اثر آنتی اکسیدانی عصاره سبوس برنج در پایدار سازی روغن آفتابگردان word

عنوان :

اثر آنتی اکسیدانی عصاره سبوس برنج در پایدار سازی روغن آفتابگردان

فهرست مطالب

عنوان صفحه

چکیده أ‌

فصل اول: مقدمه2

1- مقدمه3

1-2- روغن آفتابگردان4

1-3- بیان مسأله5

1-4- فرضیه ها5

1-5- اهداف تحقیق6

1-6- هدف کاربردی6

فصل دوم:بررسی منابع7

2- بررسی منابع8

2-1- برنج8

2-1-1- مشخصات گیاهشناسی برنج9

2-1-2- خواص سبوس برنج10

2-1-3- روغن سبوس برنج11

2-1-3-1- خواص درمانی11

2-1-4- خصوصیات و ترکیبات روغن سبوس برنج12

2-2- آفتابگردان13

2-2-1- ترکیب روغن آفتابگردان معمولی14

2-2-1-1- سایر ترکیبات مهم روغن آفتابگردان14

2-2-2- وضعیت تولید و مصرف15

2-2-3- خصوصیات گیاهشناسی15

2-2-4- خصوصیات شیمیایی روغن آفتابگردان معمولی18

2-2-5- خصوصیات فیزیکی روغن آفتابگردان معمولی18

2-3- آنتی اکسیدانها19

2-3-1- مکانیسم عمل آنتیاکسیدانها20

2-3-2- طبقه بندی آنتیاکسیدانها20

2-3-2-1- آنتیاکسیدانهای اولیه یا زنجیر شکن21

2-3-2-2- آنتیاکسیدانهای ثانویه یا ممانعت کننده21

2-3-2-3-آنتیاکسیدانهای سینرژیستی و آنتاگونیستها22

2-3-2-4- آنتیاکسیدانهای گیاهی22

2-3-2-4-1- توکوفرولها22

2-3-2-4-2- کاروتنوئیدها23

2-3-2-4-3- اسیدهای فنلی23

2-3-2-4-4- فلاونوئیدها23

2-3-2-4-5- ترپنوئیدها24

2-3-2-4-6- اسید اسکوربیک24

2-3-2-4-7- سزامول24

2-3-2-4-8- سایر آنتیاکسیدانهای طبیعی25

2-3-2-5- آنتیاکسیدانهای سنتزی25

فصل سوم:مواد و روش ها30

3-1- تهیه عصاره سبوس برنج31

3-2- محاسبه شاخص اکسایش پذیری31

3-3- عدد یدی31

3-4- اندازهگیری ترکیبات توکوفرول31

3-4-1- ترسیم منحنی کالیبراسیون31

3-5- اندازهگیری ترکیبات فنولی33

3-5-1- ترسیم منحنی کالیبراسیون33

3-6- اندازهگیری عدد پراکسید34

3-6-1- ترسیم منحنی کالیبراسیون34

3-6-2-تهیه محلول استاندارد آهن III35

3-6-3- تهیه محلول تیوسیانات آمونیوم35

3-6-4- تهیه محلول آهن II35

3-6-5- اندازه گیری عدد پر اکسید نمونه روغن36

3-8- اندازهگیری مقدار کل ترکیبات قطبی36

3-8-1- آمادهسازی سیلیکاژل36

3-8-2- اندازهگیری مقدار کل ترکیبات قطبی37

3-8-2-1- پر کردن ستون کروماتوگرافی37

3-8-2-2- تهیه و آمادهسازی نمونه و حلال جداسازی37

3-8-2-3- عملیات کروماتوگرافی و محاسبه درصد ترکیبات قطبی کل37

3-10- اندازهگیری عدد کربونیل38

3-10-1- خالص سازی حلال38

3-10-2- محاسبه میزان ترکیبات کربونیل38

3-11- شاخص پایداری اکسایشی39

3-12- تجزیه و تحلیل آماری39

فصل چهارم:نتایج و بحث40

4- نتايج و بحث41

4-1- مشخصات روغن آفتابگردان41

4-2- مشخصات عصاره سبوس برنج‏42

4-3- تغییرات کیفی روغن آفتابگردان طی 60 روز نگهداری در دمای 30 درجه سانتیگراد42

4-3-1- رنگ روغن آفتابگردان42

4-3-2- تغییرات عدد اسیدی روغن آفتابگردان43

4-3-3- تغییرات پایداری اکسایشی روغن آفتابگردان44

4-3-4- تغییرات عدد پراکسید روغن آفتابگردان45

4-4- تغییرات کیفی روغن آفتابگردان طی 24 ساعت حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتی گراد (شرایط اکسیداسیون تسریع یافته)47

