مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان

مقاله پژوهشی

مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان

دوره 15، مرداد 1395، 412-399

ارزیابی مقاومت به اکسایش و پیش‌بینی انبارمانی روغن پسته با استفاده از رنسیمت

علی دینی[1]، هدی فرخی[2]، ناصر صداقت[3]، مژده باقری[4]، نگین محمدخانی⁴

دریافت مقاله:20/10/94     ارسال مقاله به نویسنده جهت اصلاح:19/11/94 دریافت اصلاحیه از نویسنده:19/2/95 پذیرش مقاله:24/3/95

چکیده

زمینه و هدف: رنسیمت تکنیکی برای تعیین سریع مقاومت به اکسیداسیون در چربی‌ها و روغن‌ها است که نتایج خوبی در خصوص پیش‌بینی انبارمانی و پایداری حرارتی روغن‌ها در اختیارمان قرار می‌دهد. در این پژوهش با استفاده از روش رنسیمت، مقاومت روغن پسته 5 واریته اهلی و وحشی به اکسایش و تأثیر خصوصیات شیمیایی بر پایداری حرارتی تعیین گردید.

مواد و روش‌ها: مطالعه حاضر نوعی مطالعه آزمایشگاهی است. روغن پنج گونه پسته شامل بنه، احمدآقایی، کله‌قوچی، اکبری و فندقی با حلال استخراج شد و با استفاده از روش کروماتوگرافی گازی ترکیب اسیدهای چرب و با استفاده از روش‌های شیمیایی میزان آنتی‌اکسیدان‌ها و کیفیت روغن تعیین شد. همچنین مقاومت به اکسایش با دستگاه رنسیمت تعیین گردید. میانگین‌ها با نرم‌افزار MStatC 2,10 و بر اساس آزمون دانکن در سطح 5% مقایسه گردیدند.

یافته‌ها: اسید اولئیک و اسید پالمتیک به ترتیب از بیشترین ترکیبات اسید چرب کل و اسید چرب اشباع در پسته بود. بیشترین مقدار اسید اولئیک در واریته احمدآقایی و بیشترین و کمترین اسیدهای چرب با یک باند دوگانه و چند باند دوگانه در روغن پوست بنه (65-9/7%) و کمترین و بیشترین اسیدهای چرب با یک باند دوگانه و چند باند دوگانه در روغن مغز بنه (53، 8/32%) مشاهده شد. بیشترین اندیس مقاومت به اکسیداسیون به ترتیب در روغن پوست بنه، روغن مغز بنه و روغن واریته احمدآقایی مشاهده شد. انرژی فعال‌سازی واکنش اکسیداسیون در محدوده kJ/mol 2/98-92 محاسبه شد. نتایج تحقیق نشان داد که زمان انبارمانی در دمای 25 درجه سانتی‌گراد در روغن پوست بنه، روغن مغز بنه و واریته احمدآقایی به ترتیب 786، 386 و 280 روز است. در انواع اهلی (تجاری) پسته، انبارمانی واریته احمد آقایی بیش از 5/1 برابر واریته‌های دیگر ارزیابی گردید.

نتیجه‌گیری: ترکیب اسید چرب و مقدار بالای آنتی‌اکسیدان‌ها مهم‌ترین فاکتورهای مقاومت بالای روغن پوست و مغز گونه وحشی پسته و دلیل ماندگاری بیشتر آن نسبت به واریته‌های تجاری است. در بین گونه‌های تجاری پسته، واریته احمدآقایی گونه مناسبی جهت روغن‌کشی و فرایندهای حرارت بالا مانند برشته کردن می‌باشد.

واژه‌های کلیدی: روغن پسته، رنسیمت، انبارمانی، اندیس مقاومت به اکسیژن، اسیدهای چرب

مقدمه

پسته یکی از مقبول‌ترین مغزهای خوراکی و از منابع خوب روغن در جهان محسوب می‌گردد. روغن پسته به‌واسطه دارا بودن نسبت بالایی از اسیدهای چرب غیراشباع (70-50%) و ضروری، دارای خصوصیات تغذیه‌ای مهم بوده به‌طوری‌که اولئیک، لینولئیک و لینولنیک اسید موجود در آن باعث تأثیرات مثبت بر قلب و عروق و کاهش کلسترول خون می‌گردد [1].

اکسیداسیون در روغن‌ها به‌واسطه تجزیه اسیدهای چرب با چند باند دوگانه و تولید رادیکال‌های آزاد شروع شده و منجر به کاهش آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی، ارزش غذایی و خصوصیات حسی روغن می‌شود [2]. مقاومت به اکسیداسیون یکی از پارامترهای مهم در ارزیابی کیفی روغن‌ها و چربی‌ها است که تحت تأثیر ترکیب اسیدهای چرب روغن و ترکیبات جزئی که مهم‌ترین آنها آنتی‌اکسیدان‌ها طبیعی از قبیل پلی‌فنل‌ها و ویتامین‌های گروه E است، قرار می‌گیرد [3].

