Investigating the Composition of Fatty Acids in Refined Hemp and Soybean Oil and Comparing Their Oxidative Stability and Physicochemical Properties
Subject Areas :Maryam Beheshti 1 , Mohammad Reza Taherian 2 *
1 - MSc Graduated of Animal Science, Kashmir Branch, Islamic Azad University, Kashmar, Iran
2 - Professor, Department of Animal Science, Kashmer Branch, Islamic Azad University, Kashmar, Iran.
Keywords: Chromatography, Oxidative Stability, Soybean Oil, Hemp Oil, Physicochemical Properties.,
Abstract :
Due to prolonged exposure to high temperatures, storage and the presence of oxygen in the environment, oils undergo quality changes, especially oxidation. Hemp and soy are among the few plants that contain omega-3 and omega-6 fatty acids. In this research, the refined oil of both seeds was prepared, and the percentage of fat, moisture, and the refractive index of the refined oil of hemp and soybeans were performed as physical tests, and the peroxide, iodine, and soap index and oxidative stability were performed as chemical tests.Then, the components of each of them were identified and quantified by gas chromatography-mass spectrometer. According to the results, the refractive index (1.46) and the fat percentage (34) of both hemp and soybean oil have statistically significant differences. It did not have any and was the same (P<0.05). The highest amount of moisture in hemp oil was 1.63%, the amount of soap index was 191.9, iodine index was 136.87, and peroxide was 1.05 in hemp oil, more than soybean oil, and the oxidative stability of hemp oil was 12.695 hours and The index of oxidative stability of soybean oil was 15.250 hours, and the oxidative resistance of soybean oil was higher.The main compounds in soybean oil were palmitic acid (11.6), oleic acid (22.4) and linoleic acid (53.8) and in hemp oil oleic acid (17.16), linoleic acid (57.59) and linoleic acid (15.3). Soybean oil has a higher percentage of acceptability than hemp oil in the review of available factors.
1. الهــامی راد ا. ح.، یــاورمنش م. 1398. مبـانی ســینتیک واکنش ها در مـواد غـذایی. انتشـارات بیهـق سـبزوار، ص 256-220.
2. پورفلاح ز، الهامی راد ا. ح، مشکانی س. م، نهاردانی م، محمدي م. بررسی پارامترهاي سینتیک اکسیداسیون روغن سویا تحت تاثیر غلظت هاي مختلف اسید گالیک. نشریه پژوهش هاي صنایع غذایی. 1398؛ 22(4): 382-373.
3. رضوی مجد م، بلوچ نژاد مجرد ت. ا، روغنی دهکردی ف. اثر هیپولیپیدمیک عصاره آبی برگ شنبلیله در موش صحرایی دیابتی. مجله ی غدد درون‌ریز و متابولیسم ایران، ماهنامه پژوهشی مرکز تحقیقات غدد درون‌ریز و متابولیسم. 1400؛ 7(2): 171-167.
4. فاطمی، ح. 1394. شیمی مواد غـذایی. انتشارات شـرکت سهامی انتشار، چاپ پنجم، ص480-457.
5. موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایـران. 1395 . چربـی شیر، اندازه گیري ترکیب اسیدهاي چرب با اسـتفاده از روش هاي کروماتوگرافی گازي- روش آزمون. استاندارد ملی ایـران، شماره 8819 ،چاپ اول.
6. Adryu A, Erhan S. Z, Liu Z. S, Perez J. M. Oxidation Kinetic Studies Of Oils Derived From Unmodified And Genetically Modified Vegetables Using Pressurized Differential Scanning Calorimetry And Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. Thermo chemical Act. 2019; 364: 87–97.
7. AOAC. 2015. Oficial Methods OfAnayes. 14th ed, Association Of Official Analytical Chemists: Washington DC, USA.
8. Deman J. M, Tie F, Deman L. Formation Of Short Chain Volatile Organic Acids In The Automated AOM Method. Journal Of American Oil Chemistry Society. 2020; 64: 993–996.
9. Farhoosh R. The Effect Of Operational Parameters Of The Rancimat Method On The Determination Of The Oxidative Measures And Shelf-Life Predication Of Soybean Oil. Journal Of American Oil Chemistry Society. 2007; 84: 205-209.
10. Farhoosh R, Einafshar S, Sharayei P. The Effect Of Commercial Refining Steps On The Rancidity Measures Of Soybean And Canola Oils. Food Chemistry. 2018; 115: 933-938.
11. Gordon M. H, Mursi E. A. Comparison Of Oil Stability Based On TheMetrohmrancimat With Storage At 20°C. Journal Of American Oil Chemistry Society. 2017; 71: 649-651.
12. Hasenhuettl G. L, Wan P. J. Temperature Effects On The Determination Of Oxidative Stability With The MetrohmRancimat. Journal Of American Oil Chemistry Society. 2019; 69: 525–527.
13. Hojjati B, Ratusz K, Kowalska D, Bekas W. Determination Of The Oxidative Stability Of Vegetable Oils By Differential Scanning Calorimetry
And Rancimat Measurements. Europe Journal Of Lipid Science Technology. 2020; 106: 165–169.
14. Kowalski B, Gruczynska E, Maciaszek K. Kinetics Of Rapeseed Oil Oxidation By Pressure Differential Scanning Calorimetry Measurements. Europe Journal Of Lipid Science Technology. 2010; 337–341.
15. Mendez E, Sanhueza J, Speisky H, Valenzuela A. Validation Of The Rancimat Test For The Assessment Of The Relative Stability Of Fish Oils. Journal Of American Oil Chemistry Society. 2011; 73: 1033–1037.