4-4-1- تغییرات رنگ روغن آفتابگردان در حین حرارت دهی47

4-4-2- پایداری اکسایشی روغن آفتابگردان در حین حرارت دهی48

4-4-3- تغییرات ترکیبات قطبی روغن آفتابگردان در حین حرارت دهی49

4-4-4- تغییرات عدد اسیدی روغن آفتابگردان در حین حرارت دهی50

4-4-5- تغییرات عدد دی ان مزدوج روغن آفتابگردان در حین حرارت دهی51

4-4-6- تغییرات عدد عدد کربونیل روغن آفتابگردان در حین حرارت دهی52

فصل پنجم:نتیجه گیری و پیشنهادات54

5-1- نتیجه گیری55

5-2- پیشنهادات پژوهشی55

فصل ششم:منابع57

منابع58

 

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول 2-1- تولید برنج کشور (میلیون تن)8

جدول4-1- مشخصات روغن آفتابگردان41

جدول 4-2- مشخصات عصاره مورد استفاده42

 

فهرست تصاویر

عنوان صفحه

شکل 2-1- ساختمان بتا کاروتن23

شکل 2-2- شکل ساختاری TBHQ25

شکل 2-3- شکل ساختاری BHA و BHT26

نمودار 3-1- منحنی کالیبراسیون میزان آلفا توکوفرول در برابر میزان جذب خوانده شده در طول موج 520 نانومتر32

نمودار 3-3- منحنی کالیبراسیون غلظت آهن IIIدر برابر جذب خوانده شده در طول موج 500 نانومتر35

شکل 4-1- تغییرات رنگ نمونههای روغن مورد مطالعه طی 60 روز نگهداری در دمای 30 درجه سانتی گراد43

شکل 4-2- تغییرات عدد اسیدی نمونه های روغن مورد مطالعه طی 60 روز نگهداری در دمای 30 درجه سانتی گراد44

شکل 4-3- تغییرات پایداری اکسایشی نمونه های روغن مورد مطالعه طی 60 روز نگهداری در دمای 30 درجه سانتیگراد45

شکل 4-4- تغییرات عدد پراکسید نمونه های روغن مورد مطالعه طی 60 روز نگهداری در دمای 30 درجه سانتی گراد46

شکل 4-5- تغییرات رنگ نمونه های روغن مورد مطالعه طی 24 ساعت حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتیگراد47

شکل 4-6- تغییرات پایداری اکسایشی نمونه های روغن مورد مطالعه طی 24 ساعت حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتی گراد48

شکل 4-7- تغییرات ترکیبات قطبی نمونه های روغن مورد مطالعه طی 24 ساعت حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتی گراد49

شکل 4-8- تغییرات عدد اسیدی نمونه های روغن مورد مطالعه طی 24 ساعت نگهداری در دمای 180 درجه سانتی گراد51

شکل 4-9- تغییرات عدد دی ان مزدوج نمونه های روغن مورد مطالعه طی 24 ساعت نگهداری در دمای 180 درجه سانتی گراد52

شکل 4-10- تغییرات عدد کربونیل نمونه های روغن مورد مطالعه طی 24 ساعت نگهداری در دمای 180 درجه سانتیگراد53

 

چکیده :