روش‌های اندازه‌گیری ماندگاری به‌طورکلی به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند: روش بلندمدت و روش کوتاه‌مدت یا تسریع‌شده (Accelerated Shelf Life Testing). در روش اخیر قادریم در زمان کوتاه‌تری، نسبت به روش اول، مدت‌زمان ماندگاری محصول را تعیین کنیم. در این روش ماده غذایی تحت تأثیر عامل تشدیدکننده فساد قرار می‌گیرد و اثرات آن بر روی ماده غذایی بررسی می‌شود. با به دست آوردن زمان ماندگاری در دمای بالا، زمان ماندگاری در دمای پایین از طریق برون‌یابی اطلاعات به‌دست‌آمده از شرایط تهییج، پیش‌بینی می‌شود. بر اساس تحقیقات Labuza و همکاران، حرارت یکی از عوامل مؤثر تشدیدکننده فساد است. بنابراین در روش تسریع‌شده، در عمل، ماده غذایی تحت تأثیر درجه حرارت بالا قرار می‌گیرد و نتایج از طریق معادله آرنیوسی و فاکتور تهییج دما (Q₁₀) به شرایط معمولی تعمیم داده می‌شود [5-4].

مطالعات پیشین در خصوص ترکیبات شیمیایی و مقاومت به اکسیداسیون روغن پسته حاکی از مقاومت بالای روغن مغز گونه‌های وحشی (P. atlantica Desf) [6] و همچنین روغن پوست گونه‌های وحشی به اکسیداسیون دارد [7].

تاکنون مطالعات جامعی در خصوص ترکیبات شیمیایی و مقاومت به اکسایش گونه‌های اهلی مهم پسته ایران
(P. vera Linnaeus) و مقایسه آنها با گونه‌های وحشی انجام نشده است. لذا در این پژوهش سعی کرده‌ایم تا با جداسازی روغن مغز چهار گونه اهلی مهم پسته ایران
(P. vera Linnaeus) شامل فندقی، احمد آقایی، کله قوچی و اکبری و همچنین، روغن پوست و مغز یک گونه وحشی پسته (بنه) که به میزان زیادی در استان کرمان به‌صورت خودرو وجود دارد، به بررسی ترکیب اسیدهای چرب و خصوصیات شیمیایی واریته‌های مختلف پسته استان کرمان بپردازیم و مقاومت به اکسایش روغن واریته‌های مختلف پسته و دلایل آن مورد ارزیابی قرار دهیم و با استفاده از روش سریع، زمان انبارمانی آنها را در شرایط محیطی تخمین بزنیم.

مواد و روش‌ها

مواد اولیه: پسته وحشی بنه از منطقه راویز و میمند شهرستان رفسنجان، واریته احمدآقایی از منطقه نوق و از شرکت امین پدیدار رفسنجان، و واریته‌های فندقی، کله قوچی و اکبری از شهرستان کرمان تهیه شدند. کلیه واریته‌ها به‌صورت آفتابی خشک شده و مربوط به سال زراعی 1393 بودند. نمونه‌ها تا زمان آزمایش در دمای 18- درجه سانتی‌گراد نگهداری شد. کلیه مواد شیمیایی و استانداردها و حلال‌های مورداستفاده از دو شرکت مرک و سیگما تهیه گردید.

استخراج روغن: استخراج با استفاده از تغییراتی در روشAbdolshahi  و همکاران انجام شد [8].

ابتدا بنه پوست‌گیری شده به دو بخش پوست سبز و پوست سخت استخوانی جدا گردید. برای جداسازی کامل روغن احتمالی باقی‌مانده در پوست سخت استخوانی، دو مرتبه به مدت 20 دقیقه مغز بنه پوشیده شده با پوست استخوانی با ان هگزان شستشو شده و سپس خشک گردید. مغز به همراه پوست سخت استخوانی آسیاب گردید.

مغز 5 گونه پسته احمدآقایی، کله‌قوچی، اکبری، فندقی و بنه آسیاب شده و پوست سبز بنه با روش استخراج با حلال به نسبت حجمی 4 به 1 (حلال 4 برابر وزن مغز) و در 4 مرحله به پسته اضافه شد؛ به‌گونه‌ای که در مرحله اول 24 ساعت و سپس 8 ساعت، درمجموع 48 ساعت با روش خیساندن در حلال روغن‌کشی انجام شده و حلال و روغن با استفاده از کاغذ صافی در هر مرحله جداسازی شدند.

حلال با استفاده از دستگاه تقطیر در خلأ (BUCHI R-114A29 B-480- Switzerland) به مدت 6 تا 8 ساعت در دمای 40 درجه سانتی‌گراد از روغن جداسازی شد.

2-3- کروماتوگرافی گازی: ترکیب اسید چرب نمونه‌های روغن به‌وسیله کروماتوگرافی گازی
(Gas Chromatography, ACM6000, USA ) تعیین و بر اساس درصد نسبی سطوح گزارش شد. استرهای متیل اسیدهای چرب با اختلاط روغن و هگزان (4/0گرم در 7 میلی‌لیتر) با 7 میلی‌لیتر هیدروکسید پتاسیم متانولی 2 نرمال در دمای 50 درجه سانتی‌گراد به مدت 20 دقیقه تهیه شدند.

