تخریب حرارتی روغن های گیاهی و آنالیز و اندازه گیری اسپکتروسکوپی
12,500 تومانشناسه فایل: 9630
چکیده
این مقاله به بررسی تغییرات ساختاری روغن‌های خوراکی در طول حرارت دادن آن ها می‌پردازد که به محصولات کم‌ارزش ناسالم منجر می شود. توجه به محصول اصلی تجزیه لینولیت گرم کننده اکسید شده و محتوای کاروتنوئید با تاثیرات آنتی‌اکسیدانی است. تجزیه و تحلیل بر اساس داده طیفی رامان است که اطلاعات منحصر به فردی در مورد ساختار روغن‌ها ارائه می‌دهد. طیف‌سنجی رامان، روش‌های سریع و کارآمدی برای کنترل کیفیت روغن با توجه به مزایای بهداشتی خود و بر حسب فرآیندها در صنایع غذایی پیشنهاد می‌نماید. سه نوع رایج روغن‌های گیاهی که در مطالعه تخریب حرارتی: روغن آفتابگردان، کانولا و زیتون استفاده شد. آنها بر حسب روغن‌های تصفیه شده و گیاهی ویژه، هر دو اندازه گیری شدند. داده‌های طیفی پردازش شده به لحاظ ریاضی حاکی از حداقل تاثیر بار حرارتی بر روغن‌های زیتون بود. سپس روغن کانولا به واسطه محتوای خواص آنتی‌اکسیدان‌ها مورد توجه قرار گرفت. بدترین اثر از لحاظ ساختار محصولات تخریب حرارتی و از دست رفتن پیوندهای دوگانه cis برای روغن‌های آفتابگردان به وجود می آیند.
مقدمه مقاله
روغن‌های گیاهی به عنوان یک منبع چربی‌ها، بخش مهم و دائمی رژیم غذایی روزانه ما را تشکیل می‌دهند. به تازگی توجه به رژیم سالم، به دغدغه کنونی بدل شده و به طور گسترده‌ای نه به لحاظ علمی بلکه در رسانه‌های عمومی نیز مورد بحث قرار گرفته است. ابزارهای تحلیلی جدید، گسترش کاربرد در این زمینه را امکان پذیر نموده و توسعه سریع، در دسترس‌تر و داده‌های تجربی دقیق را که می‌تواند به تکمیل، تایید یا رد انسجام شناخته شده فعلی بپردازد را فراهم آورده است. طیف‌سنجی رامان به عنوان روشی کارآمد برای شناسایی مواد، مزایایی را برای شیوه‌های معمولی آزمایشگاهی و امکان تحلیل سریع، بدون برخورد، خاص و غیرتهاجمی مستقل از برخی مواد شیمیایی و بدون نیاز به آماده‌سازی نمونه خاص ارائه نموده است. همچنین این ویژگی‌ها موجب خودکارسازی شیوه اندازه‌گیری شده است. از این منظر، طیف‌سنجی رامان روش امیدوار کننده‌ای برای استفاده عملی در زمینه کیفیت مواد غذایی و ارزیابی‌ها به شمار می‌رود.
علاوه بر پروتئین‌ها و کربوهیدرات‌ها، چربی‌ها نیز مهم محسوب می‌شوند و بخش غیرقابل جایگزینی رژیم غذایی انسان به شمار می‌آیند. نقش چربی‌ها در ارگانیسم حیاتی است. آنها نه تنها منبع عظیمی از انرژی و حفاظت مکانیکی و حرارتی اندام‌های بدن را سبب می‌شوند بلکه ویژگی‌های عملکردی آنها نیز تا حد زیادی در متابولیسم مشارکت دارد، بنابراین آنها مولفه‌های زیست غشایی و دیگر حامل‌های مواد فعال بیولوژیکی محسوب می‌شوند. از این رو، مصرف روغن‌های گیاهی بسیار حائز اهمیت است. به جز اسیدهای چرب اشباع، آنها شامل بخش قابل توجهی از اسیدهای چرب تک و اشباع نشده هستند. از یک سو، این اسیدهای چرب اشباع نشده حاکی از مزایای سلامت روغن‌های خوراکی در مصرف آنها از سوی انسان یا دام است و از سوی دیگر منبع بی‌ثباتی روغن‌ها در فرآیند پردازش فناوری، ذخیره‌سازی یا پخت و پز محسوب می‌شوند. به تازگی، مزایای سلامت روغن‌های گیاهی و مارگارین‌ها در ارتباط با محتوای اسیدهای چرب نامطلوب ترانس مورد بحث قرار گرفته است.