16. Omoa C.V, Frouts P, Latres J. L, Frouts G. Invitro study of mixed controlled of bread baked indifferent ovens. Food Science and Nutrition. 2019; 18: 2163-2173.
17. Reynhout G. The Effect Of Temperature On The Induction Time Of Stabilized Oil. Journal Of American Oil Chemistry Society. 2021; 68: 983-984.
18. Tavn, F., Zhong Y. 2021. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, Sixth Edition, PP:357-385.
19. Tan C. P, Che Man Y. B, Selamat J, Yusoff M. S. A. Application OfArrhenious Kinetics To Evaluate Oxidative Stability In Vegetable Oils By Isothermal Differential Scanning Calorimetry. Journal Of American Oil Chemistry Society. 2010; 78: 1133–1138.
20. Vosouli poor R, Niazmand R, Rezaei M. Sarabi M. Kinetic Parameter Determination Of Vegetable Oil Oxidation Under Rancimat Test Conditions. Europe Journal Of Lipid Science Technology. 2021; 110: 587-592.
تعیین ترکیب اسیدهای چرب در روغن تصفیه شده شاهدانه و سویا و مقایسه پایداری اکسایشی و خواص فیزیکوشیمیایی آن ها
چکیده
مقدمه:روغن ها بدلیل قرار گرفتن طولانی مدت در دماهای بالا، نگهداری و حضور اکسیژن در محیط، دچار تغییرات کیفی بویژه اکسیداسیون می شوند. شاهدانه و سویا از محدود گیاهانی هستند که دارای اسیدهای چرب امگا 3، امگا 6 می باشند.
مواد و روش ها: روغن تصفیه شده هر دو دانه تهیه شد و درصد چربی و رطوبت و ضریب شکست روغن تصفیه شده دانه شاهدانه و سویا به عنوان آزمون های فیزیکی و اندیس پراکسید، یدی و صابونی و پایداری اکسایشی به عنوان آزمون های شیمیایی انجام گرفت، سپس اجزای تشکیل دهنده هر یک از آنها توسط دستگاه گاز کروماتوگرافی -طیف سنج جرمی1شناسایی و تعیین مقدار شدند.
یافته ها: بر اساس نتایج در بررسی و مقایسه روغن سویا و شاهدانه ضریب شکست و درصد چربی هر دو روغن با مقدار عددی 1.46 و 34 با یکدیگر اختلاف معنی داری از لحاظ آماری نداشتند (0.05P<).در روغن شاهدانه میزان رطوبت 1.63% ، اندیس صابونی 191.9 ، اندیس یدی 136.87 و اندیس پراکسید 1.05 گزارش شد که در مقایسه با روغن سویا دارای مقدار عددی بیشتری بود. پایداری اکسیداتیو روغن سویا 15.25 ساعت و روغن شاهدانه 12.695 گزارش شد .بر اساس پروفایل اسید های چرب ، در روغن سویا اسید لینولئیک mg/g 53.8، اسید اولئیک 22.4 و پالمیتیک اسید mg/g 11.6 و در روغن شاهدانه میزان اسیدهای چرب لینولئیک، اولئیک و لینولنیک به ترتیب 57.59، 17.16، 15.3 mg/g مشاهده شد.
نتیجه گیری: در این طرح هدف از مقایسه روغن سویا و شاهدانه استفاده از روغن ها جهت پخت و سرخ کردن می باشد با توجه به نتایج حاصل روغن سویا بدلیل داشتن پایداری اکسیداتیو نسبت به روغن شاهدانه جهت مصارف مختلف توصیه می شود.
کلید واژه: کروماتوگرافی، پایداری اکسایشی، روغن سویا، روغن شاهدانه ، خواص فیزیکوشیمیایی
1- مقدمه
ترکیبات ماده غذاییبواسطه طبیعت بیوشیمیایی، مستعد واکنش های متفاوتی هستند که تحت تاثیر شرایط محیطی قرار دارد. واکنش های مذکور ممکن است مطلوب یا نامطلوب بوده لذا بر این اساس می توان با تغییر شرایط حاکم، انجام واکنش ها را در جهت مورد نظر هدایت کرد. موثرترین مسیر در جهت کنترل واکنش ها در مواد غذایی، شناخت مکانیسم انجام واکنش و عوامل موثر بر سرعت آن است. شناخت سینتیک واکنش ها به عنوان مقدمه ای جهت ورود به بحث مدل سازی و جهت شناخت عوامل موثر بر فرایند ها و پیش بینی تغییرات ناشی از از فرایند استفاده می گردد(Demanet al., 2020).پایداری اکسایشی در روغن ها و چربی ها از مهمترین پارامترهای بررسی کیفیت آن می باشد. اکسایش روغن و چربی ها در اکسیژن هوا واکنشی اگزوترمال بوده و از درجه اول واکنش پیروی می کند از این جهت بوسیله تکنیک های آنالیزحرارتی برای تحلیل های کیفی آن استفاده می گردد(فاطمی، 1394).