استرهای اسیدهای چرب با کروماتوگراف مدل ACM6000 ساخت کشور آمریکا با نرم‌افزار Autochrom2000، مجهز به ستون‌های مویینه BPX70 شیشه‌ای سیلیکا (120 متر طول، 22/0 میلی‌متر قطر داخلی، 2/0 میکرومتر ضخامت لایه داخلی) و آشکارساز یونی شعله‌ای (Flame Ionization Detector) شناسایی گردیدند. گاز حامل هلیم با سرعت جریان 17 میلی‌لیتر بر دقیقه بود. سرعت جریان هوا 300 میلی‌لیتر بر دقیقه، سرعت هیدروژن 30 میلی‌لیتر بر دقیقه و دماهای آون، بخش تزریق و آشکارساز به ترتیب 198، 250 و 280 درجه سانتی‌گراد بودند [9].

آزمون رنسیمت: برای اندازه‌گیری شاخص اکسایش‌پذیری OSI (Oxigen Stability Index) و تعیین انرژی فعال‌سازی واکنش و فاکتور تهییج دما
(Q₁₀, temperature acceleration factor)، روغن استخراج‌شده با حلال در پنج دمای 110، 120، 130، 140 و 150 درجه سانتی‌گراد به میزان 5 گرم و سرعت جریان هوای 20 لیتر بر ساعت توسط رنسیمت Metrohm مدل 743 مورد آزمون قرار گرفت [9].

فاکتور تهییج دما نشان‌دهنده نسبت افزایش واکنش به ازای افزایش 10 درجه سانتی‌گراد است که از رابطه ذیل محاسبه گردید.

در رابطه فوق (◦C^-1)T_C به‌عنوان ضریب دمایی و از رسم نمودار log OSI به زمان به دست آمد. از رسم نمودار خطی log (OSI)=aT+b در دماهای 110 تا 150 درجه سانتی‌گراد رابطه خطی به دست می‌آید که شیب خط (a) به‌عنوان ضریب دما (Tc) محاسبه می‌گردد.

از برون‌یابی رابطه log(OSL)=aT+b زمان انبارمانی در دمای محیط (^◦C 25) محاسبه گردید.

انرژی فعال‌سازی واکنش (Ea, kJ/mol) از رابطه  محاسبه گردید که در این رابطه K، ثابت نرخ واکنش، R ثابت جهانی گازها (J/mol ^◦K 8.3143) و T، دما (^◦K) است.

اندازه‌گیری ترکیبات توکفرولی کل: محتوی توکفرول کل به میلی‌گرم توکفرول در کیلوگرم روغن اطلاق می‌شود؛ که به روش اسپکتروفتومتری (Cary 100, Varian Australia) در طول موج 520 نانومتر با استفاده از منحنی کالیبراسیون آلفاتوکفرول خالص در تولوئن در محدوده 240-0 میکروگرم بر میلی‌لیتر محاسبه می‌گردد. 200 میلی‌گرم از روغن در یک ظرف حجمی 10 میلی‌لیتری با 5 میلی‌لیتر تولوئن مخلوط شده و سپس 5/3 میلی‌لیتر محلول 07/0% وزنی حجمی 2،2 بای پیریدین در اتانول 95% به آن اضافه شده و درنهایت 0.5 میلی‌لیتر محلول کلرید آهن III بدان اضافه شده و حجم آن با اتانول 95% به 10 میلی‌لیتر رسانده می‌شود و پس از 1 دقیقه جذب در 520 نانومتر قرائت می‌گردد. محلول‌های استاندارد نیز با شرایط فوق و فاقد نمونه روغن تهیه گردیدند [10].

اندازه‌گیری ترکیبات پلی‌فنل: ترکیبات پلی‌فنلی توسط روش Capannesi و همکاران و بر اساس اسید گالیک تعیین شد [11]. در این روش از معرف فولین سیوکالچو استفاده شد. ابتدا منحنی کالیبراسیون رسم گردید و جذب نمونه‌های روغن پس از آماده‌سازی در 765 نانومتر قرائت شد.

اندازه‌گیری اندیس پراکسید: مقدار پراکسید با استفاده از روش اسپکتروفتومتری بیان‌شده توسطShantha  و همکارش تعیین گردید [12]. میزان 3/0-01/0 گرم از نمونه بر اساس میزان احتمالی پراکسید با 8/9 میلی‌لیتر مخلوط متانول و کلرفرم ( v/v7:3) مخلوط شده و 50 میکرولیتر از محلول اشباع 30% تیوسیانات آمونیم و محلول آهن II به آن اضافه شده و پس از 5 دقیقه ماندگاری در دمای اتاق تاریک در طول موج 500 نانومتر قرائت شد.

منحنی استاندارد با استفاده از تیترازول محلول مادر کلرید آهن III در محلول کلرید هیدروژن 7/3% تهیه گردید و محلول‌های کاری با استفاده از محلول مادر
( μg/ml1040) در رقت‌های 25-0 میکروگرم بر میلی‌لیتر تهیه گردید و شیب منحنی مقدار 39/40 به دست آمد که مقدار پراکسید از رابطه ذیل محاسبه گردید.

