محتوای چربی جامد (SFC[1]) و نقطه ذوب، پارامترهای مناسبی در ارتباط با خصوصیات فیزیکی چربی­ها می­باشند (زینال، 1999). SFC به صورت درصد اجزاء جامد چربی­ها در دماهای مشخص تعریف می­شود و تعیین کننده رفتار ذوبی و پلاستیسیته آنها می­باشد. این خصوصیت تأثیر بسزایی بر کاربرد ویژه­ی محصول از جمله ظاهر عمومی، بسته بندی آسان، مالش پذیری، تراوش روغن و خصوصیات ارگانولپتیکی دارد (نورلیدا و همکاران، 2002).

به طور کلی محتوای چربی جامد از دمایی که در آن نگهداشته می­شود، نوع چربی یا روغن (شامل اسید چرب، تری آسیل گلیسرول (TAG)) و ساختار کریستالی تأثیر می­پذیرد (تلس دوس سنتوس و همکاران، 2013). تغییرات SFC در نتیجه انجام واکنش­های فیزیکی (هیدروژناسیون[2] و جزء به جزء کردن[3]) و شیمیایی روغن­ها (اینتراستریفیکاسیون[4]) حاصل می­شود که منجر به تغییر نقطه ذوب چربی­ها می­گردد (کارابولوت و همکاران، 2004).

اینتراستریفیکاسیون، مهمترین روش اصلاح خصوصیات فیزیکوشیمیایی[5] چربی­ها است که موجب تغییر ساختار تری آسیل گلیسرول، محتوای چربی جامد، نقطه ذوب و رفتار کریستالیزاسیون یا تبلور محصول می­گردد. نظارت بر روند واکنش جهت حصول محصولات مختلف چربی، اغلب بوسیله آنالیزهای TAG، اندازه گیری نقطه ذوب و SFC صورت می­گیرد ( ژانگ و همکاران، 2004؛ روسو و مارانگنی، 2008 و ریبیرو و همکاران، a2009). بر این اساس مقادیر SFC و نقطه ذوب، می­توانند با ارزش­ترین داده­ها در تعیین خصوصیات چربی­ها ­باشند.

 SFC توسط دستگاه رزونانس مغناطیسی هسته ای متناوب (pNMR[6]) اندازه گیری می­شود که به دلیل قابل دسترس نبودن چنین دستگاه­های پیشرفته­ای در همه آزمایشگاه­های آنالیز مواد غذایی محدودیت­هایی در اندازه گیری آن ایجاد شده است (فرمانی، 1393). همچنین اندازه گیری نقطه ذوب چربی­ها با روش­های آزمایشگاهی AOCS، همواره زمانبر است. بنابراین توصیف مدل­هایی که بتواند مقادیر SFC و نقطه ذوب را جهت تولید محصولات عملگر و مطلوب قبل از انجام هر گونه آزمایش و آنالیزهای دستگاهی پیش بینی کند، منطقی به نظر می­رسد.

 تحقیق حاضر با استفاده از داده­های بدست آمده از اینتراستریفیکاسیون آنزیمی مخلوط دوتایی پالم اولئین کاملاً هیدروژنه  (FHPO[7]) و روغن سویا (SBO[8]) علاوه بر بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی محصولات اینتراستریفیه شده به مطالعه روابط ریاضی بین SFC و خصوصیات مستقلی چون ساختار اسید چرب و دماهایی که SFC در آن اندازه گیری می­شود، پرداخته است. همچنین در این پژوهش روابط بین نقطه ذوب لغزشی (SMP [9]) محصولات اینتراستریفیه شده و ساختار اسید چرب بررسی شده است. به طور کلی بهره گیری از چنین مدل­هایی، استفاده از مواد واکنش دهنده، زمان و هزینه انجام واکنش را کاهش داده و در توسعه فرمولاسیون جدید چربی­ها مفید واقع شوند.

2-1- کلیات تحقیق

1-2-1- کلیات تحقیقات تجربی

روغن­ها و چربی­های طبیعی، دارای الگوی توزیع اسید چرب خاصی در مولکول­های تری آسیل گلیسرول خود هستند. این الگوی توزیع اسید چرب موجب محدودیت دامنه کاربرد آنها شده است (نُرآینی، 1994). به منظور گسترش استفاده از آنها، فرآیندهای فیزیکی نظیر جزء به جزء کردن و فرآیندهای شیمیایی نظیر هیدروژناسیون و اینتراستریفیکاسیون و یا ترکیبی از آنها به کار گرفته می­شود (رِی و باتاکاریا، 1996).  طی فرآیند هیدروژناسیون، با اضافه شدن هیدروژن به پیوندهای دوگانه اسیدهای چرب غیر اشباع، نسبت­های مختلفی از اسیدهای چرب با درجه غیر اشباع پایین­تر و یا اسیدهای چرب اشباع شده و ایزومرهای هندسی[1] (ترانس) [2]به وجود می­آیند (فرمانی، 1384).