روغن شاهدانه ازجمله محصولات تجاری بیش از 30 کشور جهان ازجمله کانادا، ژاپن و اتحادیه اروپا میباشد. بیش از 100 ترپن در گیاه شاهدانه شناسایی شده است، اما گیاه شاهدانه به علت داشتن ترپن های گوایول و والنسن داراي خاصیت ضد میکروبی میباشد که وجود آن در مواد غذایی مانع فاسدشدن و رشد میکروارگانیسم‌ها می‌گردد(Demanet al., 2020). روغن شاه دانه منبع خوبی از ویتامین E به شمار می‌رود. میزان ویتامین E موجود در روغن شاه دانه مشابه روغن بادام‌زمینی و روغن‌زیتون میباشد (موسسه استاندارد صنعتی ایران، 1395). شاهدانه یکی از محدود گیاهانی است که شامل اسیدهای چرب امگا 3، امگا 6 و گاما لینولینک اسید است. این گیاه به طور متوسط داراي 34 درصد وزني روغن است.بخش اعظم ترکیبات اسید چرب در این گیاه شامل اسید های چرب غیر اشباع می باشد (حدود 70 تا 80 درصد) (پور فلاح و همکاران، 1398). در روغن شاهدانه، لینولئیک اسید به میزان 50 تا 70 درصد و آلفا لینولنیک اسید به میزان 25-15 درصد وجود دارد (Hasenhuettlet al., 2019). لیپید هاي موجود دردانه شاه دانه شامل موم، تري گلیسرید، دي گلیسرید، مونو گلیسرید، فسفولیپید، اسید هاي چرب آزاد و غیره می‌باشند و تري گلیسرید ها با 35/85 – 21/74 درصد بیشترین مقدار را دارا هستند. دانه سویا حاوي اسیدهاي چرب ضروري است که براي سیستم گردش خون و قلب مفید است. روغن سویا حاوي اسیدهاي چرب امگا 3 و امگا 6 است. مصرف 25 گرم سویا در روز به‌عنوان بخشی از رژیم غذایی با چربی غیراشباع و کلسترول پایین می‌تواند خطر بیماری‌های قلبی را کاهش دهد، ضمن آنکه سویا فشارخون را نیز پایین می‌آورد (Gordonet al., 2017). دانه خشک سویا داراي 18 تا 25 درصد روغن و 30 تا 35 درصد پروتئین می‌باشند. درصد این دو ماده تحت تأثیر شرایط محیطی متفاوت است. سویا ازلحاظ مواد غذایی قابل‌هضم، کلسیم، آهن و ویتامین هاي گروه B بسیار غنی است و داراي مقداري ویتامین هاي C, D,E و K و کمی کاروتن میباشد (Farhooshet al., 2018). تاکنون تحقیقات متعددی در بررسی ترکیبات در روغن های مختلف انجام گرفته است، تان و چی (2021) پایداری 12 نوع روغن خوراکی را بر پایه رنسیمت و کالریمتری اسکنی افتراقی بدست آورده و نشان دادند که همبستگی قوی بین روش دوره ی پایدار با کالریمتری اسکنی افتراقی وجود دارد (Tavnet al., 2021). پرفلاح و همکاران(1398) با استفاده از دستگاه رنسیمت به بررسی پارامترهای سینتیک اکسیداسیون روغن سویا در حضور غلظت های مختلف آنتی اکسیدان اسید گالیک پرداختند، آن ها نشان دادند که سرعت اکسیداسیون با افزایش دما، افزایش یافته و پایداری روغن تحت تاثیر افزایش غلظت آنتی اکسیدانی افزایش یافت(پور فلاح و همکاران، 1398). وصولی پور و همکاران(1399) اسیدهای چرب موجود در روغن شاهدانه را مورد بررسی قرار دادند،بر اساس نتيجه هاي حاصل، اين روغن داراي انواع متفاوتي از اسيدهاي چرب از جمله هگزادكانوئيك اسيد، لينولئيك اسيد، لينولنيك اسيد، ايكوزا انوئيك اسيد، ايكوزانوئيك اسيد است. وجود لينولنيك اسيد از امتيازات روغن شاهدانه به شمار مي رود(وصولی پور و همکاران، 1399). هدف از این پژوهش بررسی اسیدهای چرب در روغن تصفیه شده شاهدانه و سویا به روش کروماتوگرافی و مقایسه پایداری اکسایشی و خواص فیزیکوشیمیایی آن ها می باشد.
2- مواد و روش ها
2-1- مواد و تجهیزات
روغن سویا ، رنگبری و بوگیری شدهفاقد هر گونه آنتی اکسیدان از واحد صنعتی محلی (شرکت سه گل، خراسان رضوی، ایران) و روغن شاهدانه تصفیه شده به روش پرس سرد در کارگاه روغن کشی در استان خراسان رضوی خریداری شد و تا زمان انجام آزمون ها در نگهداری شد. این طرح در آزمایشگاه شرکت روغن فرایند کاشمر با ستفاده از مواد و تجهیزات مورد نظر انجام شد. کلیه حلال ها و مواد شیمیایی از شرکت مرک آلمان خریداری گردید. دستگاه های مورد استفاده در این طرح به شرح زیل می باشد: دستگاه رنسیمت (Switzerland, Herisau, Metrohm Ltd)، دستگاه کروماتوگرافی گازی (South Korea, Anyang, Young Lin Bldg)،هیتر برقی(,GermanyGerhardt- RC-50)، رفرکتومتر(ATAGO A2207-ژاپن)، بن ماری(Memmert wb14-آلمان).
2-2- روش ها
2-2-1- آزمون رنسیمت
براي اندازهگیري شاخص اکسایش پذیري 2.5گرم نمونه روغن در معرض دمای 120 درجه سانتیگراد با جریان مداومی از هوا با سرعت 20 لیتر بر دقیقه توسط دستگاه رنسیمت (Switzerland, Herisau, Metrohm Ltd)، مورد آزمون قرار گرفت(الهامی راد و همکاران، 1398).