تمرکز عموم مردم و کارشناسان بر نسبت بهینه اسیدهای چرب اشباع شده به اشباع نشده در رژیم انسانی است زیرا تاثیر چشمگیری بر بروز بیماری‌های قلبی و عروقی، چاقی شدید و بیماری‌های مرتبط با دارد. سطح بالای اسیدهای چرب اشباع شده در رژیم انسانی اغلب به لحاظ تاثیر در غلظت بالای لیپوپروتئین‌‌های با تراکم کمتر (LDL) در سیستم گردش خون اغلب مورد توجه قرار گرفته است. مصرف اسیدهای چرب اشباع نشده (PUFA) بسیار حائز اهمیت است زیرا بسیاری از آنها برای انسان حیاتی هستند (ω-3 و ω-6).
بنابراین، پایش تغییرات مربوط به کیفیت روغن‌های خوراکی در حین پردازش از منبع مواد خام تا استفاده آنها از سوی کاربران نهایی چه به لحاظ غذا چه به لحاظ مکمل‌های رژیمی بسیار محبوب بسیار معقول محسوب می‌شود.
اکثر روش‌های دقیق برای اکسیداسیون روغن‌های خوراکی، روش‌های کروماتوگرافی مانند HPLC و عموماً کروماگرافی گاز همراه با آشکارساز FID یا MS هستند که می‌توانند اسیدهای چرب جداگانه و محصولات اکسیداسیون و همچنین طیف‌سنجی UV-VIS را شناسایی و تعیین کمیت نمایند. تمامی این روش‌های کلاسیک ملزم به استفاده از واکنش‌گرها و حلال‌هایی هستند که می‌توانند برای افراد یا محیط زیست خطرناک باشند. این شیوه‌ها زمان‌بر هستند و به استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی گران‌قیمت و مهارت تکنسین‌ها نیاز دارند. روش‌های سنتی امکان همراهی با هیچ یکی از عناصر کنترل اتوماتیک را برای معرفی کنترل فرآیند را فراهم نمی‌کند. این همان دلیل جستجوی روش‌شناختی‌های جایگزین است که بر تحلیل مستقیم نمونه مانند رزونانس مغناطیسی هسته‌ای، نورتابی شیمیایی، فلورسانس، طیف‌سنجی ارتعاشی یا طیف‌سنجی تراهرتز مبتنی شده است. به طور خاص، روش‌های ارتعاشی تبدیل فوریه، یعنی طیف‌سنجی رامان و IR هر دو، در ترکیب با متریک‌های شیمیایی دارای پتانسیل تسریع در روش‌های غربال‌گری برای اهداف کنترل کیفیت چربی است. علاوه بر این، ابزارهای پرتابل در دسترس فعلی رامان امکان تحلیل درجا را فراهم می‌آورد، در واقع آن چیزی که ارتباط بی‌چون و چرایی برای استفاده در صنایع غذایی را ارائه می‌کند.
تجزیه و تحلیل روغن‌های خوراکی به واقع زمینه در حال توسعه‌ای برای استفاده از طیف‌سنجی رامان محسوب می‌شود. جمع‌آوری طیف واقعی سریع و کاملاً آسان است، با وجود این تعیین کمی دشوارتر است. روش‌های ریاضی و متریک‌های شیمیایی ضروری است. این مطالعه بر منافع استفاده سلامت از روغن‌های گیاهی است. هدف مقاله ارائه شده انجام تعیین طیفی رامان از فرآیند تخریب حرارتی در روغن‌های گیاهی است که از طریق حرارت افزایش می یابد.
ABSTRACT Thermal Degradation of Vegetable Oils: Spectroscopic Measurement and Analysis
The paper deals with measuring of structural changes in edible oils during their heating giving arise to unsafe degradation products. The attention is paid to the major decomposition product of heated oxidized linoleate and content of carotenoids with antioxidant effects. Analysis is based on Raman spectral data that provide unique information about the structure of the oils. Raman spectroscopy offers effective and rapid way for oils quality control with respect to their health benefits and in terms of processes in food technology. Three most common vegetable oils were used for the thermal degradation study: sunflower, canola and olive oil. Measured were both, extra virgin and refined oils. Mathematically processed spectral data indicate the least action of thermal load for olive oils. Then due to a significant content of antioxidants it is canola oil. The worst effect in terms of thermal decomposition products formation and the loss of cis double bonds arise for sunflower oils.