اندازه‌گیری اسیدیته چربی: عدد اسیدی مقدار هیدروکسید پتاسیم لازم برای خنثی کردن اسیدهای چرب آزاد یک گرم چربی است که بر اساس استاندارد AOCS Cd 3d-63 اندازه‌گیری شد [13].

50 میلی لیتراتانل خنثی‌شده را بر روی 10 گرم نمونه روغن ریخته و بعد از اختلاط و حرارت‌دهی، پس از اولین جوش آن را با محلول هیدروکسید پتاسیم 1/0 نرمال در حضور معرف فنل فتالئین تیتر می‌کنیم. جهت محاسبه تقریبی میزان اسید چرب آزاد (برحسب اسید اولئیک در 100 گرم روغن) عدد اسیدی را در عدد 503/0 ضرب می‌نماییم.

کلیه آزمون‌ها در سه تکرار انجام شد و میانگین‌ها با نرم‌افزارMStatC  نسخه 2,10 و بر اساس آزمون دانکن در سطح 5% مقایسه گردیدند.

نتایج

همان‌گونه که در جدول 1 نشان داده شده است، اسید اولئیک، اسید چرب غالب در روغن پسته است که بیشترین مقدار آن در گونه‌های اهلی به میزان 7/58% در واریته احمدآقایی و کمترین مقدار آن در روغن مغز بنه به میزان 9/51% می‌باشد. بیشترین اسید چرب اشباع (SAFA) در روغن پوست بنه به میزان 39/26% بود که تفاوت فاحشی با روغن دیگر گونه‌ها داشت که به میزان 2/13-9/10% ارزیابی گردید.

بیشترین اسید چرب با چند باند دوگانه (PUFA) لینولئیک اسید است که میزان این اسید چرب تفاوت فاحشی در روغن مغز 5 گونه با روغن پوست بنه دارد. در بین مغزهای خوراکی، روغن واریته احمدآقایی با کمترین مقدار اسید لینولئیک (7/27%) و روغن مغز بنه با بیشترین مقدار (25/32%) ارزیابی گردیدند.

خصوصیات شیمیایی روغن واریته‌های مختلف موردمطالعه در جدول 1 آورده شده است. کمترین میزان اندیس اکسایش‌پذیری به ترتیب مربوط به روغن پوست بنه، روغن واریته احمدآقایی، فندقی، اکبری، کله‌قوچی و درنهایت، روغن مغز بنه است. عدد اسیدی و پراکسید به ترتیب در محدوده 9/0-07/0 و meq/kg 4-6/0 نشان‌دهنده کیفیت متفاوت روغن‌های مورد مطالعه است. کمترین کیفیت روغن مربوط به پوست بنه و احمدآقایی و بیشترین کیفیت و تازگی مربوط به روغن واریته کله‌قوچی بود و عدد پراکسید در کلیه نمونه‌ها در محدوده استاندارد شماره 6655 و کمتر از meq/kg 5 بود [14].

جدول 1- مقایسه ترکیب اسید چرب و خصوصیات شیمیایی روغن پسته

اختلافات با استفاده از آزمون دانکن در سطح معنی‌داری 5% در هر ردیف با حروف کوچک لاتین نمایش داده شده است.

مقاومت اکسایشی (OSI) روغن پسته در دماهای 110 تا 150 درجه سانتی‌گراد در جدول 2 آورده شده است.

روغن پوست بنه با مقاومت اکسایشی 73/39 ساعت در 110 درجه سانتی‌گراد، بیشترین مقاومت به اکسایش را دارد. پس‌ازآن، روغن مغز بنه و احمدآقایی به ترتیب با 67/22 و 75/14، بیشترین مقدار مقاومت به اکسایش را نشان دادند؛ به‌طوری‌که مقاومت به اکسایش واریته این روغن‌ها قابل‌مقایسه با روغن زیتون است. تفاوت معنی‌داری در مقاومت اکسایشی سه واریته تجاری دیگر مشاهده نشد. بیشترین مقدار Q₁₀ مربوط به روغن پوست بنه و احمدآقایی و کمترین مقدار مربوط به روغن واریته فندقی بود. رابطه مستقیم بین Q₁₀ با انرژی فعال‌سازی با ضریب تبیین 997/0 مشاهده شد که نشان‌دهنده تأثیر کیفیت اولیه روغن و میزان ترکیبات تشکیل‌دهنده بر این فاکتورها می‌باشد.

انرژی فعال‌سازی واکنش اکسیداسیون روغن پسته به‌وسیله رنسیمت در گونه‌های مختلف پسته متفاوت و در محدوده kj/mol 98.2-92 ارزیابی گردید. بیشترین مقدار انرژی فعال‌سازی مربوط به روغن پوست بنه بود و تفاوت معنی‌داری بین انرژی فعال‌سازی واکنش در روغن واریته‌های فندقی، اکبری و کله‌قوچی مشاهده نشد و این واریته‌ها دارای کمترین انرژی فعال‌سازی و وابستگی به دما در واکنش اکسیداسیون در دمای بالا بودند.

