مقایسه عمر فروشگاهی محصول ناشی از جایگزینی آنتی اکسیدانهای آسکوربیل پالمیتات و توکوفرول به جای ترشیاری بوتیل هیدروکسی کینون (TBHQ) در روغن آفتابگردان
نویسنده اول (بتول عرب سرخی میشابی)
مدیر تحقیق و توسعه شرکت فرآورده های روغنی ایران (فریکو)
نویسنده دوم (الهام پورعبدالله)
کارشناس تحقیق و توسعه شرکت فرآورده های روغنی ایران (فریکو) نویسنده سوم (سارا سلطانی)
کارشناس تحقیق و توسعه شرکت فرآورده های روغنی ایران (فریکو)
مقدمه
روغن خوراکی به عنوان یکی از سه منبع اصلی انرژی، جایگاه ویژه ای در سبد کالای خانوار دارد (2019 ,Green) به طوری که طبق گزارش ارائه شده برای تأمین نیازهای مصرفی تولید جهانی روغن نباتی به ۱۹۸ میلیون تن در سال ۲۰۱۹-۲۰۱۸ رسیده است (2021 ,.Zhang et al). بدیهی است که با این میزان ،مصرف نوع ترکیبات موجود در روغنهای خوراکی و موضوع پایداری این ترکیبات به طور مستقیم بر سلامت جامعه اثر گذار است.
طبق تحقیقات صورت گرفته وضعیت مصرف گروه های غذایی و مواد مغذی با بروز بیماریهای غیرواگیر در کشورهای در حال توسعه در ارتباط بوده است 2017 Passi). یکی از فاکتورها و پارامترهای مهم در تعیین پایداری روغن عمر فروشگاهی محصول یا عمر انباری’ میباشد.
در علوم و فناوری غذا، به مدت زمانی که ماده انبار شده قابل مصرف باقی میماند و کیفیت قابل قبول خود را در شرایط توزیع و ذخیره سازی حفظ کند، عمر فروشگاهی محصول گفته می شود (2004 ,Steele). در حین نگهداری و توزیع، موادغذایی در معرض طیف وسیعی از شرایط محیطی قرار می گیرند.
عوامل محیطی مانند دما، رطوبت، اکسیژن و نور می توانند مکانیسمهای واکنش تخریب را تحریک کنند (2004 ,Steele). از بین همه عوامل خارجی، دما بیشترین تأثیر را در میزان زوال غذاهای فاسد شدنی دارد(2014 ,.Aung et al). تغییرات شیمیایی فیزیکی و میکروبیولوژیکی مهمترین دلایل خراب شدن غذا هستند.
مهمترین تغییرات شیمیایی واکنشهای اکسیداسیون لیپیدها میباشد (2016 ,.Ahmed et al). وجود اسیدهای چرب غیراشباع در غذاها دلیل اصلی ایجاد ترشیدگی در حين ذخیره سازی است تیمورو) همکاران (۲۰۱۲ . بنابراین در صنعت غذایی استفاده از آنتی اکسیدانها امری اجتناب ناپذیر است. یکی از آنتی اکسیدانهای پر مصرف در فرآورده های غذایی و روغنی TBHQ میباشد شاهین و همکاران (۲۰۱۴) . طی مطالعات انجام شده این آنتی اکسیدان برای سلولهای انسانی از ppm به بالا سمی شناخته شده است و به همین دلیل در اروپا استفاده از آن منسوخ شده است 2012 .Ding et al). بنابراین محققین به دنبال استفاده از ترکیبات طبیعی جایگزین میباشند.
در عمل سه روش برای ارزیابی عمر ماندگاری وجود دارد: ۱- آزمایشهای انبارداری واقعی ۲- آزمایشهای تسریع شده و ۳- تخمین های شبیه سازی بر پایه مدل ریاضی به دلایل علمی به ویژه هنگامی که زمان انبارداری طولانی ،است، صنعت به روشهای آزمون تسریع شده که به طور قابل توجهی فرایند دسترسی به داده های آزمایشی ضروری را کوتاه می کند، متوسل می شود.
