4-1-1- درصد اسيدهاي چرب آزاد48
4-1-2- صابون باقيمانده49
4-1-3- عدد پراكسيد50
4-1-4- پروفايل اسيدهاي چرب51
4-1-5- عدد يدي52
4-1-6- پايداري54
4-1-7- نقطه ذوب لغزشي55
4-1-8- درصد چربي جامد (SFC)58
بخش دوم: مدل سازي ويژگي‌هاي فيزيکي چربي‌هاي اينتراستريفيه شده61
4-2- انتخاب متغير62
الف- مدل‌سازي درصد SFC چربي‌هاي اينتراستريفيه شده به عنوان تابعي از دما62

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

ب- مدل‌سازي درصد SFC چربي‌هاي اينتراستريفيه شده به عنوان تابعي از SFA66
ج- مدل‌سازي SFC به عنوان تابعي از دما و SFA70
د- مدل سازي نقطه ذوب چربي‌هاي اينتراستريفيه به عنوان تابعي از اسيدهاي چرب75
بخش سوم: کاربرد تکنولوژيکي چربي‌هاي اينتراستريفيه شده80
فصل پنجم: نتيجه‌گيري85
فهرست منابع فارسي89
فهرست منابع انگليسي92
فهرست جدول‌ها
عنوانصفحهجدول 2-1- خصوصيات روغن پالم و فراکشن‌هاي آن17جدول 2-2- خصوصيات برخي از معادله‌هاي منحني S شکل26جدول 3-1- استانداردهاي متيل استر38جدول 3-2- اجزاء و نسبت مخلوط‌هاي دو جزئي39جدول 4-1- درصد اسيدهاي چرب آزاد مخلوط‌هاي اوليه و ترانس‌استريفيه شده48جدول 4-2- عدد پراکسيد (ميلي‌اکي‌والان در کيلوگرم) مخلوط‌هاي اوليه و ترانس‌استريفيه شده50جدول 4-3- پروفايل اسيدهاي چرب و ميزان اسيدهاي چرب اشباع و غيراشباع مخلوط روغن سويا و پالم اولئين کاملاً هيدروژنه با نسبت‌هاي مختلف51جدول 4-4- عدد يدي مخلوط‌هاي اوليه و ‌استريفيه شده53جدول 4-5- پايداري مخلوط اوليه و اينتراستريفيه شده روغن سويا و روغن پالم اولئين کاملاً هيدروژنه54جدول 4-6- نقطه ذوب لغزشي مخلوط اوليه و اينتراستريفيه شده روغن سويا و روغن پالم اولئين کاملاً هيدروژنه56جدول 4-7- درصد چربي جامد (SFC) مخلوط دوتايي روغن سويا و روغن پالم اولئين کاملاً هيدروژنه در نسبت‌هاي مختلف قبل و پس از اينتراستريفيکاسيون شيميايي59جدول 4-8- ضرايب مدل گمپرتز که بيان کننده SFC به عنوان تابعي از دما (SFCf(T)) مي‌باشد و ارزيابي قابليت مدل65جدول 4-9- ضرايب مدل گمپرتز که بيان کننده SFC به عنوان تابعي از اسيدهاي چرب اشباع (SFCf(SFA)) مي‌باشد و ارزيابي قابليت مدل68جدول 4-10- ضرايب مدل گمپرتز که بيان کننده SFC به عنوان تابعي از دما و SFA (SFC f (T,SFA)) مي‌باشد و ارزيابي قابليت مدل70جدول 4-11- ضرايب مدل گمپرتز که بيان کننده SMP به عنوان تابعي از اسيدهاي چرب اشباع (SMPf(SFA)) مي‌باشد و ارزيابي قابليت مدل76
فهرست شکل‌ها
عنوانصفحهشکل 2-1- سويا14شکل 2-2- قسمت‌هاي مختلف ميوه پالم16شکل 2-3- تابع سيگموئيد25شکل 2-4- منحني‌هاي گمپرتز27شکل 4-1- ميزان چربي جامد مخلوط‌هاي دوتايي روغن پالم اولئين کاملاً هيدروژنه و روغن سوياي اينتراستريفيه شده در دماهاي مختلف؛ علامت‌ها و خطوط پررنگ به ترتيب نشان دهنده مقدار SFC آزمايشي (exp) و پيش‌بيني شده (prd) مي‌باشند. 63شکل 4-2- تأثير مقدار اسيدهاي چرب اشباع (SFA) بر مقدار درصد چربي جامد (SFC) مخلوط‌هاي دوتايي روغن پالم اولئين کاملاً هيدروژنه و روغن سوياي اينتراستريفيه شده شيميايي. علامت‌ها و خطوط پررنگ به ترتيب نشان دهنده مقدار SFC آزمايشي (exp) و پيش بيني شده (prd) مي باشند.67شکل 4-3- مقادير SFC آزمايشي و پيش بيني چربي‌هاي اينتراستريفيه شده مخلوط روغن سويا و پالم اولئين کاملاً هيدروژنه. علامت‌ها و خطوط پررنگ به ترتيب نشان دهنده مقدار SFC آزمايش (exp) و پيش بيني شده (prd) مي‌باشند. 72شکل 4-4- بررسي قابليت مدل در پيش بيني مقدار SFC به عنوان تابعي از دما براي مخلوط‌هاي دو‌تايي پالم اولئين و روغن کلزاي اينتراستريفيه شده شيميايي. علامت‌ها و خطوط پررنگ به ترتيب نشان دهنده مقدار SFC آزمايشي و پيش بيني شده مي‌باشند.74شکل 4-5- بررسي قابليت مدل در پيش بيني مقدار SFC به عنوان تابعي از دما براي مخلوط‌هاي سه‌تايي پالم اولئين و روغن کلزا و آفتابگردان اينتراستريفيه شده شيميايي. علامت‌ها و خطوط پررنگ به ترتيب نشان دهنده مقدار SFC آزمايشي و پيش بيني شده مي‌باشند75شکل 4-6- SMP چربي‌هاي اينتراستريفيه شده شيميايي مخلوط دوتايي روغن پالم اولئين کاملاً هيدروژنه و روغن سويا به عنوان تابعي از SFA(SMPf(SFA))؛ exp: آزمايشي و pre: پيش‌بيني77شکل 4-7- بررسي قابليت مدل در پيش بيني مقدار SMP به عنوان تابعي از SFA مخلوط‌هاي دوتايي روغن پالم اولئين و روغن کلزاي اينتراستريفيه شده شيميايي. علامت‌ها و خطوط پررنگ به ترتيب نشان دهنده مقدار SFC آزمايشي و پيش بيني شده مي‌باشند.78شکل 4-8- بررسي مدل پيش بيني SMP به عنوان تابعي از SFA براي مخلوط دوتايي روغن پالم استئارين کاملاً هيدروژنه و روغن کلزاي اينتراستريفيه شده شيميايي79شکل 4-9- بررسي مدل پيش بيني SMP به عنوان تابعي از SFA براي مخلوط سه تايي روغن پالم اولئين، روغن کلزا و روغن آفتابگردان اينتراستريفيه شده79شکل 4-10- مقايسه منحني SFC مخلوط‌هاي چربي اينتراستريفيه شده با منحني SFC انواع مارگارين و شورتنينگ.84