اتواکسیداسیون واکنشی است شیمیایی که با سرعت اندک در دمای محیط رخ می‌دهد. ازاین‌رو، از روش‌های تسریع شده بالاخص تهییج دمایی جهت بررسی مقاومت به اکسیداسیون روغن‌ها استفاده می‌شود. با برون‌یابی و بر اساس فرمول ذیل، زمان انبارمانی در دمای 25 درجه سانتی‌گراد تخمین زده شد.

SL_T= 10^(TC*TSL+i)

در رابطه فوق T_C ضریب دمایی و i عرض از مبدأ است. نتایج حاصل از برون‌یابی نشان داد که بیشترین انبارمانی به ترتیب مربوط به روغن پوست بنه، مغز بنه و احمدآقایی به میزان 786، 386 و 280 روز بوده و در نمونه‌های کله‌قوچی، اکبری و فندقی در محدوده 180 روز تخمین زده شد (جدول 2).

جدول 2- مقاومت به اکسایش روغن پسته واریته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مختلف در دماهای 110 تا 150 درجه سانتی‌گراد

بحث

بررسی ترکیب اسیدهای چرب روغن پسته: در سال‌های گذشته مطالعات گسترده‌ای در خصوص ترکیبات تشکیل‌دهنده پسته و مغزهای خوراکی انجام شده است و کلیه ترکیبات آن، بدون مقایسه در خصوص واریته‌های مختلف و تنها در خصوص یک واریته خاص، موردمطالعه قرار گرفته است [16-15].

اسید چرب اشباع غالب در تمامی گونه‌ها، پالمتیک اسید است. بیشترین مقدار اسید چرب با یک باند دوگانه (MUFA) در روغن پوست بنه مشاهده شد که به دلیل وجود مقادیر قابل‌توجهی از اسید چرب پالمیتولئیک اسید می‌باشد که تفاوت معنی‌داری با روغن مغز 5 گونه دارد و بسیار بیشتر از مقدار گزارش‌شده در روغن‌های خوراکی رایج است [17]. Tavakoli و همکاران میزان این اسید چرب در روغن پوست بنه استان فارس را به میزان 14% گزارش نموده‌اند که کمی بیش از مقدار مشاهده‌شده در این تحقیق (86/11%) است [18].

 Satil و همکاران ترکیبات روغن دو واریته پسته اوزون و سیرت در نواحی مختلف ترکیه را مورد بررسی قرار دادند [1]. نتایج حاکی از آن بود که اسید اولئیک با مقادیر بین 6/62-4/55% در واریته اوزون و 5/65-7/60% در واریته سیریت ترکیب اصلی روغن پسته بوده که کمی بیشتر از محدوده ارزیابی‌شده در این پژوهش می‌باشد. اسید لینولئیک در محدوده 7/15-7/14% در واریته اوزون و 8/17-1/16 در واریته سیریت گزارش شده است که از مقادیر موردمطالعه در این پژوهش کمتر است. مقدار اسید چرب لینولنیک 3/0% و اسیدهای چرب اشباع به میزان 1/28-1/16% در واریته اوزون و 3/16-9/14% در واریته سیریت گزارش شده است. تفاوت‌هایی در ترکیب اسید چرب پسته ایران و ترکیه مشاهده می‌شود که علیرغم تأثیر شرایط جغرافیایی می‌تواند نشان‌دهنده تأثیر واریته بر ترکیب اسید چرب در پسته باشد [19].

Tehrani و همکاران ترکیبات شیمیایی روغن پسته منطقه فارس، اصفهان و کهکیلویه و بویراحمد را پس از اختلاط و استخراج به روش پرس سرد مورد بررسی قرار دادند. ترکیب اسیدهای چرب 51/16% اسید چرب اشباع، 1/53% اسید چرب با یک باند دوگانه شامل 65/50% اسید اولئیک و 39/30% اسید چرب با چند باند دوگانه ارزیابی گردید [20]. مقایسه نتایج این محققین نشان می‌دهد که تفاوت ترکیب اسید چرب با میانگین واریته‌های اهلی در این مطالعه در میزان اسید چرب اشباع (11/11%) و اسید چرب با یک باند دوگانه (3/58%) است و میزان اسید چرب با دو باند دوگانه در محدوده روغن واریته‌های مورد بررسی قرار دارد.

