مقدمة
تُستخرج معظم زيوت الطهي من النباتات أو بذور النباتات. ويُعتقد أن أول زراعة مستهدفة لأشجار الزيتون تمت في جزيرة كريت حوالي عام 3500 قبل الميلاد. وإلى جانب الاستهلاك البشري وإنتاج الصابون، كان زيت الزيتون يُستخدم أيضًا في الطقوس الدينية الكاثوليكية. يظهر في الشكل 1 طاحونة زيت (معصرة زيتون) في بومبي من عام 80 قبل الميلاد.
يتم أولاً تنظيف الثمار والبذور التي يُراد استخلاص الزيوت منها ثم يتم سحقها بين البكرات. وبما أن الزيوت المعصورة حديثاً عادةً ما تحتوي أيضاً على مواد مصاحبة مثل المواد ذات الرائحة أو النكهة أو المواد المرّة - أو أجزاء من النباتات أو عوامل التعكير أو الصمغ - فغالباً ما يتم تكريرها للمساعدة في الحفاظ عليها. وللقيام بذلك، يتم تسخين الزيت الخام؛ ولكن هذا لا يؤدي فقط إلى فقدان جزء من الزيت الخام، بل يؤدي أيضًا إلى تقليل المواد المفيدة من الناحية الغذائية والفسيولوجية مثل التوكوفيرول. غير أن محتوى الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة لا يتأثر بهذه الخطوة العلاجية. وتتميز الزيوت المكررة برائحة وطعم محايدين، وعمر تخزيني أطول، وعدم وجود أي ترسبات صلبة أثناء التخزين.
لا يتم تكرير الزيوت المعصورة على البارد ولكن يتم استخلاصها فقط عن طريق العصر والترشيح اللاحق. ويتم تبديد الحرارة المتولدة أثناء العصر عن طريق تبريد المعصرة. ويطلق على الزيت الذي يتم الحصول عليه على هذا النحو اسم "المعصور على البارد" أو "المسحوب على البارد" أو "غير المعالج" أو "غير المغشوش"؛ ويصنف على أنه عالي الجودة [2، 3].
الدهون والزيوت هي عبارة عن دهون ثلاثية أو استرات ثلاثية من الجليسرين الكحولي ثلاثي التكافؤ (1، 2، 3، 3 بروبانيتريول). تُصنف الأحماض الدهنية التي يتم استرة الجليسرين بها على أنها مشبعة أو غير مشبعة أو متعددة غير مشبعة. يرجع السبب في أن الدهون صلبة في درجة حرارة الغرفة بينما الزيوت سائلة إلى محتوى الأحماض الدهنية غير المشبعة. ونظرًا لزيادة محتوى الأحماض الدهنية غير المشبعة (خاصةً الموضوعة في موضع متماثل)، يتم إعاقة التبلور وانخفاض درجة انصهار الزيوت. لذلك، من المتوقع وجود علاقة بين درجات حرارة انصهار وتبلور الزيوت ومستويات محتواها من الأحماض الدهنية غير المشبعة.
تجريبي
تم فحص سلوك الذوبان والتبلور لزيوت الطهي المتوفرة تجاريًا عن طريق جهاز NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix® المزود بمستشعر μ. استُخدم النيتروجين كغاز تطهير (5.0)؛ وبلغ معدل غاز التطهير 40 مل/دقيقة. أُدخلت الزيوت في بوتقات الألومنيوم القياسية ذات الأغطية المثقوبة بطريقة تبلل المنطقة السفلية من البوتقات بالكامل. تم تلخيص بارامترات القياس وكتل العينات في الجدولين 1 و2.