فهرست علامتها و اختصارها
معادل فارسيمعادل انگليسيعلامتآزمايشيExperimentedEXPروغن پالم اولئين کاملا هيدروژنهFully Hydrogenated Palm OleinFHPOآشکارکننده شعله ايFlame Ionization DetectorFIDپيش بيني شدهPredictedPRDروغن سوياSoybean OilSBOاسيدهاي چرب اشباعSaturated Fatty Acids ContentSFAدرصد چربي جامدSolid Fat ContentSFCدرصد چربي جامد به عنوان تابعي اسيد هاي چربSolid Fat Content as Function of Saturated Fatty AcidsSFCf(SFA)درصد چربي جامد به عنوان تابعي از دماSolid Fat Content as Function of TemperatureSFCf(T)درصد چربي جامد به عنوان تابعي از اسيدهاي چرب اشباع و دماSolid Fat Content as Function of Temperature and Saturated Fatty AcidsSFCf(T,SFA)نقطه ذوبSlip Melting PointSMPنقطه ذوب به عنوان تابعي از اسيدهاي چرب اشباعSlip Melting Point as Function of Saturated Fatty AcidsSMPf(SFA)اسيدهاي چرب غير اشباعUn Saturated Fatty AcidsUSFA
چكيده فارسي
اينتراستريفيكاسيون مخلوط چربي‌ها و روغن‌ها يكي از روش‌هاي جايگزين هيدروژناسيون نسبي براي توليد چربي‌هاي با کاربردهاي خاص مانند انواع شورتنينگ‌ها و مارگارين مي‌باشد. در طول اين فرايند انواع جديدي از تري گليسريدها توليد مي‌شوند ولي ماهيت شيميايي اسيدهاي چرب تغييري نمي‌کند و ايزومرهاي موقعيتي و هندسي از جمله اسيدهاي چرب ترانس توليد نمي‌شوند .
در اين تحقيق تأثير واكنش اينتراستريفيكاسيون شيميايي بر روي 10 تيمار دوتايي مخلوط‌هاي روغن پالم اولئين کاملاً هيدروژنه و روغن سويا با نسبت‌هاي 15:85، 25:75، 35:65، 45:55، 55:45، 65:35، 75:25، 85:15، 95:5 و 100:0 بررسي شد. واکنش استريفيکاسيون در دماي 90 درجه سانتي‌گراد و در حضور يک درصد کاتاليزور متوکسيد سديم تحت فشار مطلق 3/0 و به مدت 45 دقيقه انجام شد. براي ختم واکنش از 2% محلول آبي اسيد سيتريک 20% استفاده گرديد.
پروفايل اسيدهاي چرب مخلوط‌هاي دوجزئي قبل از اينتراستريفيکاسيون، اسيدهاي چرب آزاد، عدد پراکسيد، صابون، عدد يدي، پايداري (مقاومت اکسيداتيو)، نقطه ذوب و درصد چربي جامد (SFC) مخلوط‌ها قبل و پس از اينتراستريفيکاسيون اندازه‌گيري شد. ميزان پايداري، نقطه ذوب و درصد SFC مخلوط‌هاي دوجزئي پس از اينتراستريفيکاسيون کاهش يافت (p<0.05) و در مورد بقيه فاکتورهاي آزموني مخلوط‌ها قبل و پس از اينتراستريفيکاسيون تفاوت معني‌دار آماري مشاهده نشد.
همچنين، در اين تحقيق مدل سازي درصد SFC ترکيبات دوجزيي روغن پالم اولئين کاملاً هيدروژنه و روغن سويا به روش اينتراستريفيکاسيون شيميايي با استفاده از مدل‎هاي رگرسيوني انجام شد. تحقيقات اوليه نشان داد که رابطه شديدي بين SFCو دما و همين‌طور بين SFC و درصد اسيدهاي چرب اشباع شده (SFA) وجود دارد. منحنيSFC چربي‌هاي اينتراستريفيه شده به عنوان تابعي از دما (SFCf(T)) و همين‌طور منحنيSFC چربي‌هاي اينتراستريفيه شده به عنوان تابعي از SFA (SFCf(SFA)) به شکل سيگموئيدي
(S شکل) بوده است و مي‌توان با استفاده از مدلي مانند گمپرتز آن را توصيف کرد. مدلSFC تابع دما، داده‌هاي تجربي را با ضريب همبستگي بالا 99/0 و ميانگين خطاي مطلق 6/1-2/0 درصد برازش کرد که مي‌توان آن را با استفاده از مدل گمپرتز توصيف کرد. همچنين، مدل SFC تابع SFA، داده‌هاي تجربي را با ضريب همبستگي بالا 99/0 و ميانگين خطاي مطلق 9/0-6/0% برازش نمود. مدلSMP تابع SFA و يا به عبارت ديگر SMPf(SFA)، داده‌هاي تجربي را با ضريب همبستگي بالا 99/0 و ميانگين خطاي مطلق 4/0% برازش نمود. در نهايت مدل دو متغيره گمپرتز به منظور مدل سازي SFC به عنوان تابعي از دما و درصد SFA ارائه گرديد. اين مدل داده‌هاي تجربي را با ضريب همبستگي بالا 99/0 و ميانگين خطاي مطلق 7/1% برازش مي‌سازد و مي‌توان آن را با استفاده از مدل گمپرتز توصيف کرد. براي اعتبار بيشتر اين مدل، از آن به عنوان پيش بينيSFC مخلوط‌هاي دوتايي روغن سويا کاملاً هيدروژنه و کلزا يا روغن پالم اولئين و کلزا که اينتراستريفيکاسيون شيميايي شدند، استفاده گرديد. نتايج نشان داد که اين مدل قادر به پيش بيني SFC با ضريب همبستگي بالا 98/0 و ميانگين خطاي مطلق پايين 8/1% مي‌باشد.