Introduction
Vegetable oils as a source of lipids represent indispensable and permanent part of our daily diet. Interest in the health diet became an actual issue recently and is widely discussed both in scientific area but also in public media. Modern analytical tools enable application broadening in this area and contribution by faster, more available and precise experimental data that can complete, confirm or disprove already known coherency. Raman spectroscopy as an effective method for material identification brings advantages over conventional laboratory procedures and allows rapid, noncontact, specific, non-invasive analyses independent of number of chemicals and without requirement of special sample preparation. These features can also make measurement procedure to be automated. From this point of view Raman spectroscopy is a promising technique to be practically applicable in the area of food quality and assessments.
Besides proteins and carbohydrates, lipids are important and irreplaceable part of the human diet. The role of lipids in organism is essential. They represent not only a major source of energy and mechanical and temperature protection of organs and body, but their functional properties also participate in large extent in metabolism, they are components of biomembranes and other biologically active substances carriers. Hence the intake of vegetable oils is very important. Except saturated fatty acids they also contain a substantial proportion of mono- and polyunsaturated fatty acids. These unsaturated fatty acids represent on one hand the health benefit of edible oils in their consumption by humans or livestock, on the other hand also a source of instability of oils in the process of technological processing, storage or cooking. More recently health benefits of plant oils and margarines are discussed in relation to the content of undesirable trans fatty acids [1].
The interest of both general public and experts is focused on the optimal ratio of saturated to unsaturated fatty acids in human diet since it is associated with significant impact of the incidence of cardiovascular diseases, obesity and related diseases. High levels of saturated fatty acids in human diet are frequently considered to have influence on high concentration of low density lipoproteins (LDL) in blood circulation system. The intake of polyunsaturated fatty acids (PUFA) is very important since many of them are essential for humans (ω-3 and ω-6). [1]
Monitoring of the changes in the quality of edible oils during processing from the source of raw material until their usage by the final user either as food or as highly popular dietary supplements is therefore very reasonable. Edible oils can be degraded by oxygen, temperature, light, humidity, enzymes or trace of metals.
Most accurate methods for oxidation of edible oils are chromatography techniques, as HPLC and mainly gas chromatography coupled to FID or MS detector that can identify and quantify individual fatty acids and oxidation products and also UV-VIS spectrophotometry. All these classical methods require the use of reagents and solvents that might be hazardous for people or the environment. These procedures are time consuming, technician skill and expensive laboratory equipments are required [3]. Traditional methods do not provide possibility to couple with any automatic control element for process control introducing. This is the reason for searching for alternative methodologies which are based on direct sample analysis, such as nuclear magnetic resonance, chemiluminescence, fluorescence, vibrational spectroscopy or terahertz spectroscopy [3-6]. Especially Fourier-transform vibrational techniques, both IR and Raman spectroscopy also in combination with chemometrics have potential to be rapid screening methods for lipid quality control purposes [7]. Furthermore, the presently available portable Raman devices enable in situ analysis, what represents undisputable relevance for application in food industry [8].
Edible oils analysis is actually developing field for application of Raman spectroscopy. Collecting the real spectra is fast and quite easy, however the quantitative determination is more difficult. Mathematical methods and chemometrics are necessary. This study is based on the interest in healthy use of vegetable oils. The objective of presented paper is then to perform Raman spectral determination of thermal degradation process in vegetable oils accelerated by heating.
- مقاله درمورد تخریب حرارتی روغن های گیاهی و آنالیز و اندازه گیری اسپکتروسکوپی
- Degradation حرارتی روغن های گیاهی: اندازه گیری و تجزیه و تحلیل اسپکتروسکوپی
- پروژه دانشجویی تخریب حرارتی روغن های گیاهی و آنالیز و اندازه گیری اسپکتروسکوپی
- تخریب حرارتی روغن های گیاهی و اندازه‌گیری طیف سنجی
- پایان نامه در مورد تخریب حرارتی روغن های گیاهی و آنالیز و اندازه گیری اسپکتروسکوپی
- تحقیق درباره تخریب حرارتی روغن های گیاهی و آنالیز و اندازه گیری اسپکتروسکوپی
- مقاله دانشجویی تخریب حرارتی روغن های گیاهی و آنالیز و اندازه گیری اسپکتروسکوپی
- تخریب حرارتی روغن های گیاهی و آنالیز و اندازه گیری اسپکتروسکوپی در قالب پايان‌نامه
- پروپوزال در مورد تخریب حرارتی روغن های گیاهی و آنالیز و اندازه گیری اسپکتروسکوپی
- گزارش سمینار در مورد تخریب حرارتی روغن های گیاهی و آنالیز و اندازه گیری اسپکتروسکوپی
- گزارش کارورزی درباره تخریب حرارتی روغن های گیاهی و آنالیز و اندازه گیری اسپکتروسکوپی