بررسی مقاومت به اکسایش روغن پسته در دمای بالا و پارامترهای رابطه آرنیوسی تأثیر دما: مقاومت به اکسایش روغن پوست بنه در دمای 110 درجه سانتی‌گراد بیش از روغن زیتون (2/24-9/6) و دیگر روغن‌های گیاهی مانند سویا (8 ساعت)، کلزا (10 ساعت)، ذرت (5/10 ساعت) و روغن آفتابگردان با اولئیک بالا (8/20 ساعت) است [21]. ضریب دمایی (^◦C^-1)T_C در نمونه‌های روغن در محدوده
^2-10*96/2- تا ^2-10*16/3- ارزیابی شد که با مشاهداتHasenhuettl   Wan &در روغن‌های خوراکی مشابهت دارد [22]. ضریب دمایی در روغن زیتون کمتر از روغن پسته و در محدوده ^2-10*27/3- تا ^2-10*71/3- تعیین گردیده است [9]. در این محدوده‌ها Q₁₀ روغن پسته 2.073-1.98 و روغن زیتون 37/2- 12/2 محاسبه گردید و این فاکتور برای روغن آفتابگردان 2/2-9/1 ارزیابی شده است که وابستگی دمایی در روغن زیتون، کانولا، ذرت و سویا بیش از روغن پسته و آفتابگردان است [23، 9]. ساختار اسید چرب یک روغن، یکی از فاکتورهای مؤثر بر پایداری اکسایشی آن است [6]. همان‌گونه که در جدول 1 نشان داده شده است، اختلاف معنی‌داری در فاکتور MUFA:PUFA در روغن پوست بنه نسبت به روغن واریته‌های دیگر مشاهده می‌شود. ازاین‌رو، اندیس اکسایش‌پذیری (COX) روغن پوست بنه (44/1) در مقایسه با روغن مغز واریته‌های دیگر (9/3-5/3) تفاوت چشمگیری را نشان داده و بالا بودن مقدار پلی‌فنل در روغن پوست بنه، باعث مقاوم بودن این روغن به اکسایش و افزایش انبارمانی در دمای محیط تا بیش از دو سال شده است.

پس از روغن پوست بنه، بیشترین مقاومت اکسایشی مربوط به روغن مغز بنه است که تفاوت معنی‌داری با روغن واریته‌های تجاری دارد. همان‌طور که در جدول 1 نشان داده شده است، ترکیب اسید چرب روغن مغز بنه مقاومت کمتری به اکسایش نسبت به واریته‌های تجاری دارد؛ به‌طوری‌که نسبت MUFA:PUFA آن در کمترین مقدار نسبت به دیگر نمونه‌ها بوده و بیشترین اندیس اکسایش‌پذیری (97/3) در این نمونه مشاهده شد که برخلاف خصوصیت شیمیایی ذکرشده، روغن مغز بنه از مقاومت حرارتی خوبی برخوردار است؛ که دلیل آن بالا بودن ترکیبات آنتی‌اکسیدانی در این گونه نسبت به روغن واریته‌های تجاری است. ترکیبات آنتی‌اکسیدانی نقش بسیار مهمی در پایداری اکسایشی روغن‌های خوراکی ایفا می‌کنند. ترکیبات فنلی و توکفرولی از مهم‌ترین ترکیبات آنتی‌اکسیدانی هستند که با مهار کردن رادیکال‌های آزاد در بدن نقش بیولوژیکی ایفا کرده و اثرات سلامت‌بخشی در استفاده از آنها مشاهده شده است [24]. Farhoosh  و همکارش تأثیر خصوصیات شیمیایی بر پایداری روغن زیتون را در دماهای بالا و پایین مورد بررسی قرار دادند و نتایج حاکی از آن بوده است که میزان توکفرول کل (56-44%)، مهم‌ترین و بیشترین تأثیر را بر مقاومت اکسایشی در دمای بالا، در مقایسه با پارامترهای مشخص‌کننده کیفیت اولیه روغن مانند عدد پراکسید (11%)، عدد اسیدی (5/12%) و ترکیب اسید چرب (22–17%)، بر پایداری حرارتی در دمای بالای در روغن زیتون دارد [25].

بیشترین مقدار توکفرول (mg/kg250) در روغن مغز بنه مشاهده شد که تفاوت معنی‌داری با نمونه‌های دیگر داشت و پس از روغن پوست بنه، دارای بیشترین مقدار ترکیبات پلی‌فنل (mg/kg98) بود. مقادیر بالای ترکیبات آنتی‌اکسیدانی در روغن مغز بنه، علی‌رغم بالا بودن اندیس اکسایش‌پذیری (COX)، دلیل مقاومت بالای روغن مغز بنه در دماهای 150-110 درجه سانتی‌گراد است؛ به‌طوری‌که زمان انبارمانی در این گونه تا یک سال تخمین زده شده که بیش از دو برابر زمان انبارمانی روغن واریته‌های فندقی، کله‌قوچی و اکبری است.

واریته احمدآقایی دارای بیشترین مقاومت اکسایشی در بین گونه‌های تجاری است. در مقایسه ترکیبات اسید چرب، کمترین COX مربوط به روغن واریته احمدآقایی است و تفاوت معنی‌داری بین میزان توکفرول در این واریته با واریته اکبری مشاهده نشد.