2-2-2- تعیین عدد پراکسید
برای تعیین عدد پراکسید از روش تیتراسیون یدومتری بر طبق روش AOAC-21.1.41استفاده شد. در ايـن روش مقـدار 5 گـرم نمونـه آمـاده شده در ارلن مـاير در سـمباده اي250 ميلـي ليتـري وزن شـده و 30 ميلـي ليتـر حـلال (مخلـوط اسـيد اسـتيك و كلرفرم) به آن اضافه مي گردد. 0/5 سپس حـدود ميلـي ليتر يدور پتاسيم به آن اضافه كـرده و مخلـوط بـه مـدت يك دقيقه ساكن گذاشته مي شـود و گـه گـاهي بـه هـم زده مي شود . سپس مقدار 30 ميلي ليتر آب مقطر بـه آن اضافه شده و چند قطره چسب نشاسته به محلول اضـافه با محلول تيوسولفات 02 0 /نرمال تيتر مي گردد (Adryuet al., 2019).در این رابطه V1 حجم تیوسولفات مصرفی برای شاهدوV2حجم تیوسولفات مصرفی برای نمونه، N نرمالیته تیوسولفات مصرفی، M وزن روغن مصرفی به گرم
اندیس پراکسید
2-2-3-اندیس یدی
برای بررسی اندیس یدی 5/0 گرم نمونه روغن را همراه با 10 میلی لیتر کلروفرم به‌عنوان حلال و 25 میلی لیتر معرف هاتوس افزوده تا رنگ محلول آجری رنگ گردد، سپس ارلن را به مدت 30 دقیقه در محل تاریک قرار داده تا واکنش افزایشی انجام شود .15 میلی لیتر محلول یدید پتاسیم 15 درصد ،10 میلی لیتر آب مقطر و یک میلی لیتر چسب نشاسته به نمونه افزوده و تیتراسیون توسط تیوسولفات سدیم 1/0 نرمال انجام گرفته و تا ظاهر شدن رنگ زرد لیمویی ادامه داشت (Gordonet al., 2017).
رابطه 2-2
اندیس یدی = 1.269 × نرمالیته تیوسولفات سدیم (حجم تیوسولفات مصرفی نمونه – حجم تیوسولفات مصرفی شاهد)
2-2-4- اندیس صابونی
5 گرم نمونه روغن و 50 میلی لیتر هدیروکسید پتاسیم به بالن اضافه و بالن را به مبرد متصل نموده و روی هیتر قرار گرفت. حرارت دهی به مدت نیم ساعت انجام شد. بعد از خنک شدن کامل بالن چند قطره معرف فنل فتالئین ریخته و با هیدروژن کلرید 0.5 نرمال تا حذف رنگ صورتی تیتر شد عدد صابونی از معادله زیر بدست آمد (AOAC., 2015).
رابطه 2-3
عدد صابونی= وزن ملکولی پتاس × (حجم اسید مصرفی نمونه – حجم اسید مصرفی شاهد)/ وزن نمونه
2-2-5-درصد رطوبت
حدود 20 گرم از نمونه روغن را بر روی صفحه داغ الکتریکی (,GermanyGerhardt- RC-50)، قرار داده، به‌طوری‌که در هر دقیقه دما 10 درجه سانتی گراد افزایش یابد. عمل هم زدن را تا زمانی که حباب هایی از کف ظرف به سطح ان حرکت کند ادامه داده تا دما به 103 درجه سانتی گراد برسد(Kowalski et al., 2010).
مقدار رطوبت(W)را برحسب درصد وزنی با استفاده از فرمول محاسبه گردید:
رابطه 2-4-
مقدار رطوبت = وزن اولیه –وزن ثانویه /وزن کل - وزن اولیه
2-2-6-درصد چربی
درصد چربی به روش سوکسله جهت جداسازی چربی‌ها از مواد جامد استفاده شد، حلال قوی مورد استفاده تتراکلراید کربن بود(Tanet al., 2010).
2-2-7- ضریب شکست
این آزمون بر اساس استاندارد ملی ایران به شماره 5108 انجام گرفت، در این آزمایش از دستگاهی به نام رفراکتومتر (ATAGO A2207-ژاپن)، برای اندازه‌گیری ضریب شکست نمونه در دمای20 درجه سانتگراد استفاده شد(Farhoosh et al., 2007).اگر اختلاف بین دمای اندازه‌گیریt1و دمای مرجع t کمتر از 3 درجه سانتی گراد باشد، ضریب شکست nDtدر دمای مرجع مطابق رابطه 2-5 محاسبه می‌شود:
معادله 2-4،T1دمای اندازه‌گیری برحسب سلسیوس،T دمای مرجع برحسب سلسیوس.
2-2-8- وزن مخصوص
وزن مخصوص یا چگالی نسبی نسبت وزن حجم معینی از یک نمونه به وزن هم حجم آن آب مقطر در دماي 25 درجه سانتیگرادمی‌باشد.برای این منظور ابتدا به‌وسیله ترازو وزن پیکنومترخالی رابدست اورده وسپس یک بار آنرابا آب مقطر و یک بار ان را با روغنانقدر پر میکنیم تا سرریز شود سپس اطراف ان را خشک کرده ودوباره وزنمیکنیم، سپس وزن مخصوص از معادله زیل حاصل می شود (Mendez et al., 2011).