اکسیداسیون روغن ها علاوه بر تغییر ویژگی های ارگانولپتیکی ماده غذایی ، ارزش غذایی و عمر نگهداری روغن ها را کاهش می دهد و به دلیل تولید ترکیبات نامطلوب در روغن برای سلامتی مصرف کنندگان تاثیر سوئی دارند. برای جلوگیری از اکسیداسیون روش های متعددی وجود دارد که یکی از این موارد افزودن موادی به نامآنتی اکسیدان است. امروزه از آنتی اکسیدان های سنتزی همچون TBHQ ،BHT ،BHA واسترهای گالات به همین منظور استفاده می شود، اما با توجه به اینکه آنتی اکسیدان های سنتزی اثرات نامطلوبی همچون اثر جهش زایی و سرطان در بدن انسان دارند ، به تدریج از لیست آنتی اکسیدان های مصرفی حذف می شوند، لذا تهیه و تولید آنتی اکسیدان های طبیعی به عنوان جانشین ضروری می باشد. در این تحقیق ابتدا عصاره گیری از سبوس برنج انجام گرفته و ترکیبات فنولیک و توکوفرولی موجود در عصاره تعیین گردیده و سپس عصاره در دو غلظت 400 PPM و 800 PPM به نمونه روغن آفتابگردان بدون آنتی اکسیدان اضافه شده و سپس نمونه های روغن آفتابگردان فرموله شده با این آنتی اکسیدان طبیعی تحت شرایط دمایی 30 درجه سانتی گراد طی 60 روز ذخیره سازی از نظر پایداری اکسایشی توسط پارامتر های عدد پراکسید ، شاخص پایداری اکسایشی ، عدد اسیدی و شاخص رنگ در دمای ذخیره سازی در زمان های 0،15،30،45،60 با نمونه روغن آفتاب گردان حاوی 100 PPM آنتی اکسیدان سنتتیک TBHQمورد مقایسه قرار گرفتند که نتایج نشان داد غلظت 800 PPM عصاره سبوس برنج در پایدارسازی روغن آفتاب گردان طی مدت زمان نگهداری موثرتر از TBHQ و غلظت 400 PPM عصاره سبوس برنج عمل نموده است که به دلیل مقادیر بالاتر ترکیبات فنولیک و توکوفرولهای موجود درغلظت 800PPM عصاره نسبت به غلظت های کمتر عصاره می باشد. در مرحله بعد روغن آفتابگردان حاوی 800PPM عصاره با نمونه روغن حاوی 100 PPM آنتی اکسیدان سنتتیک TBHQ تحت شرایط دمایی ثابت 180 درجه سانتی گراد به مدت 24 ساعت حرارت داده شدند و در فواصل زمانی 4 ساعت (0،4،8،12،16،24)از نظر پارامتر های پایداری حرارتی ( عدد اسیدی ، عدد کنژوگه ، شاخص پایداری اکسایشی ، شاخص رنگی ، عدد کربونیل و مقدار کل ترکیبات قطبی ) مورد مقایسه قرار گرفتند که نتایج نشان داد که عصاره سبوس برنج با غلظت 800PPM نسبت بهآنتی اکسیدان سنتتیک TBHQ جهت پایداری اکسایشی موثرتر عمل نموده است.

بدین ترتیب می توان سبوس برنج را به عنوان منبع مناسبی برای آنتی اکسیدان های طبیعی معرفی نمود و این اثر را ناشی از ترکیبات توکوفرولی و فنولی موجود در آن دانست.

کلمات کلیدی : عصاره سبوس برنج ، روغن آفتابگردان ، پایداری اکسایشی ، ترکیبات آنتی اکسیدان.

فصل اول

1- مقدمه

امروزه روغن­های گیاهی به دلیل آثار مفیدی چون کاهش کلسترول خون بیشتر مورد توجه قرار گرفته و به صورت های مختلفی نظیر روغن های سالادی، پخت و پز و سرخ کردنی به رژیم غذایی افراد راه پیدا می­کنند (ماتالگیتو و الخلیفه، 1998). با توجه به تنوع زیاد منابع روغن­های گیاهی، صرفا روغن­های سویا، نخل، کلزا و آفتابگردان به ترتیب6/31، 5/30، 5/15 و 6/8 میلیون تن از مصرف جهانی را به خود اختصاص می دهند.(استیونسون و همکاران، 2007). روشن است که منابع مزبور پاسخگوی تقاضای روز افزون روغن­های گیاهی برای مصارف خانگی و صنعتی نخواهد بود. از این رو، نیاز به کشف و توسعه منابع جدید روغن­های خوراکی همواره احساس می­گردد. روغن­های خوراکی مختلف حائز درجه سیر ناشدگی و ساختار اسید چربی متفاوتی بوده، کیفیت و کمیت ترکیبات غیر تری گلیسریدی آنها با هم متفاوت است. تفاوتهای ساختاری به نوبه خود به تفاوت در ویژگی های فیزیکوشیمیایی و پایداری اکسایشی آنها منجر می­گردد.(کمال الدین، 2006). پایداری حرارتی از جمله مهمترین ویژگی های روغن­های خوراکی در خصوص مصرف و کاربرد آنها در مواد غذایی و سایر فرآورده های تجاری است. (پارکر و همکاران، 2003). بر خلاف روغن­های حیوانی که عمدتا اشباع هستند و براحتی با اکسیژن وارد واکنش نمی­شوند، روغن­های گیاهی کمتر اشباعند و حساسیت بیشتری نسبت به واکنشهای اکسایشی از خود نشان می­دهند (ماتالگیتو و الخلیفه، 1998).