لذا در محدوده دمایی C°150-110 تفاوت معنی‌داری بین مقاومت اکسایشی این واریته و اکبری مشاهده شد. علیرغم پایین‌تر بودن میزان توکفرول تام در این گونه نسبت به گونه‌های فندقی و کله‌قوچی، تفاوت معنی‌داری در مقاومت اکسایشی این واریته در دماهای 130-110 درجه سانتی‌گراد با واریته‌های فندقی و کله‌قوچی مشاهده شد. اما بالاتر بودن میزان توکفرول کل در واریته‌های فندقی و کله‌قوچی باعث گردید تا علاوه بر این‌که باعث کاهش تأثیرگذاری دما بر مقاومت اکسایشی (Q₁₀ کمتر) گردیده، تفاوت معنی‌داری در مقاومت اکسایشی روغن واریته احمدآقایی با این گونه‌ها در دماهای بالای 130 درجه مشاهده نگردد. مقدار پلی‌فنل در واریته احمدآقایی در مقایسه با سه واریته تجاری دیگر تفاوت معنی‌داری داشت که نشان‌دهنده مقاومت بالاتر روغن این گونه در بین گونه‌های تجاری مورد آزمون بود. طبق گزارشRéblová  افزایش دما به دلیل تسریع در از بین رفتن پلی‌فنل‌ها، باعث کاهش تأثیرگذاری آنتی‌اکسیدان‌های فنلی می‌گردد [26].

در دمای بالا نیز می‌تواند باعث کم اثر شدن این ترکیبات در کاهش سرعت اکسایش روغن گونه احمدآقایی شده و موجب گردید تا تفاوت معنی‌داری در مقاومت اکسایشی گونه‌های تجاری احمد آقایی، فندقی و کله‌قوچی در دماهای بالاتر از 130 درجه مشاهده نگردد.

انرژی فعال‌سازی واکنش در روغن پسته در محدوده انرژی فعال‌سازی واکنش اکسیداسیون برخی روغن‌های گیاهی مانند روغن زیتون (kj/mol 113-89) و روغن سویا (kj/mol 42/92) قرار دارد و کمی بیشتر از روغن‌های گیاهی چون روغن کانولا (kj/mol 94/89) و روغن ذرت (kj/mol 14/88) است [23، 9]. انرژی فعال‌سازی واکنش اکسیداسیون تحت تأثیر مقدار اسیدهای چرب با چند باند دوگانه قرار می‌گیرد. Adhvaryu و همکاران نشان دادند که افزایش میزان اسیدهای چرب غیراشباع با چند باند دوگانه مانند لینولئیک و لینولنیک اسید، باعث کاهش انرژی فعال‌سازی، و افزایش میزان اسید اولئیک موجب افزایش انرژی فعال‌سازی واکنش می‌شود. [27]. به‌علاوه، افزایش میزان اسیدهای چرب اشباع بر افزایش پایداری روغن مؤثر است (افزایش Ea). ازاین‌رو، کمترین میزان اسیدهای چرب غیراشباع با چند باند دوگانه و بیشترین میزان اسید چرب اشباع باعث افزایش مقاومت و بالاتر بودن انرژی فعال‌سازی در روغن پوست بنه گردید. در بین گونه‌های تجاری نیز واریته احمدآقایی، به‌واسطه ترکیب اسیدهای چرب و دارا بودن کمترین میزان COX، بیشترین مقدار انرژی فعال‌سازی را دارد.

بررسی خصوصیات شیمیایی روغن واریته‌های مختلف پسته نشان داد اختلاف معنی‌دار ترکیب اسیدهای چرب و میزان بالای پلی‌فنل‌ها و ویتامین E در روغن پوست و مغز بنه نسبت به گونه‌های تجاری، علی‌رغم پایین بودن کیفیت اولیه روغن پوست بنه، دلیل اصلی مقاومت اکسایشی بالای آن است. تفاوت در ترکیب اسید چرب و میزان آنتی‌اکسیدان‌ها موجب شد تا مقاومت به اکسایش روغن نمونه‌های مختلف و فاکتورهایی مانند انرژی فعال‌سازی و Q10 تغییر کرده و موجب تفاوت معنی‌داری در مقاومت به اکسایش روغن گونه وحشی پسته با گونه‌های اهلی و تجاری گردد؛ به‌طوری‌که بیشترین مقاومت به اکسایش، انرژی فعال‌سازی واکنش و زمان انبارداری مربوط به روغن پوست بنه است و روغن واریته احمدآقایی از بیشترین مقاومت به اکسایش، انرژی فعال‌سازی و انبارمانی در بین واریته‌های تجاری برخوردار است. واریته احمدآقایی می‌تواند به‌عنوان واریته تجاری مناسب جهت روغن‌کشی و استفاده در فرایندهای با حرارت بالا مورد استفاده قرار گیرد. روغن پوست و مغز بنه، به‌واسطه دارا بودن مقادیر بالایی از آنتی‌اکسیدان‌ها، می‌تواند جهت اختلاط برای افزایش مقاومت روغن پسته مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به اهمیت بالای تأثیر میزان آنتی‌اکسیدان‌ها بر مقاومت اکسایشی، پیشنهاد می‌گردد تأثیر منطقه جغرافیایی و شرایط آب و هوایی بر میزان این ترکیبات در واریته‌های مختلف مورد بررسی قرار گیرد.

References

[1] Satil F, Azcan N, Baser K. Fatty acid composition of pistachio nuts in Turkey. Chem Nat Compd. 2003; 39: 322-4.