رابطه 2-6
وزن مخصوص = (جرم آب مقطر در 25 درجه سانتی گراد)/ (جرم پیکنومتر- جرم پیکنومتر و روغن)
2-2-9- ترکیب اسید های چرب
پروفایل اسید های چرب بر اساس روش AOAC1993 انجام شد.بدین منظور ابتدا متیل استر اسید های چرب تهیه شد.تعیین ترکیب اسیدهای چرب تهیه شد. تعیین ترکیب اسیدهای چرب روغن ها توسط دستگاه کروماتوگرافی گازی مدل (South Korea, Anyang, Young Lin Bldg)، با ستون شیشه ای مویین (طول ستون 30 متر پر شده با دی اتیلن گلیکون سوکسینات، قطر داخلی ستون 0.22 میلی متر) و با شناساگر یونی شعله ای (FID) انجام شد. جهت این امر حدود 0.3 گرم روغن مورد آزمایش در 7 میلی لیتر ان-هگزان حل گردید و 2 میلی لیتر محلول هیدروکسید پتاسیم متانولی 2 نرمال به آن اضافه و در دمای 50 درجه سانتیگراد به خوبی مخلوط شد. 0.4 میلی لیتر از محلول با دمای 150 درجه سانتیگرادبا اسپلیت تزریق (با نسبت 20:1)شد.درجه حرارت محل تزریق نمونه 230 درجه سانتیگراد، درجه حرارت ستون 200 درجه سانتیگراد، درجه حرارت آشکار کننده 250 درجه سانتیگراد و سرعت جریان گاز حامل (نیتروژن) 10 میلی متربر دقیقه به کار برده شد(فاطمی، 1394).
2-3-تحلیل آماری
برای تجزیه و تحلیل کلیه آزمون ها از نرم افزار SPSS استفاده شد. بدین منظور و برای آنالیز داده های آماری بدست آمده از طرح کاملا تصادفی استفاده شد.همانند سایر طرح های آماری از جدول تجزیه واریانس کمک گرفته شد و در نهایت از آزمون دانکن برای پی بردن به اختلافات معنی دار استفاده شد.
3- یافته ها
نتایج مربوط به مشخصات فیزیکی روغن شاهدانه و روغن سویا در جدول 1 نشان داد شده است، همانطور که مشاهده می‌شود.در صد روغن دانه شاهدانه 5/34 درصد و دانه سویا 34 درصد تعیین گردید. نتایج مربوط به تجزیه واریانس رطوبت روغن شاهدانه و روغن سویا در شکل 1 گزارش شده است. نتایج نشان داد که اثر نوع روغن بر روی میزان رطوبت در سطح 5 درصد معنی دار بوده است. شکل 1 نشان می‌دهد که میزان رطوبت روغن شاهدانه 6375/1 درصد و میزان رطوبت روغن سویا 0275/0 درصد بوده است.ضریب شکست و وزن مخصوص در هر دو روغن دارای مقدار عددی یکسانی در سطح احتمال 0.05 بوده است.میزان رطوبت یا مواد فرار از ویژگی های مهم روغن ها می باشد.وجود رطوبت در روغن سبب آبکافت اسیدهای چرب و در نتیجه افزایش اسیدهای چرب آزاد و ایجاد بوی نامطبوع در روغن می شود و هر چه میزان رطوبت بالاتر باشد سرعت فساد روغن افزایش می یابد، حد مجاز میزان رطوبت در نمونه های روغن پرس سرد و تصفیه شده بر اساس استاندارد های شماره 13392 و 9131 به ترتیب 0.1 و 0.2 درصد است(Tavnet al., 2021). نتایج نشان داد رطوبت روغن دانه شاهدانه بیشتر از حد مجاز 0.2 بوده است.حجتی (1399) تاثیر استفاده از روش روغن کشی بر میزان رطوبت را مورد بررسی قرار داد نتایج نشان داد نمونه های روغن تهیه شده از دانه کلزا و شاهدانه به روش پرس سرد دارای میزان رطوبت بالایی بوده است که با پژوهش حاضر همراستا می باشد(Hojjatiet al., 2020).
یکی دیگر از شاخصهاي تشخیص نوع روغن، ضریب شکست روغن میباشد. ضریب شکست روغن سویا در محدودهي (467/1)بود که در مقایسه با ضریب شکست روغن شاهدانه طبق گزارش موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران 467/1 و یک محدوده است و نشان دهنده ي مقدار بالاي اسیدهاي چرب غیر اشباع روغن میباشد. هرچه میزان غیر اشباع بودن روغن بیشتر باشد، ضریب شکست آن نیز بیشتر خواهد بود..اوما و همکاران (2019) محتوای روغن شاهدانه را 5/30 دردصد گزارش کردند. درصد روغن به عواملی نظیر واریته گیاه، شرایط کشت و رشد گیاه، روش استخراج روغن و نوع حلال مورداستفاده روغن بستگی دارد(Omoaet al., 2019). عشرت آبادیو همکاران(1398)، با بررسی بر روی خواص فیزیکوشیمیایی 10 واریته سویا به این نتیجه رسیدند که وزنمخصوص روغنهـاي اسـتخراج شـدهبين 917/0 و 921/0 متغير بود و اختلاف معنـيداري بـينارقام وجود داشت. نماية شكست با دانسيته، وزن مولكـولي،و تعداد كربن زنجيره اسيدهاي چرب تشكيلدهنـده روغـنارتباط دارد و با افزايش وزن مولكولي و درجـه سيرنـشدگيروغن افزايش مييابد. نمايه شكست روغـنهـاي اسـتخراجشــده از 4718/1 تــا 4725/1 متغيــر بــود (در 25 درجــهسـانتيگـراد) و همگـي در دامنـة اسـتاندارد قـرار داشـتند(Eshratabadiet al., 2019).