از مدل ارائه شده در اين تحقيق مي‌توان به عنوان ابزار قدرتمندي براي پيش‌بيني SFC چربي‌هاي اينتراستريفيه شده استفاده کرد که براي تهيه فرمولاسيون‌هاي جديد چربي قبل از انجام هرگونه آزمايش هزينه‌بر و وقت‌گير، مفيد و بسيار موثر است.

کلمات کليدي: درصد چربي جامد (SFC)، نقطه ذوب لغزشي، روغن پالم اولئين کاملاًً هيدروژنه، اينتراستريفيکاسيون، مدل سازي، گمپرتز
فصل اول: مقدمه
1-1- مقدمه
روغن‌ها از اجزاي مهم غذايي انسان مي باشند که به‌صورت مستقيم و يا به شکل مخلوط با اجزاي ديگر مورد استفاده قرار مي‌گيرند (کبريتي و همکاران، 1391). ايجاد بدطعمي و بوهاي نامطبوع در روغن‌ها به اكسيداسيون اسيدهاي چرب غيراشباع آن‌ها مربوط مي شود (محمدي و همکاران، 1386). از سوي ديگر، آثار نامطلوب اسيدهاي چرب ترانس توليد شده طي هيدروژناسيون روغنهاي نباتي بر سلامتي به خوبي شناخته شده است (حيدرزاده و همکاران، 1387). نگراني‌هاي موجود درباره آثار نامطلوب اسيدهاي چرب ترانس و همچنين الزامات قانوني براي درج ميزان اسيدهاي چرب ترانس در برچسب مواد غذايي باعث توجه بيشتر محققان و صاحبان صنعت به روش‌هاي جايگزين هيدروژنه كردن شده است (اسرينيواسان1، 1978).
براي تغيير خواص فيزيکي و ساختمان چربي سه نوع عمليات در صنايع روغن متداول مي باشد: روش فيزيکي تبلور جزء به جزء، روش‌هاي شيميايي هيدروژنه کردن و اينتراستريفيکاسيون .اينتراستريفيکاسيون مخلوط‌هاي تري گليسريد راهي است براي صنعت روغن که بتواند چربي‌هاي دلخواه را با نقاط ذوب مناسب، براي کاربردهاي مختلف غذايي توليد کند. روغن‌هايي نظير سويا و کانولا که ترکيبات غيراشباع زيادي دارند براي سرخ کردن مناسب نيستند. يکي از راه‌هاي مرسوم براي افزايش پايداري اکسايشي چنين روغن‌هايي مخلوط کردن آنها با روغن‌هايي است که ترکيبات غيراشباع کمتري دارند (بهمدي و همکاران، 1386).
1-2- بيان مسأله
اينتراستريفيکاسيون معمولاً با مخلوط کردن چربي‌هايي با درجه اشباع بالا مثل روغن پالم، پالم استئارين و روغن‌هاي گياهي هيدروژنه همراه با روغن‌هاي مايع خوراکي انجام مي‌شود تا چربي با خواص و ويژگي‌هاي متوسطي به‌دست آيد. روغن پالم از جمله روغن‌هاي مناسب براي مخلوط کردن با روغن‌هاي حساس به شمار مي‌رود. روغن پالم با مشکل دود کردن که ناشي از حضور اسيدهاي چرب کوتاه زنجيره است مواجه نيست. جزء مايع اين روغن که پالم اولئين نام دارد و به‌وسيله فرآيند کريستاليزاسيون جزء به جزء کردن جدا مي‌شود، مقدار کمتري اسيدهاي چرب اشباع و مواد جامد چرب2 (SFC) دارد (کوچک يزدي وعالمزاده، 1391). بدين منظور از فرايندهاي فيزيکي نظير جزء به جزء کردن و فرآيندهاي شيميايي نظير هيدروژناسيون و اينتراستريفيکاسيون و يا ترکيبي از آنها استفاده مي شود (فازي3 و همکاران، 2013). برخلاف هيدروژناسيون که مي‌تواند تنها نقطه ذوب و SFC را افزايش دهد، اينتراستريفيکاسيون مي‌تواند موجب افزايش يا کاهش نقطه ذوب و SFC ترکيبات چرب گردد. فرايند اينتراستريفيکاسيون براي اصلاح ويژگي‌هاي فيزيکي روغن يا ترکيب چربي از طريق آرايش مجدد گروه‌هاي اسيد چرب در داخل و ميان تري گليسريدهاي مختلف مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اينتراستريفيکاسيون به دو روش شيميايي و آنزيمي انجام مي شود (فازي و همکاران، 2013؛ سوارس4 و همکاران، 2009).
اين پژوهش قصد دارد پس از اينتراستريفيکاسيون به روش شيميايي در مقياس آزمايشگاهي، با استفاده از مدل‌هاي رگرسيوني، خصوصيات فيزيکي محصول اينتراستريفيه شده را به منظور توليد چربي مطلوب پيش بيني نمايد و با دستيابي به مدل مناسب براي درصد SFC به عنوان تابعي از ترکيب اسيدچرب، مدل سازي درصد SFC به عنوان تابعي از دما، مدل سازي درصد SFC به عنوان تابعي از ترکيب اسيد چرب، دما و نقطه ذوب به عنوان تابعي از ترکيب اسيد چرب به ارتباط بين ويژگي‌هاي فيزيکي روغن اينتراستريفيه و ساختار اسيدهاي چرب سازنده آن پي برد.