اکسیداسیون چربی ها یکی از اصلی ترین عوامل فساد مواد غذایی و تخریب رنگ، طعم، بافت، ارزش تغذیه ای و افزایش خطر سلامتی و ضایعات اقتصادی است.( هالی ول ،گوتریدج، 1999)

مطالعات نشان می دهد که دلیل محافظت آنتی اکسیدان ها از چربی ها احتمالا به خاطر توانایی این ترکیبات در گیرندگی رادیکال های آزاد است. در حقیقت آنتی اکسیدان ها به وسیله واکنش با رادیکال های آزاد قبل از آنکه آنها با اسیدهای چرب واکنش دهند یا به وسیله واکنش دادن با فلزات از اکسیداسیون ممانعت می کنند .(چنگ و همکاران،2003)

به دلایل ذکر شده بیش از 50 سال است که آنتی اکسیدان های سنتزی برای حفظ مواد غذایی بخصوص روغن ها و چربی ها در برابر اکسایش استفاده می شوند.(ایروندی و همکاران،2000)رایج­ترین آنتی اکسیدان­های مورد استفاده در صنایع غذایی BHA (بوتیلید هیدروکسی آنیزول)، BHT (بوتیلید هیدروکسی تولوئن) و TBHQ(ترشیو بوتیل هیدروکینون) می باشند.(ایتو،فوکوشیماو همکاران،2000).این ترکیبات ارزان قیمت بوده و به خوبی در روغن حل می شوند و مدت زمان نگهداری مواد غذایی را افزایش می دهند.اما استفاده از این آنتی اکسیدان های سنتزی بدلیل سمیت آنها و گزارشاتی مبنی بر سرطان زایی و اثر بر فعالیت های آنزیمی کبد محدود شده است (مهدوی،دشپنده،1995)

همچنین این آنتی اکسیدان ها ممکن است باعث ایجاد تومور و پیشرفت فعالیت های تومورهای بدن شوند (بوتروک و همکاران،2000). بنابر این در سال های اخیر تلاش برای شناخت آنتی اکسیدان های طبیعی با منشا گیاهی افزایش یافته است.(زینول و همکاران،2003).آنتی اکسیدان های طبیعی علاوه بر داشتن خصوصیات آنتی اکسیدانی می­توانند در کاهش سرطان ها، بیماری های قلبی و سایر مشکلات حادی که با پیری در ارتباط هستند تاثیر داشته باشند.(هنری و همکاران،2000)

 

1-2- روغن آفتابگردان

روغن آفتابگردان یکی از سالم­ترین روغن­های نباتی بوده و از نظر کاربرد علمی نیز برای مصارف متعدد مناسب است. برای استفاده در سس­های سالاد، محصولات نانوایی، طباخی و سرخ کردن است. نقطه دود روغن در حدود 232/2 درجه سانتی­گراد بوده (بالاتر از سایر روغنهای مشابه) و این یکی از محاسن این روغن برای کاربرد در سرخ کردن مواد غذایی است (مالک، 1379).

روغن آفتابگردان اسیدهای چرب ضروری بدن را فراهم می­کند که پیش ماده هورمون­های مهم از جمله پروستاگلاندین­ها می­باشد و همچنین در کنترل بسیاری از عوامل فیزولوژیکی مانند فشار خون، سطح کلسترول و دستگاه تناسلی نقش دارد.(والسیویک و همکاران، 1997).

رنگ روغن آن زرد روشن و دارای ویتامین­های متعدد و ارزش غذایی فراوان است (اداره کل آمار و اطلاعات وزارت کشاورزی1376.( روغن آفتابگردان بعلت رنگ روشن، طعم شیرین، نقطه دود بالا، پایداری و فقدان بوی نامطبوع از بهترین روغن­ها جهت تهیه مارگارین محسوب می­شود و در آشپزی روغن مناسبی است.) خواجه پور 1373 ، کوچکی 1368)

در روغن آفتابگردان حدود 15 درصد اسیدهای چرب اشباع شده و 85 درصد غیر اشباع هستند. اسیدهای چرب غیراشباع آن شامل اسیدهای چرب دارای یک پیوند غیراشباع (اولئیک) است که هر دو برای سلامتی مفید و در کاهش مقدار کلسترول خون موثرند. چون مقدار اسید لینولنیک (سه اتصال دو گانه) موجود در روغن آفتابگردان کم و در حدود 5/0 درصد است این روغن در مقایسه با روغن های دارای اسید لینولنیک زیاد نظیر سویا، عمر نگهداری بیشتری داشته و برای بهبود پایداری نیازی به هیدروژناسیون قسمتی روغن نبوده، ولی برای تهیه محصولاتی نظیر مارگارین و شورتنینگ (روغن نباتی جامد هیدروژنه) روغن تا حد مورد نیاز هیدروژنه می­شود (مالک، 1379).