جدول 1- مشخصات فیزیکوشیمیایی روغن شاهدانه وروغن سویا
آزمون | شاهدانه | سویا |
ضریب شکست | 1.467 | 1.4672 |
وزن مخصوص | 0.9 | 0.92 |
درصد رطوبت | 1.6375 | 0.0275 |
درصد چربی دانه | 34.5 | 34 |
شکل 1- تأثیر نوع روغن بر روی شاخص رطوبت.
نتایج مربوط به تجزیه واریانس اندیس صابونی روغن شاهدانه و روغن سویا در شکل 2 گزارش‌شده است. نتایج نشانداد که اثر نوع روغن بر روی اندیس صابونی در سطح 5 درصد معنی دار بوده است. شکل 2 نشان داد که اندیس صابونی روغن شاهدانه 9/191و اندیس صابونی روغن سویا 25/190 بوده است.تفاوت در میزان عدد صابونی رابطه قوی با محتوی اسید های چرب روغن ها داراست.مقادیر بالای اسیدا های بلند زنجیر با وزن ملکولی بالا مانند اسید لینولئیک و اولئیک منجر به عدد صابونی کوچکتر در روغن ها می گردد(پورفلاح و همکاران، 1398). نتایج این بررسی حاکی از آن است که با افزایش عدد صابونی زمان مقاومت به اکسیداسیون افزایش می یابد. این نتایج با شمس و فضیلتی (1398)مطابقت دارد(Farhoosh et al., 2017).
شکل 2- تأثیر نوع روغن بر روی اندیس صابونی.
عدد یدی عبارت است از مقدار گرم ید جذب شده توسط اتصالات مضاعف اسید های چرب موجود در 100 گرم روغن است. هر چه درجه غیر اشباعیت در نمونه روغن بالاتر باشد عدد یدی بیشتر خواهد بود. نتایج مربوط به تجزیه واریانس اندیسیدی روغن شاهدانه و روغن سویا در شکل 3 نشان داد اندیس یدی روغن شاهدانه نسبت به اندیس یدی روغن سویا بیشتر بوده به طوری که اندیسیدی روغن شاهدانه 87/136و اندیسیدیروغن سویا 25/130گزارش شد. گلی و همکاران(2019) و ژانگ و همکاران (2019) مقدار عدد یدی را در روغن دانه سویا و کتان که اسید اولئیک بالایی دارند را به ترتیب 142.87و 133.16 گزارش کردند(Mendez et al., 2020).
شکل 3- تأثیر نوع روغن بر روی اندیس یدی
نتایج مربوط به تجزیه واریانس شاخص پایداری اکسایشی روغن شاهدانه و روغن سویا در شکل 4 گزارش‌شده است. نتایج نشان داد که اثر نوع روغن بر روی میزان شاخص پایداری اکسایشیدر سطح 5 درصد معنی داربوده است. به طوری که که میزان شاخص پایداری اکسایشیروغن شاهدانه 695/2 ساعتو میزان شاخص پایداری اکسایشیروغن سویا 250/15 ساعتگزارش شد. مقاومت اکسیداتیو روغن شاهدانه 2.5 و روغن سویا 12 ساعت بود.مطالعات نشان می دهد بالا بودن ترکیبات موثره در روغن های حاصل از دانه های گیاهی مانند آنتی اکسیدان ها دلیل اصلی در پایداری اکسیداتیو روغن ها می باشد(وصولی پور و همکاران،1399). بر اساس شواهد موجود ارتباط مثبتی بین میزان ترکیبات موثره و پایداری روغن های گیاهی وجود دارد از طرفی ترکیبات فنولی که به صورت گسترده در گیاهان یافت می شوند یک فاکتور مهم در پایداری روغن ها می باشند.رضوی مجد و همکاران(1400) نشان دادند استفاده از اسانس در پایداری روغن سویا تاثیر داشته به طوری که سبب افزایش پایداری اکسایشی روغن دانه سویا شده است استفاده از روغن سویا و اسانس گیاه در یک ترکیب سسب بالا رفتن فعالیت آنتی اکسیدانی و قدرت پایداری اکسیداتیو در روغن می شود (رضوی مجد و همکاران، 1400).
شکل 4- تأثیر نوع روغن بر روی شاخص پایداری اکسایشی (OSI).
عدد پراکسید معمولا تحت تاثیر شرایط نگهداری دانه روغنی، شرایط استخراج و نگهداری روغن قرار می گیرد. الدلاین و همکاران (2019) اعلام کردند، نگهداری روغن در دمای اتاق منجر به افزایش عدد پراکسید در نمونه های روغن می شود(Eldline et al., 2019). در استاندارد کدکس میزان پراکسید مجاز برای روغن های خام حداکثر meq/kg 10 در نظر گرفته شده است(3). نتایج مربوط به تجزیه واریانس پراکسید روغن شاهدانه و روغن سویا در شکل 5 گزارش‌شده است. نتایج نشان داد که اثر نوع روغن بر روی پراکسید در سطح 5 درصد معنی دار بوده به طوری که پراکسید روغن شاهدانهmeq/kg 05/1و پراکسید روغن سویاmeq/kg 475/0 بود، علت کاهش میزان عدد پراکسید در تیمار گروه سویا مربوط به محتوای اسید های چرب اشباع بالاتر نسبت به شاهدانه می باشد و همین امر منجر شده دستخوش تغییرات کمتری در میزان عدد پراکسید گردد.ایکستیانا و همکاران(2020) عدد پراکسید روغن دانه شاهدانه راmeq/kg 0.97 گزارش کردند، قراچورلو و همکاران (1399)عدد پراکسید روغن دانه سویا را 1.01meq/kg گزارش کردند و علت پایین بودن عدد پراکسید را کم بودن غیر اشباعیت و شرایط فرایند بر شمردند (Reynhot et al., 2021).