[2] Gordon MH. The development of oxidative rancidity in foods. Antioxidants in food: practical applications CRC press; 2001.

[3] Thiyam U, Stöckmann H, Schwarz K. Antioxidant activity of rapeseed phenolics and their interactions with tocopherols during lipid oxidation. J Am Oil Chem Soc 2006; 83: 523-8.

[4] Labuza TP, Schmidl MK. Accelerated shelf-life testing of foods. Food Technol (USA). 1985; 39(9): 57-64.

 [5] Robertson GL. Food packaging: principles and practice, Shelf Life of Foods: CRC press; 2012, Chapter 12: 329-63.

 [6] Farhoosh R, Tavakoli J, Khodaparast MHH. Chemical composition and oxidative stability of kernel oils from two current subspecies of Pistacia atlantica in Iran. J Am Oil Chem Soc 2008; 85: 723-9.

[7] Farhoosh R, Sharif A. Bene hull oil as a highly stable and antioxidative vegetable oil. Eur J Lipid Sci Technol 2009; 111: 1259-65.

[8] Abdolshahi A, Majd MH, Rad JS, Taheri M, Shabani A, da Silva JAT. Choice of solvent extraction technique affects fatty acid composition of pistachio (Pistacia vera L.) oil. J Food Sci Technol. 2015; 52(4): 2422-27.

[9] Farhoosh R, Hoseini-Yazdi S-Z. Evolution of oxidative values during kinetic studies on olive oil oxidation in the Rancimat test. J Am Oil Chem Soc 2014; 91(2): 281-93.

[10] Wong M, Timms R, Goh E. Colorimetric determination of total tocopherols in palm oil, olein and stearin. J Am Oil Chem Soc 1988; 65: 258-61.

[11] Capannesi C, Palchetti I, Mascini M, Parenti A. Electrochemical sensor and biosensor for polyphenols detection in olive oils. Food Chem. 2000; 71(4): 553-62.

[12] Shantha NC, Decker EA. Rapid, sensitive, iron-based spectrophotometric methods for determination of peroxide values of food lipids. J AOAC Int 1994; 77(2): 421-4.

[13] AOCS. Official methods and recommended practices of the American Oil Chemists’ Society. AOCS Press, Champaign; 1993.

[14] ISIRI. Edible fats and oils -Virgin pistachio oil- Specifications and test methods. Institute of Standards and Industrial Research of Iran. Standard No.6655. 2002 [Farsi]

[15] Rainey C, Nyquist L. Nuts-Nutrition and Health Benefits of Daily Use. Nutrition Today. 1997; 32: 157-63:

[16] Woodroof JG. Tree nuts: Avi Pub. 1982.

[17] Shahidi F. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products. Volume 1, Edible Oils and Fat products: Chemistry, Properties, and Health effects: Wiley-Interscience; 2005.

[18] Tavakoli J, Haddad Khodaparast MH, Esmailzade Kenari R, Amin Lari M, Sharif A. Evaluating Antioxidant Activity of Kolkhung Skin Oil as a New Edible Source in Iran. Iranian Food Sci Technol Res J 2013; 9(1).:61-7. [Farsi]

[19] Agar I, Kaska N, Kafkas S. Effect of different ecologies on the fat content and fatty acid composition of different Pistacia vera varieties grown in different parts of Turkey. I International Symposium on Pistachio. 1994; 411-6.

[20] Saber-Tehrani M, Givianrad M, Aberoomand-Azar P, Waqif-Husain S, Jafari Mohammadi S. Chemical composition of Iran's pistacia atlantica cold-pressed oil. J Chem 2012; 2013 (2): 1-6.

[21] Syed A. Oxidative Stability and Shelf Life of Vegetable Oils A2 - Jacobsen, Min HuCharlotte. Oxidative Stability and Shelf Life of Foods Containing Oils and Fats: AOCS Press; 2016. Chapter 4 - p. 187-207.

[22] Hasenhuettl GL, Wan PJ. Temperature effects on the determination of oxidative stability with the Metrohm Rancimat. J Am Oil Chem Soc 1992; 69: 525-7.

[23] Farhoosh R, Niazmand R, Rezaei M, Sarabi M. Kinetic parameter determination of vegetable oil oxidation under Rancimat test conditions. Eur J Lipid Sci Technol 2008; 110(6): 587-92.

[24] Małecka M. Antioxidant properties of the unsaponifiable matter isolated from tomato seeds, oat grains and wheat germ oil. Food Chem. 2002; 79: 327-30.

[25] Farhoosh R, Hoseini-Yazdi S-Z. Shelf-life prediction of olive oils using empirical models developed at low and high temperatures. Food Chem. 2013; 141(1): 557-65.

[26] Reblova Z. Effect of temperature on the antioxidant activity of phenolic acids. Czech J Food Sci 2012; 30: 171-7.

[27] Adhvaryu A, Erhan S, Liu Z, Perez J. Oxidation kinetic studies of oils derived from unmodified and genetically modified vegetables using pressurized differential scanning calorimetry and nuclear magnetic resonance spectroscopy. Thermochimica Acta 2000; 364: 87-97.