نگرانی­های موجود در خصوص اثرات نامطلوب اسیدهای چرب ترانس باعث افزایش توجه محققان و صاحبان صنعت به شیوه­های جایگزین هیدروژناسیون نسبی نظیر 1- اصلاح تکنولوژی هیدروژناسیون 2- کاربرد اینتراستریفیکاسیون 3- کاربرد فراکسیون­هایی با مواد جامد بالا

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

 از روغن­های طبیعی 4- استفاده از روغن­های اصلاح نژاد شده[3]، گردیده است (خاتون و ردی، 2005). کاربردی­ترین و مؤثرترین روش جایگزین هیدروژناسیون، اینتر استریفیکاسیون یا استری کردن داخلی تری آسیل گلیسرول­ها می­باشد (فرمانی، 1384).

در هیدروژناسیون کامل با افزایش درجه هیدروژناسیون، با وجود کاهش محتوای اسیدهای چرب ترانس، کاهش مالش پذیری محصول و یا کاهش ذوب پذیری چربی در دهان دیده می­شود. علاوه بر این، خطرات ناشی از افزایش میزان اسیدهای چرب اشباع به دلیل افزایش میزان کلسترول تام، هم وجود دارد (خاتون و ردی، 2005). همچنین در هیدروژناسیون نسبی، علیرغم حصول خصوصیات مالش پذیری مطلوب در محصول، محتوای اسیدهای چرب ترانس افزایش می­یابد.

جزء به جزء کردن، فرآیندی جهت تفکیک جزء جامد روغن از جزء مایع می­باشد. این روش کمتر به صورت یک فرآیند مستقل به کار می­رود و بیشتر به صورت قسمتی از فرآیندهای پیچیده عمل می­کند. با وجود کاربرد بالای جزء به جزء کردن، این روش، برخلاف اینتراستریفیکاسیون، نمی­تواند خصوصیات فیزیکی روغن یا چربی را تغییر دهد (ابراهیمی و فرمانی، 1391).

روغن­های اصلاح نژاد شده به طور کلی شامل سه گروه 1- روغن با محتوای بالای اسید اولئیک 2- روغن با محتوای متوسط اسید لینولئیک 3- روغن با محتوای کم لینولنیک اسید می­باشند. این روش اصلاحی به دلیل گران بودن و همچنین تولید روغن­هایی با محتوای بالای اسید اولئیک که در دمای اتاق مایع اند، کاربرد کمتری نسبت به سایر روش­ها دارد (هایومن، 1994).

 در سال­های اخیر، كشورهای پیشرفته صنعتی، با توجه به آثار نامطلوب اسیدهای چرب ترانس حاصل از هیدروژناسیون نسبی که باعث بروز بیماریهای قلبی عروقی، اختلال در رشد و تکامل جنین، افزایش کلسترول  [4]LDL،کاهش کلسترول HDL[5]و کاهش تشکیل پروستاگلاندین­ها[6] می­شوند، اقدام به تولید چربی­های تجاری بدون ترانس که عمدتاً از طریق فرایند استری كردن انجام می­شود، کرده­اند (اروموغان و همکاران، 2008). با استفاده از اینتراستریفیكاسیون علاوه بر تولید فرآورده­های بدون اسیدهای چرب ترانس، امکان استفاده از منابع روغنی كه بنا به دلایلی، محدودیت در استفاده از آنها در صنایع غذایی وجود داشته (اغلب به دلیل نداشتن خواص كاری مناسب یا بالا بودن درصد اسیدهای چرب اشباع) نظیر استئارین[7] پالم، استئارین هسته پالم[8] و پیه گاو[9]، فراهم می­شود (فرمانی، 1384). اینتراستریفیکاسیون خصوصیات فیزیکوشیمیایی مطلوب نظیر پروفیل ذوبی مناسب، بهبود خصوصیات کریستالی و محتوای چربی جامد و تركیب خواص مطلوب تمامی روغن­های به كار رفته در یک مخلوط را موجب می­شود (لی و همکاران، 2010).

[1] Geometric Isomerism

[2] Trans

[3] Trait-enhanced

[4] Low density lipoprotein

[5] High density lipoprotein

[6] Prostaglandins

[7] Stearin

[8] Palm Kernel Oil

[9] Tallow

[1] Solid fat content

[2] Hydrogenation

[3] Fractionation

[4] Interesterification

[5] Physicochemical

[6] Pulsed Nuclear Magnetic Resonance

[7] Fully Hydrogenated Palm Olein