پيشنهاد چنين مدلي مي‌تواند خصوصيات فيزيکي محصول اينتراستريفيه شده به منظور توليد چربي کاربردي و مطلوب را بدون انجام آزمايشات مختلف پيش بيني نمايد. چنان چه مدل هاي رياضي در مورد مواد غذايي توسعه پيدا نمايد نياز به انجام آزمايشات اختصاصي و موردي براي غذاهايي جديد به ميزان زيادي كاهش خواهد يافت.
1-3- اهميت و ضرورت انجام تحقيق
با دستيابي به مدل مناسب براي درصد SFC به عنوان تابعي از ترکيب اسيدچرب، مدل سازي درصد SFC به عنوان تابعي از دما، مدل سازي درصد SFC به عنوان تابعي از ترکيب اسيد چرب و دما و همچنين مدل سازي نقطه ذوب به عنوان تابعي از ترکيب اسيد چرب مي‌توان به ارتباط بين ويژگي‌هاي فيزيکي روغن اينتراستريفيه و ساختار اسيدهاي چرب سازنده آن پي برد و به عبارت ديگر آن را پيش بيني نمود که با توجه به وقت گير بودن و هزينه بالاي آزمايشات براي پي بردن به اين موارد، انجام اين تحقيق اهميت داشته و ضروري است.
1-4- اهداف مشخص تحقيق (شامل اهداف آرماني، کلي، اهداف ويژه و كاربردي)
بررسي رابطه رياضي بين ترکيب اسيد چرب و نقطه ذوب چربي‌هاي اينتراستريفيه شيميايي.
بررسي رابطه رياضي بين ترکيب اسيد چرب و درصد SFC چربي‌هاي اينتراستريفيه شيميايي.
بررسي رابطه رياضي بين ترکيب اسيد چرب و دما با درصد SFC چربي‌هاي اينتراستريفيه شيميايي.
1-5- سؤالات تحقيق
آيا درصد SFC چربي‌هاي اينتراستريفيه را مي‌توان به‌صورت تابعي از ترکيب اسيد چرب و دما بيان کرد؟
آيا نقطه ذوب چربي‌هاي اينتراستريفيه را مي‌توان به‌صورت تابعي از ترکيب اسيد چرب بيان کرد؟
1-6- فرضيه‏هاي تحقيق
درصد SFC چربي‌هاي اينتراستريفيه را مي‌توان به‌صورت تابعي از ترکيب اسيد چرب و دما بيان کرد.
نقطه ذوب چربي‌هاي اينتراستريفيه را مي‌توان به‌صورت تابعي از ترکيب اسيد چرب بيان کرد.
1-7- جنبه نوآوري و جديد بودن تحقيق
در اينتراستريفيکاسيون شيميايي، ترتيب اسيدهاي چرب بر روي مولکول گليسرول به صورت تصادفي تغيير مي‌کند بدون آنکه ساختمان شيميايي اسيدهاي چرب دچار تغيير شود. به عبارت ديگر، ويژگي‌هاي فيزيکي مخلوط‌هاي اينتراستريفيه شده مانند نقطه ذوب و درصد SFC مي‌تواند تابعي از پروفايل اسيدهاي چرب آنها باشد. اين مسئله امکان پيش بيني ويژگي‌هاي فيزيکي چربي‌ها را با دانستن پروفايل اسيد چرب آنها وجود دارد. اگرچه اطلاعات زيادي در ارتباط با ويژگي‌هاي چربي‌هاي اينتراستريفيه موجود است اما تاکنون مطالعه‌اي پايه‌اي در خصوص مدل سازي درصد چربي جامد و نقطه ذوب مخلوط‌هاي دو جزيي پالم اولئين کاملاً هيدروژنه و روغن سوياي اينتراستريفيه شده به روش شيميايي انجام نشده است و اين تحقيق براي اولين بار صورت خواهد گرفت.
فصل دوم: مروري بر تحقيقات انجام شده
2-1- مقدمه
اخيراً با رشد دانش عمومي، تقاضاي مردم براي مصرف روغن هايي که علاوه بر تأمين انرژي و ايجاد طعم، در سلامتي هم مفيد باشد، افزايش يافته است. اکنون با توسعه کشت دانه‌ها و ميوه‌هاي روغني، 10 درصد از نياز روغن مصرفي در داخل کشور توليد و بقيه از خارج کشور تأمين مي گردد (بلوريان و همکاران، 1389).
اهميت چربي‌ها و روغن‌ها نه تنها از ديدگاه سلامت بلكه از جنبه تجارت چنان است كه ضرورت بررسي توليد و مصرف چربي‌ها و روغن‌هاي خوراكي را ايجاب مي‌نمايد و از ديرباز علاوه بر جنبه تغذيه‌اي، مسائل توليدي و صنعتي روغن‌هاي خوراكي نيز حائز اهميت بوده است. چربي‌ها و روغن‌هاي خام تحت فرآيند قرار مي‌گيرند تا كيفيت ثابتي پيدا كنند و قابليت خوراكي، پايداري و ايمني آنها افزايش يابد و فرآورده‌هاي متنوعي با كاربردهاي متفاوت توليد شود.
2-2- فرآيندهاي روغن براي تغيير خواص آن
براي تغيير خواص فيزيکي و ساختمان چربي سه نوع عمليات در صنايع روغن متداول مي‌باشد: روش فيزيکي تبلور جزء به جزء، روش شيميايي هيدروژنه کردن و روش شيميايي اينتراستريفيکاسيون. فرآيندهاي فيزيکي (مخلوط کردن و جزء به جزء کردن) و شيميايي (هيدروژناسيون و اينتراستريفيکاسيون) به صورت نرمال براي افزايش استفاده از روغن‌هاي گياهي به‌وسيله تغيير ترکيب از نظر تري آسيل گليسرول‌ها استفاده مي‌شوند. چون تقاضا براي محصولات چرب پيچيده افزايش يافته است و مخلوط فيزيکي ساده (مخلوط کردن) براي ويژگي‌هاي مطلوب مورد نظر کافي نيست (ديان5 و همکاران، 2006).