شکل 5- تأثیر نوع روغن براندیس پراکسید
پروفایل اسید های چرب نمونه ی روغن سویا و شاهدانه در جدول 2 آورده شده است. نتایج مقایسه میانگین ترکیب اسیدهای چرب روغن شاهدانه و سویانشان داد، اسید لینولئیک اسید چرب اصلی روغن شاهدانه و روغن سویا که به ترتیب 59/57 و 8/53 گزارش شد و بعد آن اسید اولئیک قرار داشت. مقدار اسیدهای چرب اشباع روغن شاهدانه 9.65 و اسیدهای چرب غیراشباع 90.31 بوده، بیشترین مقداراسید چرب مربوط به اولئیک اسید و کمترین مقدار را هپتادسنوئیک اسید و پالمیتولتیک اسید به خود اختصاص دادند. نسبت اسیدهای چرب اشباع به غیراشباع در روغن‌های شاهدانه و سویا به ترتیب 0.217 و 0.205 بود. در یک مطالعه مشابه رضوی مجد و همکاران (1400) نشان دادند در روغن سویا بیشترین مقدار اسید چرب مربوط به اسید لینولئیک و بعد از آن اسید اولئیک گزارش شد (رضوی مجد و همکاران، 1400).
جدول 2- جدول مقایسه میانگین ترکیب اسیدهای چرب در روغن شاهدانه و روغن سویا(mg/g).
نوع اسید چرب | فرمول ساختاری | نوع روغن | |
روغن شاهدانه | روغن سویا | ||
پالمیتیک اسید | C16:0 | B625/6 | A625/11 |
پالمیتولئیک اسید | C16:1 | A13/0 | B0910/0 |
هپتادکانوئیک اسید | C17:0 | A13/0 | B1/0 |
مارگاریک اسید | C17:1 | A16/0 | B1115/0 |
استئاریک اسید | C18:0 | B580/2 | A425/4 |
اولئیک اسید | C18:1 | B16/17 | A4/22 |
لینولئیک اسید | C18:2 | A59/57 | B800/53 |
لینولینیک اسید | C18:3 | A310/15 | B817/6 |
آراشیدونیک اسید | C20:0 | B31/0 | A6/0 |
اسیدهای چرب اشباع (SFA) | - | A66/19 | B17/17 |
اسیدهای چرب تک و چند غیراشباع (MUFA-PUFA) | - | A340/90 | B350/83 |
اسیدهای چرب سیس | - | A31/90 | B28/83 |
سایر | - | B0.1 | A15/0 |
حروف بزرگ در هر ردیف نشاندهنده اختلاف آماری در سطح 5 درصد است.
4- نتیجه گیری
همان طور که بیان گردید، روغن های خوراکی جزء جدانشدنی از برنامه غذایی انسان می باشدومعمولا یا به صورت مستقیم و خالص یا جزئی از ساختار غذا مورد مصرف قرار می گیرد.از این رو بررسی خواص فیزیکوشیمیایی و زمان پایداری روغن نسبت به اکسیداسیون با در نظر گرفتن ترکیبات تسید چرب از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به نتایج حاصل میزان تغییرات فیزیکوشیمیایی در روغن سویا در مقایسه با روغن شاهدانه جهت مصارف پخت و پز دارای کیفیت بهتری بوده ضریب شکست و میزان درصد چربی در هر دو روغن یکسان وپایداری اکسایشی روغن سویا بالاتر از شاهدانه بود، در بررسی پروفایل اسید های چرب میزان ترکیبات غالب در روغن سویا و شاهدانه اسید لینولئیک واسید اولئیک و اسید های چرب غیر اشباع گزارش گردید.
5- سپاسگزاری
لازم می دانــيم ازهمكــاري صــميمانه همكــاران محتــرم در آزمايشكاه شرکت روغن فرایند کاشمر بـراي كمـك در انجـام آزمايـشات، مـسئولين محتـرم شرکت قدردانی نماییم.
6- منابع
· الهــامی راد، ا. ح. و یــاورمنش، م. 1398 .مبـانی ســینتیک واکنش ها در مـواد غـذایی. انتشـارات بیهـق سـبزوار، تعـداد صفحات: 256.
· پورفلاح، ز.، الهامی راد، ا. ح.، مشکانی، س. م.، نهاردانی، م.، و محمدي، م. 1398 .بررسی پارامترهاي سینتیک اکسیداسیون روغن سویا تحت تاثیر غلظتهاي مختلف اسید گالیک. نشریه پژوهش هاي صنایع غذایی. جلد 22 ،شماره 4، 373-382.
· رضوی مجد م, بلوچ‌نژاد مجرد ت ا, روغنی‌دهکردی ف. (1400). اثر هیپولیپیدمیک عصاره آبی برگ شنبلیله در موش صحرایی دیابتی. مجله ی غدد درون‌ریز و متابولیسم ایران، دو ماهنامه پژوهشی مرکز تحقیقات غدد درون‌ریز و متابولیسم،, 7(2), 167-171.