الجدول 1: شروط القياس
| أداة القياس | DSC 204 F1 فينيكس |
| المستشعر | μ-المستشعر |
| التبريد | GN2، تلقائي |
| بوتقة | آل، مثقوب |
| الغلاف الجوي | نيتروجين |
| معدل تدفق الغاز | 40 مل/دقيقة |
| معدل التسخين/التبريد | 5 كلفن/دقيقة |
الجدول 2: كتل العينة [ملغم]
| زيت الزيتون | زيت الفول السوداني | زيت السمسم | زيت بذور اللفت | زيت دوار الشمس | زيت الجوز | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| المنتج | A | B | C | C | D | B |
| القياس 1 | 2.527 | 2.565 | 2.546 | 2.529 | 2.528 | 2.507 |
| القياس 2 | 2.526 | 2.541 | 2.529 | 2.554 | 2.528 | 2.505 |
| القياس 3 | 2.522 | 2.568 | 2.545 | 2.529 | 2.514 | 2.545 |
| متوسط القيمة (ميغاواط) | 2.525 | 2.558 | 2.540 | 2.537 | 2.530 | 2.519 |
| الانحراف (ABW) | 0.005 | 0.027 | 0.017 | 0.025 | 0.034 | 0.040 |
النتائج والمناقشة
تم فحص زيوت الطهي في ظل ظروف القياس المذكورة أعلاه في نطاق درجات الحرارة من -100 درجة مئوية إلى درجة حرارة الغرفة. يمكن ملاحظة تبلور العينات في قطاعات التبريد المعنية ويمكن ملاحظة الذوبان في قطاعات التسخين. وبما أن الزيوت تحتوي كل منها على مستويات مختلفة من الأحماض الدهنية المشبعة والأحادية غير المشبعة والمتعددة غير المشبعة، وتتكون الدهون الثلاثية بالإضافة إلى ذلك من مخاليط من الأحماض الدهنية المختلفة، فإن جميع العينات لها مساحة واسعة نسبيًا ضمن نطاق الذوبان والتبلور المشترك. يوضح الشكل 2 مقارنة بين سلوك ذوبان الزيوت المختلفة.
تظهر في الشكل 3 النتائج الخاصة بزيت الفول السوداني، والتي تتكون من جزأين للتسخين وجزء التبريد بينهما. بعد ذلك، يتم تقييم بداية عملية الانصهار (البداية المستنبطة) ودرجة حرارة الذروة للمكون الرئيسي لكل عينة. تلخص مقارنة هذه النتائج في الجدول 3. القيم الموضحة هي قيم متوسطة محسوبة من ست قيم مقيسة. يمكن ملاحظة وجود اتجاه ثابت نحو درجات حرارة أقل في كل من درجات حرارة البداية والذروة بالترتيب التالي: زيت الزيتون، زيت الفول السوداني، زيت السمسم، زيت بذور اللفت، زيت عباد الشمس، زيت الجوز.
عند مقارنة مستويات المحتوى الموضحة في الجدول 4 للأحماض الدهنية المشبعة (العمود 1) والأحادية غير المشبعة (العمود 2) والمتعددة غير المشبعة (العمود 3) في زيوت الطهي التي تم تحليلها، بالترتيب المدرج من زيت الزيتون إلى زيت الجوز، لا يمكن في البداية رؤية أي اتجاه في أي من الأعمدة من 1 إلى 3. ولا يظهر حتى إجمالي محتوى الأحماض الدهنية غير المشبعة المدرجة في العمود 4 (مجموع العمودين 2 و3) اتجاهًا يتناسب مباشرة مع التسلسل المحدد لزيوت الطهي في الجدول 4. تتضح العلاقة بين محتوى الأحماض الدهنية ودرجة حرارة الانصهار بشكل أوضح في الشكل 4. وهنا، يمكن ملاحظة أن درجة حرارة الذوبان تزداد مع زيادة محتويات الأحماض الدهنية المشبعة والأحادية غير المشبعة، وتنخفض مع زيادة الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة.