2-2-1- مضرات روغن‌هاي فرآوري شده
به منظور گسترده کردن مصرف روغن‌هاي نباتي عموماً آنها را به وسيله فرآيند هيدروژناسيون به چربي‌هاي نيمه جامد يا جامد تبديل مي‌کنند. اين عمل با اشباع نمودن پيوندهايي در اسيدهاي چرب تري گليسريدها و با جانشين نمودن اتم‌هاي هيدروژن صورت مي‌گيرد و موجب افزايش نقطه ذوب و تبديل روغن مايع به حالت جامد مي‌گردد اما به سبب توليد درصدهاي بالايي از ايزومرهاي ترانس اسيدهاي چرب (30 تا 40 درصد) و نيز تغيير ماهيت ويتامين‌هاي معمولي در چربي به طور چشمگيري از ارزش تغذيه‌اي محصول هيدروژنه شده مي‌کاهد. همچنين در سال‌هاي اخير چندين مورد از مطالعات تغذيه‌اي يک رابطه مستقيم بين مصرف اسيدهاي چرب ترانس و افزايش خطر بيماري‌هاي قلبي و عروقي را اظهار کردند. (رميگ6 و همکاران، 2010).
تحقيقات انجام شده طي 20 سال اخير به اين نتيجه رسيده‌اند که روغن‌هاي گياهي فرآوري شده به دلايل زير تهديد جدي براي سلامتي ما هستند:
1- مشکل مهم در مورد روغن‌هاي گياهي فرآوري شده بيشتر در سطح سلولي است. به علت اينکه اين چربي‌ها در طبيعت ساخته و مشاهده نمي‌شوند، بدن ما نمي‌داند بايد چگونه با آنها رفتار کند. بدن تلاش مي‌کند تا آنها را مورد استفاده قرار دهد با اين تفکر که آنها چربي‌هاي طبيعي هستند و به همين علت آنها سر از ديواره سلولي و جاهاي ديگر بدن در مي‌آورند و رفتار عجيبي از خود نشان مي‌دهند. اين چربي‌هاي دست ساز عموماً با تضعيف ديواره سلولي باعث ضعف در نقش حفاظتي و زيستي اين ديواره مي‌شوند.
2- تهديد بزرگ ديگر براي انسان‌ها بيماري‌هاي قلبي عروقي است. در انسان روغن‌هاي گياهي فرآوري شده زماني که وارد شريان‌هاي بدن مي‌شوند باعث فعال شدن سيستم ايمني بدن مي‌شوند و چون اين چربي‌ها در بدن ناشناخته‌اند بدن به آنها حمله مي‌کند. اين حمله باعث ايجاد تحريک در جداره رگ و تشکيل پلاک‌هاي روي جداره مي‌شود.
3- اين روغن‌هاي فرآوري شده به گونه‌اي عمل مي‌کنند که سيستم ايمني بدن را ناديده مي‌گيرند پس به اين ترتيب مدت بيشتري در بدن حرکت مي‌کنند و در يک بافت چربي مانند سينه‌ها تجمع پيدا مي‌کنند در آنجا باعث ايجاد سرطان مي‌شوند يا به بروز آنها کمک مي‌کنند.
4- مشکل ديگر باقي ماندن فلزاتي مانند آلومين و نيکل است که به عنوان کاتاليست طي پروسه توليد مصرف شده‌اند. اين فلزات با ورود به جريان عصبي بدن ما باعث ايجاد مشکلات عصبي و نورولوژي مي‌شوند.
راه حل براي خلاصي از خطر اسيدهاي چرب ترانس شايد روش صنعتي به نام اينتراستريفيکاسيون باشد که ساختار اسيدهاي چرب را روي تري‌گليسريد تغيير مي‌دهد. در طبيعت اسيدهاي چرب معمولاً به شکل تري گليسريد هستند که به صورت سه اسيد چرب متصل به يک مولکول گليسرول ديده مي‌شود.
فرآيند اينتراستريفيکاسيون به عنوان يک جايگزين مناسب به جاي فرآيند هيدروژناسيون در توليد چربي‌هاي نيمه جامد شکل پذير فاقد ايزومرهاي ترانس مورد تحقيق قرار گرفته است (رميگ و همکاران، 2010).
2-2-1-1- اسيدهاي چرب غيراشباع غيرطبيعي (ترانس)
اسيدهاي چرب بسته به نوع پيوند ميان اتمهاي کربنشان به دو شکل اشباع و غير اشباع ديده ميشوند. نوع غيراشباع به دو صورت طبيعي يا سيس و مصنوعي يا ترانس وجود دارد. علت اهميت اسيدهاي چرب در نقشي است که در بدن به عهده ميگيرند زيرا بعضي از آنها تأثير اساسي در بيماريزايي به ويژه در بيماري‌هاي قلبي عروقي دارند و برخي ديگر برعکس در سلامتي نقش بسزايي ايفا ميکنند (آسيف7، 2011).
اسيدهاي چرب ترانس در اثر هيدروژناسيون روغنهاي مايع و تبديل آنها به روغنهاي جامد توليد مي‌شوند. اين اسيدهاي چرب اثرات بسيار نامطلوبي در بدن برجا ميگذارند (آسيف و همکاران، 2011).
مضرترين اسيد چرب ترانس، الائيديک اسيد است که در واقع ايزومر ترانس اسيد اولئيک مي‌باشد. اين اسيد چرب در ساختمان روغنهاي گياهي مايع مطلقاً وجود ندارد بلکه در صنعت، طي فرآيندي به نام هيدروژناسيون که به منظور تبديل روغن مايع به روغنهاي جامد (مانند شورتنينگها، مارگارينهاي سخت و روغن قنادي) انجام ميگيرد، از تغيير آرايش مولکولي اسيد اولئيک بهدست ميآيد. تقريباً کليه مضرات روغنهاي جامد در اولويت اول به وجود چربي ترانس (الائيديک اسيد‌) و سپس اشباع مربوط مي‌شود. مقدار کمي از چربي ترانس به طور طبيعي در فرآوردههاي لبني مانند کره وجود دارد (فرماني و همکاران، 1384).
2-2-2- اينتراستريفيکاسيون
اينتراستريفيکاسيون مخلوط‌هاي تري گليسريد راهي است براي صنعت روغن که بتواند چربي‌هاي دلخواه را با نقاط ذوب مناسب، براي کاربردهاي مختلف غذايي توليد کند.