مهم ترین مزیت آزمونهای تسریع شده عمر ماندگاری” (ASLT) به دست آوردن عمر فروشگاهی محصول در یک فاصله زمانی کوتاه تر نسبت به عمر ماندگاری واقعی است (2012 ,.Manzocco et al) در دهه ۱۹۸۰ Ted Labuza بر اساس معادله آرنیوس (رابطه مستقیم بین دما و سرعت تخریب محصول معادله ای برای زمان ماندگاری پیشنهاد داد (1993 ,.Labuza et al). این معادله برای ماندگاری غذاهایی که براساس واکنشهای شیمیایی مانند اکسیداسیون لیپیدها تعیین میشوند،
به خوبی عمل می کند و معتبر است. در روش تسریع شده دمایی، در عمل، ماده غذایی تحت تأثیر درجه حرارت بالا قرار می گیرد و نتایج از طریق معادله آرنیوسی و فاکتور تهییج دما (Q10) به دمای محیط تعمیم داده میشود 2019 ,.Calligaris et al). در حال حاضر روشهای مختلفی برای ارزیابی اکسیداسیون لیپیدها استفاده میشود .
بیشتر روشهای موجود را میتوان به عنوان روشهایی طبقه بندی کرد که تغییرات اولیه یا ثانویه را اندازه گیری می.کنند محصولات اولیه اکسیداسیون را میتوان از طریق مقدار پراکسید (واکنش اکسیداسیون تشکیل هیدروپراکسیدها) (PV)، افزایش وزن، از دست دادن اسیدهای چرب اشباع نشده و غیره کنترل کرد.
تغییرات ثانویه به طور کلی با مقدار (panisidine (AV آزمایش اسید و تکنیکهای کروماتوگرافی که ترکیبات اکسیداسیون خاص را تجزیه و تحلیل میکنند اندازه گیری میشوند (2016 Syed) در این مطالعه از آنتی اکسیدان آسکوربیل پالمیتات و توکوفرول (به عنوان آنتی اکسیدانهایی از خانواده ویتامین ها ) به جای آنتی اکسیدان سنتزی TBHQ استفاده شد.
سپس پایداری روغن آفتابگردان با افزودن آسکوربیل پالمیتات و توکوفرول نسبت به افزودن TBHQ با ارزیابی اکسیداسیون روغن اندازه گیری مقدار ،پراکسید عدد آنیزیدین و درصد اسیدهای چرب آزاد) به روش ASLT بررسی شد.
– یافته ها
آزمون عدد پراکسید روش خوبی برای اندازه گیری مقدار محصولات اکسیداسیون اولیه است روغنهایی با مقادیر حائز اهمیت پراکسید، در صورتی که هنوز اکسیداسیون ثانویه شروع نشده باشد ممکن است هنوز بی بو باشند. نتایج حاصل از اندازه گیری عدد پراکسید بر حسب زمان در دماهای ۴۰ و ۸۰ و ۱۱۰ درجه سانتیگراد برای نمونه های B A و C در شکل ۲ نشان داده شده است.
با توجه به نتایج میتوان پیشرفت تشکیل پراکسیدها را با گذشت زمان در هر نمودار مشاهده کرد. با وجود آن که در زمان تولید اندیس پراکسید نمونه ها مشابه یکدیگر است روند تغییرات آن در طول زمان الگوی متفاوتی را نشان میدهند هم چنین با مقایسه نمودارها با یکدیگر در زمان ثابت با افزایش دما (٤٠) تا ۱۱۰ درجه سانتیگراد در تمامی نمونه ها مقدار پراکسید افزایش یافته است که دور از انتظار نمیباشد همان طور که در هر سه نمودار شکل ۲ مشاهده میشود.
روند پیشرفت اکسیداسیون در نمونه شاهد سریع تر از سایر نمونه ها است زیرا در نبود آنتی اکسیدان سرعت فرآیند اکسیداسیون افزایش مییابد. لازم به ذکر است که حد مجاز عدد پراکسید بر اساس استاندارد ملی ایران شماره ۱۳۰۰ با عنوان روغن آفتابگردان ویژگیها و روشهای آزمون”، برای مصرف کنندگان ۵ میلیاکی والان اکسیژن بر کیلوگرم روغن است. نمودار در دمای ٤٠ درجه سانتیگراد شکل (۲a نشان میدهد که میزان پراکسید روغن نمونه A تا روز ۱۳۲ از نمونه B کمتر بوده است.