الجدول 3: درجات حرارة البداية والذروة المستنبطة لعمليات الانصهار [درجة مئوية]
| زيت الزيتون | زيت الفول السوداني | زيت السمسم | زيت بذور اللفت | زيت دوار الشمس | زيت الجوز | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| المنتج | A | B | C | C | D | B |
| البداية الاستقرائية | -10.1 | -18.9 | -28.3 | -28.0 | -31.5 | -44.9 |
| درجة حرارة الذروة | -5.1 | -11.8 | -21.0 | -21.4 | -26.7 | -34.0 |
الجدول 4: تجميع زيوت الطهي ومستويات محتواها [4]
مستويات محتوى الأحماض الدهنية [%] | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| المشبعة (S) | الأحادية غير المشبعة | غير المشبعة المتعددة | إجمالي غير المشبعة (P) | ف: ق | |
| زيت الجوز1 | 9.87 | 16.3 | 73.9 | 90.2 | 7.49 |
| زيت دوار الشمس2 | 12.3 | 20.7 | 66.9 | 87.6 | 5.44 |
| زيت بذور اللفت1 | 6.9 | 57.1 | 26.9 | 84.0 | 3.90 |
| زيت السمسم1 | 13.1 | 35.8 | 42.0 | 77.8 | 3.21 |
| زيت الفول السوداني2 | 16.4 | 44.8 | 38.8 | 83.6 | 2.37 |
| زيت الزيتون1 | 15.0 | 74.7 | 9.89 | 84.6 | 0.66 |
وأيضًا، عند تحديد جودة الزيوت لتحليل الأغذية، فإن القيم المطلقة لمستويات محتوى الأحماض الدهنية المختلفة ليست هي الأساس في تحديد جودة الزيوت لتحليل الأغذية بقدر ما هي علاقاتها ببعضها البعض. وعلى وجه التحديد، إذا أنشأ المرء مجموعة من النسب باستخدام العمودين 4 و1 - أي نسبة إجمالي محتوى الأحماض الدهنية غير المشبعة إلى محتوى الأحماض الدهنية المشبعة (P:S) - يظهر اتجاه ثابت، حيث تنخفض القيم من 7.49 لزيت الجوز إلى 0.66 لزيت الزيتون (قارن بالعمود 5). يوضح التلوين في الجدول 4 مجموعتين من العينات. تصف القيم المميزة باللون الأخضر الزيوت ذات المحتوى العالي من الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة أكثر من الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة. من ناحية أخرى، تشير القيم المميزة باللون الأحمر إلى الزيوت التي تحتوي على نسبة أحادية غير مشبعة أعلى من الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن المعلومات المتعلقة بمستويات محتوى الأحماض الدهنية لعينات زيت عباد الشمس وزيت الفول السوداني تعكس فقط القيم المتوسطة المأخوذة من الأدبيات. وتملي التجربة أنه يجب افتراض نطاق تذبذب بنسبة 5% تقريبًا لكل قيمة. أيضًا، عند تقييم نتائج DSC، تم أخذ درجات حرارة الذروة للمكونات الرئيسية فقط في الاعتبار، والتي تشكل بالتأكيد نقطة مرجعية فقط في تحليل سلوك ذوبان الخليط ويمكن أن تفسر الانحرافات الموجودة في مخطط الارتباط (الشكل 5). إن القيمة الخاصة بزيت السمسم الذي تبلغ قيمة P:S 3.21 هي القيمة التي تقع أبعد ما تكون عن خط الاتجاه في الشكل 5. قد يكون لهذا علاقة بحقيقة أن هذا هو الزيت الوحيد في هذه المجموعة الذي خضعت فيه البذور لعملية تحميص إضافية. تأثير عملية التحميص على التبلور غير معروف في هذه المرحلة الزمنية.
الخاتمة
توضح هذه المذكرة التطبيقية أنه يمكن توصيف سلوك الذوبان والتبلور لزيوت الطهي المختلفة عن طريق قياس المسعر بالمسح التفاضلي (DSC). يتيح الإعداد السهل للعينة وبرنامج درجة الحرارة القياسي الحصول على نتائج قياس سريعة لقيم سلوك الذوبان والتبلور. ويجعل التقييم المستند إلى درجات حرارة الذروة من السهل الحصول على مقارنة ذات مغزى لزيوت الطهي.
على الرغم من أن هذه الدراسة أكدت بشكل أساسي أن ارتفاع محتوى الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة يعني انخفاض درجة حرارة ذوبان الزيت، إلا أنه يمكن أيضًا أن نرى في الشكل 4 أن التركيز ليس العامل الوحيد الحاسم. ويوضح الشكل 5 أن نسبة P:S - أي تركيز الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة إلى الأحماض الدهنية المشبعة - هي التي تظهر اتجاهًا ثابتًا.