اينتراستريفيکاسيون که به معني استريفيکاسيون بين دو مولکول تري گليسيريد مي‌باشد، يکي از روش‌هاي پيشرفته در تکنولوژي روغن است. در طي اين فرآيند، ترتيب اسيدهاي چرب بر روي مولکول گليسرول به طور تصادفي تغيير مي‌کند بدون اينکه ساختمان شيميايي اسيدهاي چرب دچار تغيير شود. با جابجايي اسيدهاي چرب در مولکول تري گليسريد، نقطه ذوب و حالت فيزيکي روغن تغيير مي‌کند به همين دليل اين فرآيند يکي از روش‌هاي توليد روغن‌هاي نيمه جامد به شمار مي‌رود (يزدي و عالمزاده، 1391).
اينتراستريفيکاسيون در صنعت روغن خوراکي به عنوان يک روش انتخابي براي بهبود ويژگي‌هاي فيزيکي چربي‌ها و روغن‌ها علاقمندي‌هاي زيادي پيدا کرده است. اينتراستريفيکاسيون توزيع جديد اسيدهاي چرب در مولکول‌هاي گليسيريد ايجاد مي‌کند که به نوبه خود ويژگي‌هاي فيزيکي روغن‌ها و چربي‌ها شامل نقطه ذوب، سختي و کريستاليزاسيون محصول را تحت تأثير قرار مي‌دهد. برخلاف هيدروژناسيون، اينتراستريفيکاسيون نه درجه اشباعيت را تحت تأثير قرار مي‌دهد و نه سبب ايزومريزاسيون باند دوگانه اسيد چرب مي‌شود. (روسو8 و همکاران، 1996).
در اينتراستريفيکاسيون، يک کريستال زبر، چربي با بافت دانه‌اي مي‌تواند به يک ماده با نقطه ذوب پايين‌تر، سايز کريستال نرم‌تر، پلاستيسيته بيشتر، احساس دهاني نرمتر به لحاظ بافت شود.
در طي اين فرآيند ترتيب اسيدهاي چرب بر روي مولكول گليسرول به طور تصادفي تغيير مي‌كند، بدون آنكه ساختمان شيميايي اسيدهاي چرب دچار تغيير شود .با جابه‌جايي جايگاه اسيدهاي چرب در مولكول تري گليسريد (روغن)، نقطه ذوب و حالت فيزيكي روغن تغيير مي‌نمايد. به همين دليل اين فرآيند يكي از روش‌هاي توليد روغن‌هاي نيمه جامد با بافت يكنواخت به شمار مي‌رود. اينتراستريفيکاسيون، اسيدهاي چرب را تغيير نمي‌دهد، اين عمل عموماً براي اصلاح نقطه ذوب، به تعويق انداختن رنسيد شدن و فراهم آوردن شرايط مناسب براي روغن‌هاي سرخ کردني و همچنين توليد مارگارين با طعم و مزه خوب با ميزان کم اسيدهاي چرب اشباع به کار مي‌رود.
فرايند اينتراستريفيکاسيون براي اصلاح ويژگي‌هاي فيزيکي روغن يا ترکيب چربي از طريق آرايش مجدد گروه‌هاي اسيد چرب در داخل و ميان تري گليسريدهاي مختلف مورد استفاده قرار مي‌گيرد. همچنين به طور مستقيم براي روغن‌ها يا چربي‌هاي استخراج شده طبيعي يا روغن‌هاي هيدروژنه يا جزء به جزء شده به کار گرفته مي‌شود. اينتراستريفيکاسيون را مي‌توان به وسيله کاتاليزورهاي شيميايي يا آنزيمي انجام داد. تأثير آن مي‌تواند يک توزيع تصادفي از اسيدهاي چرب، مرتبط با قانون احتمالات و يا توزيع جهت دار به عنوان مثال به وسيله تفکيک استرهاي به شدت مذابي که به تازگي در اثر واکنش ترکيب از طريق بلور سازي کنترل شده طي استريفيکاسيون تشکيل شده‌اند، باشد (مارانگوني9 و روسو، 1998).
اينتراستريفيکاسيون اولين بار روي چربي‌هاي طبيعي مانند روغن پالم و لارد (چربي خوک) انجام شد. براي مثال در لارد طبيعي حدود 2 درصد تري گليسريدها داراي سه اسيد چرب اشباع حدود 24 درصد داراي سه اسيد چرب غيراشباع هستند و بقيه تري گليسريدها داراي اسيدهاي چرب اشباع و غيراشباع کاهش مي‌يابد و نتيجه نقطه ذوب بالاتر و قابليت پخش بهبود يافته مثل حجم بيشتر در کيک است.
اينتراستريفيکاسيون مي‌تواند براي توليد مارگارين، شورتنينگ، صنايع پخت و ايجاد احساس خوب خوراکي مورد استفاده قرار گيرد. همچنين مي‌بايست رواني را در سطح روغن‌هاي اشباع حفظ کند.
2-2-2-1- روش‌هاي اينتراستريفيکاسيون
دو روش عمومي براي تهيه روغن‌هاي اينتراستريفيه شده وجود دارد. معمول‌ترين آنها استفاده از يک کاتاليست مثل سديم متوکسيد يا اتوکسيد يا مخلوط سديم-پتاسيم است. سه مورد اول نيازمند دمايي حدود 80 تا 120 درجه سانتي‌گراد براي توليد اسيدهاي چرب اينتراستريفيه شده هستند. محصول در مرحله بعدي حتماً بايد خنثي سازي شود تا کاتاليست‌هاي سمي جدا شوند و بايد عمل بلانچينگ صورت گيرد تا رنگ قهوه‌اي تيره از بين رود و سپس عمل بي بو کردن صورت گيرد.
روش بعدي استفاده از آنزيم است. علي‌رغم مزاياي اينتراستريفيکاسيون آنزيمي (شرايط واکنش و جهت‌گزيني آرام‌تر)، اينتراستريفيکاسيون شيميايي هزينه کاتاليست کمتري دارد، افزايش مقياس آن راحت‌تر و سريع‌تر است.