· فاطمی، ح. 1394 .شیمی مواد غـذایی. انتشـارات شـرکت سهامی انتشار، چاپ پنجم، تعداد صفحات: 480 .
· موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایـران 1395 .چربـی شیر- اندازه گیري ترکیب اسیدهاي چرب با اسـتفاده از روش هاي کروماتوگرافی گازي-روش آزمون. استاندارد ملی ایـران، شماره 8819 ،چاپ اول.
· Adryu, A. Erhan, S. Z. Liu, Z. S. And Perez, J. M. 2019. Oxidation Kinetic Studies Of Oils Derived From Unmodified And Genetically Modified Vegetables Using Pressurized Differential Scanning Calorimetry And Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. Thermo chemical Act. 364: 87–97.
· AOAC. 2015. Oficial Methods OfAnayes. 14th ed, Association Of Official Analytical Chemists: Washington DC, USA.
· Deman, J. M. Tie, F. And Deman, L. 2020. Formation Of Short Chain Volatile Organic Acids In The Automated AOM Method. Journal Of American Oil Chemistry Society, 64: 993–996.
· Farhoosh, R. 2007. The Effect Of Operational Parameters Of The Rancimat Method On The Determination Of The Oxidative Measures And Shelf-Life Predication Of Soybean Oil. Journal Of American Oil Chemistry Society, 84: 205-209.
· Vosouli poor, R. Niazmand, R. Rezaei, M. And Sarabi, M. 2021. Kinetic Parameter Determination Of Vegetable Oil Oxidation Under Rancimat Test Conditions. Europe Journal Of Lipid Science Technology, 110: 587-592.
· Farhoosh, R. Einafshar, S. And Sharayei, P. 2018. The Effect Of Commercial Refining Steps On The Rancidity Measures Of Soybean And Canola Oils. Food Chemistry, 115: 933-938.
· Gordon, M. H. And Mursi, E. A. 2017. Comparison Of Oil Stability Based On TheMetrohmrancimat With Storage At 20°C. Journal Of American Oil Chemistry Society, 71: 649-651.
· Hasenhuettl, G. L. And Wan, P. J. 2019. Temperature Effects On The Determination Of Oxidative Stability With The MetrohmRancimat. Journal Of American Oil Chemistry Society, 69: 525–527.
· Hojjati, B. Ratusz, K. Kowalska, D. And Bekas, W. 2020. Determination Of The Oxidative Stability Of Vegetable Oils By Differential Scanning Calorimetry And Rancimat Measurements. Europe Journal Of Lipid Science Technology, 106: 165–169.
· Kowalski, B. Gruczynska, E. And Maciaszek, K. 2010. Kinetics Of Rapeseed Oil Oxidation By Pressure Differential Scanning Calorimetry Measurements. Europe Journal Of Lipid Science Technology, 337–341.
· Mendez, E. Sanhueza, J. Speisky, H. And Valenzuela, A. 2011. Validation Of The Rancimat Test For The Assessment Of The Relative Stability Of Fish Oils. Journal Of American Oil Chemistry Society, 73: 1033–1037.
· Omoa, C.V., Frouts, P., Latres, J.L. &Frouts, G. 2019. Invitro study of mixed controlled of bread baked indifferent ovens. Food Science and Nutrition, 18: 2163-2173.
· Reynhout, G. 2021. The Effect Of Temperature On The Induction Time Of Stabilized Oil. Journal Of American Oil Chemistry Society, 68: 983-984.
· Tavn, F., and Zhong, Y. 2021. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, Sixth Edition, PP:357-385.
· Tan, C. P. Che Man, Y. B. Selamat, J. And Yusoff, M. S. A. 2010. Application OfArrhenious Kinetics To Evaluate Oxidative Stability In Vegetable Oils By Isothermal Differential Scanning Calorimetry. Journal Of American Oil Chemistry Society, 78: 1133–1138.
Investigating the composition of fatty acids in refined hemp and soybean oil and comparing their oxidative stability and physicochemical properties
Abstract
Due to prolonged exposure to high temperatures, storage and the presence of oxygen in the environment, oils undergo quality changes, especially oxidation. Hemp and soy are among the few plants that contain omega-3 and omega-6 fatty acids. In this research, the refined oil of both seeds was prepared, and the percentage of fat, moisture, and the refractive index of the refined oil of hemp and soybeans were performed as physical tests, and the peroxide, iodine, and soap index and oxidative stability were performed as chemical tests.Then, the components of each of them were identified and quantified by gas chromatography-mass spectrometer. According to the results, the refractive index (1.46) and the fat percentage (34) of both hemp and soybean oil have statistically significant differences. It did not have any and was the same (P<0.05). The highest amount of moisture in hemp oil was 1.63%, the amount of soap index was 191.9, iodine index was 136.87, and peroxide was 1.05 in hemp oil, more than soybean oil, and the oxidative stability of hemp oil was 12.695 hours and The index of oxidative stability of soybean oil was 15.250 hours, and the oxidative resistance of soybean oil was higher.The main compounds in soybean oil were palmitic acid (11.6), oleic acid (22.4) and linoleic acid (53.8) and in hemp oil oleic acid (17.16), linoleic acid (57.59) and linoleic acid (15.3). Soybean oil has a higher percentage of acceptability than hemp oil in the review of available factors.
Keywords: chromatography, oxidative stability, soybean oil, hemp oil, physicochemical properties
[1] (GC-MS)