بزرگترین کشورهای تولید کننده آفتابگردان در دنیا به ترتیب آرژانتین، روسیه، اکراین، فرانسه، آمریکا و هندوستان هستند (اداره کل آمار و اطلاعات وزارت کشاورزی1376). بیشترین سطح زیر کشت مربوط به روسیه با 4127 هزار هکتار و کمترین 1000 هکتار مربوط به مکزیک می­باشد.

بالاترین میزان عملکرد مربوط به کشور ایتالیا با 2478 کیلوگرم در هکتار و بیشترین مجموع تولید آرژانتین با 5520 هزار تن گزارش شده است.

 

1-3- بیان مسأله

اکسیداسیون روغن­ها علاوه بر تغییر ویژگی­های ارگانولپتیکی ماده غذایی، ارزش غذایی و عمر نگهداری روغن­ها را کاهش می­دهد و به دلیل تولید ترکیبات نامطلوب در روغن برای سلامتی مصرف­کنندگان تاثیر سوئی دارند. از این­رو پایدارسازی روغن­ها تحت شرایط حرارتی و ذخیره­سازی اجتناب ناپذیر است (آدم و همکاران ،2002).روش­های مختلفی برای پایدارسازی روغن کاربرد دارد که یکی از مهم­ترین روش­ها استفاده از آنتی­اکسیدان­ها است. علیرغم این­که آنتی­اکسیدان­های سنتتیک طی فرآیند‏ های حرارتی و شرایط ذخیره­سازی موثر عمل می­کنند اما استفاده نمودن از این آنتی­اکسیدان­ها از جهت امنیت مواد غذایی و سمی بودن بحث برانگیز است.

قوی­ترین آنتی­اکسیدان سنتتیک TBHQ در ژاپن، کانادا و اروپا اجازه مصرف ندارد و BHA نیز از لیست ترکیبات GRAS حذف شده است، بنابراین تحقیق برای آنتی­اکسیدان­های طبیعی به عنوان جایگزینی برای آنتی­اکسیدان­های مصنوعی از اهمیت ویژه­ای برخوردار می­باشد. (آگویلار گارسیا و همکاران، 2007)

از این­رو در این تحقیق منابع طبیعی آنتی­اکسیدانی نسبتا فراوان و ارزان و قابل دسترس از جمله عصاره سبوس برنج به روغن آفتابگردان که یکی از مهم­ترین منابع روغن گیاهی می­باشد و حدود 85 در صد از اسیدهای چرب آن از نوع غیر اشباع (عمدتا اسید لینولئیک) می­باشد، جهت پایداری اضافه می­شود و اثرات پایدارسازی آن در شرایط ذخیره­سازی نسبت به روغن آفتابگردان حاوی آنتی­اکسیدان سنتتیک (TBHQ) مقایسه خواهد شد.

1-4- فرضیه­ها

1-سطوح مختلف غلظت عصاره سبوس برنج، پایداری اکسیداتیو مختلفی را در روغن ایجاد می­کنند.

2-اثر آنتی­اکسیدانی عصاره سبوس برنج در پایدارسازی اکسیداتیو روغن آفتابگردان قابل توجه است.

3-مقادیر کل ترکیبات فنولیک و توکوفرول­ها در عصاره سبوس برنج بالا است.

1-5- اهداف تحقیق

با توجه به مشخص شدن اثرات سوء آنتی­اکسیدان­های سنتتیک که اثرات سمی بر مصرف­کنندگان دارد و فعالیت آنزیم­های کبدی را مختل می­نماید و منجر به ایجاد انواع سرطان­ها می­گردد و در دنیا کاربرد آن­ها در حال محدود شدن است لذا شناسایی آنتی­اکسیدان­ها از منابع قابل دسترس و ارزان و تعیین اثرات پایدارسازی آن­ها بر روی روغن­ها تحت شرایط مختلف جزء مهم اهداف این تحقیق می­باشد. در پایان این تحقیق، بهترین غلظت عصاره سبوس برنج تحت شرایط مختلف ذخیره­سازی و حرارتی معرفی می­گردد.

1-6- هدف کاربردی

- صنایع روغن و چربي­هاي خوراكي

- كليه واحدهايي كه از روغن­هاي نباتي بخصوص براي انجام فرآیند‏‏ حرارتي مواد غذايي استفاده مي­كنند.