2-3- روغن سويا
سويا (شکل 2-1) با نام علمي Glycine max L. گياهي دولپه، يك‌ساله از خانواده پروانه‌آسانان است. يكي از مهم‌ترين دانه‌هاي روغني مي‌باشد كه مورد استفاده زيادي در كشاورزي و صنعت دارد و در قديم در زمره يكي از پنج دانه مقدس (گندم، جو، ارزن، برنج و سويا) به شمار مي‌رفته است. جايگاه ارزشمند آن به دليل روغن زياد و پروتئين فراوان دانه است كه به ترتيب 20 و 40 درصد از وزن دانه را تشکيل مي‌دهد. سويا به‌دليل تنوع ژنتيكي و سازگاري وسيع، در دامنه وسيعي از عر‌ض‌هاي جغرافيايي كشت مي‌گردد و در بين دانه‌هاي روغني مقام اول توليد را به خود اختصاص داده است (خادم و همکاران، 1383).
شکل 2-1- سويا
روغن سويا مهم‌ترين روغن نباتي است که در جهان توليد مي‌شود. اين اهميت به دليل فراواني، ارزاني، کيفيت خوب روغن، محصول پروتئيني با ارزش به‌جامانده از روغن‌کشي و بازده بالاي روغن است که روغن سويا را روغن برتر در بازارهاي محلي و بين المللي کرده است. روغن سويا در محدوده نسبتاً وسيع حرارتي به صورت مايع بوده و ترکيبات غير اشباع آن زياد است. وجود مقدار نسبتاً زياد (11-5 درصد) اسيد لينولنيک (3: 18C)، پايداري روغن در مقابل اکسيداسيون را کاهش داده است. توسط هيدروژناسيون غيرکامل روغن و رساندن غلظت اسيد لينولنيک به کمتر از 3 درصد، توانسته‌اند پايداري روغن را به‌طور قابل توجهي بهبود بخشند. اما همانطور که شرح داده شد، هيدروژناسيون معايبي به دنبال دارد که براي سلامتي مضر است.
روغن سويا داراي مقدار زيادي اسيد لينولئيک و مقدار نسبتاً زيادي اسيد لينولنيک (سه پيوند غيراشباع) است که مقدار آن برحسب نوع دانه و شرايط آب و هوايي متغير است. به دليل وجود مقدار زيادي اسيدهاي چرب غيراشباع در روغن سويا، تقريباً تمام مولکول‌هاي گليسيريد، حداقل دو اسيد چرب غيراشباع داشته و گليسريدهاي با دو و سه اسيد چرب اشباع شده اساساً وجود ندارند (قوامي و همکاران، 1382).

2-4- روغن پالم
پالم يا نخل روغني (شکل شماره 2-2) گياهي است با نام علمي Elaeis guineensis و متعلق به خانواده نخيلاتPalmaceae که شامل دو گونه است. گياه پالم يا نخل روغني از گياهان بومي آفريقا است. اين گياه اولين بار در کشورهايي مثل آنگولا و توگو به عمل آمد و تکثير و کاشت آن در کشورهايي مانند مالزي و اندونزي و فيليپين از سال 1848 ميلادي شروع شد. امروزه روغن پالم دومين روغن نباتي جهان از نظر توليد به شمار مي‌آيد ضمن آنکه بالاترين ميزان صادرات را در ميان روغن‌هاي نباتي به خود اختصاص داده است. کشور مالزي با کمي اختلاف نسبت به رقبا، توليد کننده و صادر کننده تراز اول روغن پالم در جهان است. روغن پالم روغني خوراكي است كه از قسمت گوشتي ميوه درخت نخل روغني استخراج شده اما روغن هسته پالم از مغز هسته‌هاي ميوه پالم استخراج و از نظر تركيب و خصوصيات فيزيكي با روغن پالم متفاوت بوده و مصارف و بازار جداگانه‌اي دارد (ضوابط وزارت بهداشت درمان و آموزش پزشكي، 1386). ميوه درخت پالم منشأ دو نوع روغن مي باشد.
شکل 2-2- قسمت‌هاي مختلف ميوه پالم
روغن پالم سرشار از اسيد پالميتيک و اسيد اولئيک است. به علت وجود اسيد‌هاي چرب خاص، روغن پالم در دماي اتاق به 2 بخش مايع و جامد تبديل مي‌شود. (اسکرين ويسان، 1978؛ استاندارد ملي ايران، شماره 4466).
روغن پالم اولئين، بخش مايع از اولين مرحله جداسازي فاز مايع از روغن پالم مي‌باشد. اين روغن مراحل ابتدايي پالايش شامل خنثي کردن، رنگبري و بوگيري را در کشور مبدا طي نموده، به‌گونه‌اي که براي پالايش نهايي در کارخانه‌هاي روغن نباتي به عنوان ماده اوليه مناسب باشد.
روغن پالم اولئين به دو صورت قابل استفاده مستقيم در صنايع غذايي (نياز به پالايش مجدد ندارد) و روغن پالم اولئين پالايش شده نهايي تهيه مي‌شود که مورد اخير پس از پالايش نهايي در کارخانه‌هاي روغن نباتي مي‌تواند در اختلاط با ساير روغن‌ها استفاده شود و يا مي‌تواند در ساير کارخانه‌هاي صنايع غذايي در تهيه فرآورده‌ها استفاده شود.
2-4-1- خصوصيات فراکشن‌هاي روغن پالم
در جدول شماره 2-1 خصوصيات فراکشن‌هاي روغن پالم شرح داده شده است.
جدول 2-1- خصوصيات روغن پالم و فراکشن‌هاي آن
روغن خام (تصفيه نشده)، نيمه مايع و نارنجي براق است و ضمن تصفيه سازي، جامد و سفيد رنگ مي‌شود که در نتيجه، نگهداري و حمل و نقل آن آسان‌تر مي‌گردد. تقاضاي زياد براي اين روغن در کشورهاي توسعه يافته و سرزمين‌هاي دور و نزديک شرق جهان باعث شده که روغن پالم تصفيه شده گرانتر از روغن سويا يا روغن کلزا باشد (جان10 و همکاران، 1994).
روغن پالم اولئين مشکلاتي را در توليد محصولات چرب جامد به وجود مي‌آورد چون منجر به پلاستيسيته پايين محصولات مي‌شود و در دماي بدن به‌طور کامل ذوب نمي‌شود (پانتزاريس11، 2000). براي بهبود ويژگي‌هاي ذوبي آن، پالم اولئين ممکن است با چربي‌هاي ديگر که پروفايل ذوبي خوبي دارند، مخلوط يا اينتراستريفيه شود (نورليدا12 و همکاران، 2007؛ ژانگ13 و همکاران، 2001؛ مينگ14 و همکاران، 1999).