همچنین نمودارها در دمای ۸۰ و ۱۱۰ درجه سانتیگراد (شکل b و (۲C نشان میدهند روند پیشرفت اکسیداسیون در نمونه های A و B مشابه یکدیگر بوده است و تقریبا شیب هر دو نمودار یکسان است به طور مثال برای دمای ۸۰ درجه سانتیگراد شیب نمودار TBHQ و AP الفاتوکوفرول به ترتیب ۳۲۷۴ و ۰.۳۲۳۷ میباشد). در دمای ٤۰ درجه سانتیگراد نمونه A پس از گذشت ٢٦٠ روز
به حد مجاز ۵ میلیاکی والان اکسیژن بر کیلوگرم روغن میرسد و برای نمونه B پس از ۲۷۵ روز به این حد مجاز می رسد. از کنار هم قراردادن همه این اطلاعات درباره میزان پراکسید روغن میتوان دریافت که آنتی اکسیدانهای طبیعی مورد استفاده تا حد زیادی پتانسیلی مشابه با TBHQ دارند و آنتی اکسیدانهای آلفاتوکوفرول و آسکوربیل پالمیتات به طور موثری تشکیل هیدروپراکسیدها را مهار کرده اند و با رادیکالهای آزاد تشکیل شده واکنش میدهند همچنین پس از رسم نمودار Lnk برحسب T/1 مقدار ۵۶۱۱Ea k.mol و Q10 ١/٨٤١٧ به دست آمد. مرحله اکسیداسیون ثانویه زمانی رخ میدهد که هیدرو پراکسیدها، تجزیه شده و کربونیلها به ویژه آلدئیدها تشکیل شوند.
تشکیل این ترکیبات به روغن بوی فساد میدهد و با اندازه گیری عدد آنیزیدین مقدار آنها مشخص میشود در استاندارد ملی ایران به شماره ۱۳۰۰ با عنوان “روغن آفتابگردان ویژگیها و روشهای آزمون حد مجاز مقدار عدد آنیزیدین ٦ گزارش شده است. بنابراین تست ها برای هر سه سری نمونه تا رسیدن به این عدد ادامه پیدا کرد با ارزیابی نمودارها در شکل ۳ میتوان دریافت که شیب نمودارهای A و B (مربوط به آنتی اکسیدانهای طبیعی و آنتی اکسیدان (TBHQ) در هر سه دمای ٤۰ ۸۰ و ۱۱۰ درجه سانتیگراد به هم نزدیک بوده اند هم چنین پس از رسم نمودار Link T/1 مقدار mol ) Ear. (۵۹۲۸) و Q10 (١/٩٠٦٤) به دست آمد.
در نمودارهای a تا c از شکل ٤ تغییرات درصد اسیدهای چرب به ترتیب در دماهای ٤۰، ۸۰ و ۱۱۰ درجه سانتیگراد نشان داده شده است. الگوی تغییرات درصد اسیدهای چرب در هر دو نوع نمونه A و B مشابه بوده اند و روند رو به افزایش را نشان میدهد. در دمای ٤٠ درجه سانتیگراد در تمامی زمانها مقدار درصد اسیدهای چرب دو نمونه A و B اختلاف معناداری را با یکدیگر نشان نمی دهند. پس از رسم نمودار Link بر حسب 1 مقدار mola. ۵۹۰۸ و Q10 (١/٨٤١١) به دست آمد.
نتیجه گیری
نتایج بررسیهای مطالعه حاضر نشان داد که آنتی اکسیدان آلفاتوکوفرول و آسکوربیل پالمیتات به طور مؤثری قادر هستند فرآیند اکسیداسیون را در روغن آفتابگردان مهار .نمایند روند فرآیند اکسیداسیون در این مطالعه با اندازه گیری مقدار پراکسید، مقدار اندیس آنیزیدین و درصد اسیدهای چرب آزاد بررسی شد. نتایج حاصل از بررسی عدد پراکسید نشان مید دهد تشکیل هیدروکسیدهای حاصل از اکسیداسیون در نمونه حاوی آلفاتوکوفرول و آسکوربیل پالمیتات روند مشابهی با TBHQ دارد.
هم چنین بررسی ترکیبات آنیزیدین و اسیدهای چرب آزاد نشان داد تفاوت معنی دار در نتایج آزمایشات بین دو نمونه A و B دیده نمی شود. نتایج این بررسی حاکی از آن است که آلفاتوکوفرول و آسکوربیل پالمیتات جایگزین مناسبی برای آنتی اکسیدان سرطان زای TBHQ میباشد.
