keer minder thermisch stabiel dan oliezuur (C18:1). Linoleenzuur (C18:3), arachidon­zuur (C20:4, AA), eicosapentaeenzuur (C20:5, EPA) en docosahexaeenzuur (C22:6, DHA) hebben een nog meer onverzadigd karakter en zijn dan ook nog gevoeliger voor oxidatie bij hoge temperaturen. Geconjugeerde vetzuren (bv. CLA) zijn oxidatiegevoeliger dan hun niet-geconjugeerde vormen (bv. linolzuur) en cisvetzuren zijn gevoeliger dan transvetzuren.

• Verzadigde vetzuren oxideren daarentegen pas bij een zeer intense thermische belasting.

*Toevoeging van kruiden zoals rozemarijn en oregano kunnen onverzadigde vetzuren veel stabieler maken bij verwarming volgens onderzoek.

Interacties met andere voedingstoffen

• Tijdens de bereiding van voedingsmiddelen ondergaan verschillende voedingsstoffen onder invloed van verhitting chemische veranderingen. Hierdoor kan de voedingswaarde van een product wijzigen.

  Ook vetten ondergaan tijdens verhitting een reeks veranderingen. Dit geldt zowel voor vetten aanwezig in een voedingsmiddel als voor vetten die tijdens het bakken, braden of grillen worden toegevoegd. Het vetzuurprofiel van een bereid product kan als gevolg van de afbraakreacties van vetten maar ook door absorptie van het gebruikte bereidingsvet verschillen van het vetzuurprofiel van het rauwe product. Het vet in een product kan na bereiding bijvoorbeeld meer verzadigd of meer onverzadigd zijn.

  Tijdens het verhitten ondergaat het voedingsmiddel in zijn geheel veranderingen maar ook het endogene vet verandert (1). Vooreerst komt er tijdens de verhitting continu water vrij uit het voedingsmiddel. Dit water bevordert de hydrolyse in het omringende vet. Daarnaast veroorzaakt het vrijgekomen vocht echter ook een stoomdestillatie effect waardoor vluchtige oxidatieproducten uit het vet worden verwijderd. Als gevolg van de stoomlaag rondom het voedingsmiddel is er ten slotte ook minder zuurstof beschikbaar voor oxidatie.

  Het voedingsmiddel absorbeert een deel van het toegevoegde bereidingsvet. Het vetzuurprofiel van het bereide product wordt zo dus ook mee beïnvloed door het vetzuurprofiel van het bereidingsvet (3). De precieze hoeveelheid vet die wordt geabsorbeerd is afhankelijk van onder meer het soort voedingsmiddel, de textuur, het vetgehalte, de temperatuur en de grootte van het contactoppervlak. Tijdens de verhitting van het voedingsmiddel lekt er ten slotte ook een deel van het endogene vet uit waardoor de eigenschappen van het toegevoegde vet eveneens kunnen wijzigen.

  Het is echter een misverstand te denken dat onverzadigde vetzuren onder invloed van warmte worden omgezet in verzadigde vetzuren of omgekeerd.

Temperatuur en tijd

• Bij bakken en braden wordt het bereidingsvet blootgesteld aan een temperatuur tussen 150 en 250°C. Deze temperaturen zijn hoog genoeg om in het vet afbraakreacties op gang te brengen, zie hieronder die (rookpunt)temperaturen van de verschillende vetzuren. Bovendien is er in lucht voldoende zuurstof aanwezig om bijkomend het oxidatieproces van de vetten te bevorderen. De mate waarin afbraakproducten worden gevormd is echter ook functie van de duur van de verhitting. Na een korte verhitting van een vetstof van goede kwaliteit zijn er nog maar een beperkt aantal radicalen gevormd en bevindt het oxidatieproces zich nog maar in een beginstadium. Het risico op vorming van schadelijke afbraakproducten bij bakken en braden is daarom eerder beperkt mits oververhitting bij te hoge temperaturen wordt vermeden. In het voedingsmiddel zelf blijven de bereikte temperaturen ten slotte veel lager waardoor er ook minder afbraakreacties in de vetfractie van het voedingsmiddel zelf zullen optreden. Frituurvet of -olie wordt meerdere malen na elkaar gedurende een langere tijd verhit tot een temperatuur van maximum 175°C. Bij elke bakbeurt zullen de afbraakproducten die tijdens de voorgaande bakbeurt in het frituurvet zijn gevormd verder reageren. Na enkele bakbeurten zijn er te veel afbraakproducten aanwezig om het vet veilig te kunnen gebruiken. Daarom is het raadzaam frituurvet regelmatig (na zes tot acht bakbeurten) volledig te vervangen door nieuw frituurvet.

De chemische reacties tijdens het verhitten zijn zo complex en worden door zoveel verschillende factoren beïnvloed dat slechts een benadering van wat zich in de realiteit voordoet hierboven is weergegeven.

Conclusie

Niet alle vetzuren zijn geschikt om te verwarmen. Nog los van de gevolgen van temperaturen hoger dan het rookpunt kunnen hoge temperaturen oxidatie teweeg brengen die (gezonde) vetzuren doet veranderen in gevaarlijke stoffen, die zeer ongezond zijn. Verzadigde vetzuren oxideren door hun zeer stabiele chemische structuur niet bij (normale) verwarming. Enkelvoudig verzadigde doen het nauwelijks doch meervoudig onverzadigde doen dat heel makkelijk. Een voorbeeld linolzuur doet het 20x makkelijker dan oliezuur (uit bijv olijfolie). 

Daarom bij de bereiding beter geen hogere temperaturen dan 150-200°C en niet langer bakken dan nodig.

Beter geen producten rijk aan meervoudig onverzadigde (omega-6 en omega-3) vetzuren, bijv. zonnebloemolie, gebruiken om te bakken (of frituren). Voorbeelden van vetzuursamenstelling in verschillende producten staan hieronder.

Het beste is gewoon extra virgin olijfolie en/of roomboter, kokosolie of palmolie.

Verwarm geen onbewerkte, ongeraffineerde oliën met veel van de essentiële vetzuren Linolzuur en Alfa-linoleenzuur, want daardoor verliezen deze vetzuren hun zeer goede eigenschappen. (Geraffineerde oliën hebben hun gezonde eigenschappen al verloren, zie bij vetzuren)

Informatie over rookpunt en vetzuursamenstelling

Het rookpunt is de temperatuur waarbij afbraakreacties beginnen.

De substantie begint bij die temperatuur te roken of branden en geeft het voedsel een onplezierige smaak. De walm is giftig en onverteerbaar. 

Hier onder staat het rookpunt van een aantal veel gebruikte vetzuren op te bakken:

De vetzuursamenstelling van verschillende producten:

totaal vet waarvan verzadigd vet, onverzadigd vet als enkelvoudig (omega-9) en meervoudig (omega-6 en omega-3)

Literatuur

1. Nawar W. Lipids. Food Chemistry 3rd edition.. Ed: O. Fennema. Marcel Dekker Inc., 1996

2. Lipiden. Cursus Levensmiddelenchemie. Vakgroep Levens­middelentechnologie en Voeding Universiteit Gent, 2004

3. Sioen I. et al. Effects of pan frying in margarine and olive oil on the fatty acid composition of cod and salmon. Ingediend voor publicatie in Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005   

Printen