2-5- مدل سازي
ويژگي‌ها و ترکيبات مواد غذايي پارامترهاي بحراني در طراحي يک فرآيند است. مقادير و دامنه خواص ممکن است بر اساس مقادير منتشر شده براي مواد مشابه، بهبود در بهره‌وري فرآيند و طراحي تجهيزات مورد استفاده براي انجام فرآيند، تخمين زده شده و برآورد گردند (ايروداياراج15، 2002).
مدل به طور ساده موضوع يا مفهومي است كه براي نشان دادن نتايج يك پديده بر روي پديده‌اي ديگر مورد استفاده قرار مي‌گيرد. يك مدل از يك سيستم وسيله‌اي است كه به ما كمك مي‌كند تا بتوانيم به سوالاتي در مورد سيستم، بدون تجربه كردن آنها، پاسخ دهيم (لجونگ16 و گلد17 ، 1994).
استفاده از علم رياضي در بازسازي مسائل به عنوان “مدل سازي رياضي” تعبير مي‌شود. مدل رياضي مدلي است كه با استفاده از مفاهيم رياضي مانند ثابتها، متغيرها، توابع، معادلات و نظاير آن ساخته مي‌شود. و بايد به گونه اي باشد كه بتواند راه حلي براي مسائل موجود ارائه كند. در مدل سازي رياضي در مرحله اول بايد صورت مسئله، مجهولات و معلومات آن را بدانيم. در مرحله بعدي بايد با توجه به پارامترهاي موجود، ارتباطي بين عوامل اثرگذار برقرار كرده و در واقع مدلي ساخته شود. در اين مرحله بعضي ويژگي‌ها يا عوامل درنظر گرفته مي‌شوند و بعضي كنار گذاشته مي‌شوند. در مرحله سوم، فرمول بندي رياضي مسئله انجام مي‌شود. اين مرحله معمولاً مشكل ترين مرحله مدل سازي يك پروسه به شمار مي‌آيد. هر اطلاعاتي كه در مورد داده‌هاي موجود داريم، به معادله رياضي تبديل مي‌شود. مي‌توان از بعضي از تكنيك‌ها براي تبديل صورت مسئله به مجهولات موجود در معادلات حاصل استفاده نمود. تشخيص و فرمول بندي ارتباط بين متغيرها و چگونگي استفاده از ورودي- خروجي‌ها در اين مرحله مطرح مي‌شود. در مرحله چهارم، بايد اين معادله حل شود يعني؛ با قرار دادن مقادير معلوم به متغيرها نتيجه حاصل را به دست آورد. در مرحله پنجم، نتيجه به دست آمده تفسير مي‌شود. در واقع محقق بايد بداند كه آيا ارتباط منطقي بين نتيجه حاصل از مدل و تغييرات مشاهده شده در آزمايشات وجود دارد يا نه. در مقايسه مدل با واقعيت (مرحله ششم) بايد اعتباردهي، ارزيابي و بازگشت را انجام داد. اگر مدل نياز به اصلاح دارد بايد به مرحله اول بازگشت و حلقه را تكرار نمود. مدل سازي رياضي يك پروسه بازگشتي است كه از يك سري اطلاعات خام، با پردازش‌هاي متناوب به دست مي‌آيد و اصلاح مدل تا زمان رسيدن به مدل ايده آل ادامه مي‌يابد. يك مدل بايد در يك زمان به اندازه كافي پيچيده و براي پيش گويي به اندازه كافي ساده باشد تا بتواند مورد استفاده قرار گيرد (دويله18 و همکاران، 1997).
مدل سازي به ويژه مدل‌هاي عددي19 و مشاهده‌اي20 فرآيندهاي غذايي از مدت‌ها قبل به وجود آمده و به بخش جدايي ناپذير تحقيق و طراحي تبديل شده است. هرچند، مدل‌هاي آناليتيکي قبل از وجود کامپيوترهاي پرسرعت امروزي، حالت اصلي مدل سازي بود اما امروزه مدل‌هاي شمارشي و تجربي يا عملي بر پايه کامپيوتر، انواع اصلي مدل‌ها در توسعه و تحقيق هستند.
فرايندهاي غذايي با انواع ويژگي‌ها و خواص به‌واسطه انواع ماهيت‌هاي بيولوژيکي و تبديل مواد در طي فرآوري اغلب پيچيده هستند. مدل‌هاي شمارشي و تجربي بسيار گسترده هستند و مي‌توانند دامنه وسيعي از پارامترهاي ورودي و خروجي و انواع فرايند را پوشش ‌دهند، بنابراين انعطاف پذيري بيشتري در توصيف واقع گرايانه فرايند دارند. اين مهم است که محدوديت‌هاي هر روش مدل سازي را بدانيم. استفاده منطقي از اين مدل‌ها سبب کارايي بهتر به وسيله تفهيم بهتر فرآيندها و کوتاه کردن چرخه طراحي محصول و فرآيند مي‌شود.

مدل‌ها دو استفاده اساسي دارند. رايج‌ترين استفاده مدل‌ها فراهم نمودن تفهيم بهتر فرايند فيزيکي به وسيله مشاهده نسبت بين پارامترهاي ورودي و خروجي است. براي مثال در مدل سازي فرايند استريليزاسيون، محقق نياز دارد که اثر دماي بخار (پارامتر ورودي) را بر روي مرگ و مير باکتري‌ها (پارامتر خروجي) بداند. همچنانکه روش‌هاي کامپيوتري و محاسباتي و سخت افزارها و نرم افزارهاي کامپيوتري دچار تحول شدند، استفاده و هدف اساسي دوم پديدار شد: استفاده از مدل در طراحي يا در چک کردن سناريوي “چه مي‌شد اگر21”. همان‌طور که در مورد استريليزاسيون ذکر شد، هم اکنون يک محقق مي‌تواند به راحتي بررسي نمايد که تغيير دماي فرايند (پارامتر ورودي) چه تغييري در کيفيت فرآورده ايجاد مي‌نمايد (داتا22 و راتراي23، 2001).
مدل‌هاي به‌کار رفته در مواد غذايي، به دو گروه عمده تقسيم مي‌شوند:


پاسخ دهید