جستجو در تالارهای گفتگو

کاربرد آنزیمها در صنایع روغن نباتی چکیده: در سالهای اخیر، کاربرد آنزیم ها در صنایع روغن به دلیل مزایایی که این کاتالیزورهای بیولوژیکی دارند، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. این آنزیمها اختصاصی بوده، در درجه حرارتهای نسبتاً پایین واکنش های مربوطه را کاتالیز می کنند. این فاکتورها موجب سمت گیری تحقیقات و کاربردهای صنعتی آنزیم ها در فرآیندهای مختلف روغن ها و چربی ها و عملیات واحد نظیر استخراج، صمغ گیری، سنتز چربی ها و000 گشته است. تحقیق حاضر مروری است بر مطالعات اخیر در زمینه روش های استخراج و بهبود کیفیت روغن های به دست آمده می گردد. واژه های کلیدی: آنزیم، استخراج آبکی، استخراج با حلال، دانه روغنی، راندمان استخراج، کیفیت روغن. روش های متداول در استخراج روغن عمدتاً بر سه اصل استوارند: فیزیکی، شیمیایی و ترکیبی از این دو. از آنزیم ها نیز می توان در استخراج روغن بهره جست و کاربرد آنها می تواند در سه گروه طبقه بندی گردد: 1-آنزیم هایی که به عملیات پرس کردن کمک می کنند. 2-آنزیم هایی که استخراج توسط حلال را افزایش می دهند. 3-آنزیم هایی که استخراج آبکی را سهولت می بخشند. در تمامی این روش ها، آنزیم های مورد استفاده، دیواره سلولی مواد حاوی روغن را می شکنند و روغن را آزاد می کنند. ساختمان دیواره سلولی پیچیده بوده، با توجه به این پیچیدگی ساختمانی، حد و اندازه تجزیه آنزیمی دیواره سلولی با توجه به فاکتورهایی نظیر اجزاء متشکله شیمیایی، نوع و منبع آنزیمی دیکته می گردد. در بین آنزیم های مورد استفاده، کربوهیدرازها و پروتئازها دارای کاربرد وسیع تری می باشند. در عمل از سیستم های آنزیمی چند منظوره استفاده می گردد. جدول شماره (1)، برخی آنزیم های مورد استفاده در استخراج روغن های گیاهی را نشان می دهد. استخراج توسط حلال هگزان رایج ترین فرآیند استخراج در صنایع روغن است. در حالیکه این روش در بازیابی روغن بسیار کارا می باشد اما دارای عیوبی نیز هست. از جمله: فرآیندی است پرهزینه و گران، به دلیل بالا بودن احتمال وقوع حریق و انفجار، بسیار خطرناک است، وجود باقیمانده حلال در روغن و تفاله، سلامتی را به مخاطره می اندازد و000 بنابراین استفاده از آنزیم ها به عنوان ترکیبات جانشین که دارای خطرات کمتری هستند مورد توجه قرار می گیرد. فرآیند استخراج به کمک آنزیمی زمان یکه روغن بیشتر و یا مساوی میزان پروتئین باشد، خوب عمل می نماید. در دانه هایی که میزان پروتئین بیشتر از مقدار روغن باشد، نتایج موفقیت آمیزی به دست نخواهد آمد. 1- به کارگیری فرآیند استخراج آنزیمی آبکی جهت تولید فرآورده هایی با کیفیت بالا از کلزا: فرآیندهای متداول کلزا (استخراج توسط پرس و حلال هگزان) اغلب منتج به تولید مقادیر قابل ملاحظه ای از محصولات تجزیه ای گلوکز اینولات می گردد. مقادیر گزارش شده در مورد گلوکز اینولات های آلیفاتیک 60-40 درصد و حتی بیشتر در مورد ایندول گلوکز اینولات می باشد. هدف از این مطالع یافتن یک دستورالعمل مناسب در فرآیند کلزا، براساس استخراج آبکی بدون استفاده از حلال های آلی بوده است که به تولید محصولاتی با کیفیت بالا منتهی می گردد. این فرآیند شامل غیرفعال کردن آنزیم مایروز نیاز، استفاده از آنزیم های تجزیه کننده دیواره سلولی در سوسپانسیون آرد کلزا در آب و نهایتاً سانتریفوژ کردن می باشد که منجر به تولید چهار بخش می شود: روغن، آرد غنی از پروتئین، شربت و پوسته دانه. مزیت عمده این روش، شرایط بسیار ملایم آن می باشد که ریسک وجود ترکیبات مضر نظیر محصولات تجزیه ای گلوکز اینولات را در روغن و آرد پر پروتئین، کاهش می دهد. آنزیم های تجزیه کننده دیواره سلولی موجب ایجاد نفوذپذیری در دیواره سلولی می شوند و این امر اجازه می دهد تا ترکیبات با وزن مولکولی پایین شامل روغن شسته شده، از آرد پر پروتئین جداسازی شوند. دیگر مزیت چشمگیر این روش، اجتناب کامل از حلال های آلی می باشد. 2- تعیین خصوصیات ویژه روغن زیتون تولید شده به کمک روش فرآیند آنزیمی جدید: در این آزمایشات، استخراج روغن بر روی سه واریته Dritta، Coratina و Leccino انجام شد که در آن از کمک آنزیم های سیتولاز استفاده گردید. خصوصیات روغن هایی که درعملیات استخراج آنها از یک کمک آنزیم بهره گیری شده است به صورت زیر می باشند: 1-وجود مقادیر نسبتاً بالای 1- آنتی اکسیدان های طبیعی ترانس 2- هگزنال، کل ترکیبات آروماتیک، رنگدانه کلروفیل و هیدروکربن های استروئیدی. 2-مقادیر تقریباً پایین الکل های آلیفاتیک، الکل های ترپنی، دی الکل های تری ترپنی، بتاسیتوسترول و کل استرول ها. 3-مقادیر تقریباً بالای شاخص رنگ، مقاومت به اتواکسیداسیون و شاخص های کلی و کیفی. 4-مقادیر پایین 1- شاخص رنگ کاروتنوئیدی، شاخص الکلی و بعضی نسبت های کمی نظیر نسبت ترانس 2- هگزنال به کل مواد عطری، نسبت کامپسترول به استیگماسترول. 5-امتیاز حتی بالاتر نسبت به روغن های مرجع. کاربرد آنزیم همچنین موجب ایجاد تاثیر مثبت روی خصوصیات رئولوژیکی خمیر زیتون می گردد، چنانکه بعد از این تیمار بیوشیمیایی، روغن آمادگی بیشتری برای خارج شدن از داخل خمیر خواهد داشت. 3-هیدرولیز آنزیمی در تلفیق با پیش تیمارهای متداول سویا جهت افزایش قابلیت دسترسی به روغن و بازیابی آن: آزمایشات در سه فاز به انجام رسیده است: فاز اول شامل بهینه سازی کاربرد ترکیبی از پیش تیمارهای متداول (عملیات واحد) نظیر پوست گیری، کاهش اندازه و تیمار حرارتی در تلفیق با هیدرولیز آنزیمی جهت دستیابی به حداکثر روغن آزاد شده قابل استخراج بود. فاز دوم شامل بهینه سازی پارامترهای هیدرولیز آنزیمی (مقدار رطوبت هیدرولیز، غلظت آنزیمی و شرایط اینکوباسیون) جهت تعیین بهترین ترکیب تیمارها و برای دسترسی به حداکثر استخراج روغن آزاد شده، بود. در فاز سوم، قابلیت استخراج مکانیکی و با استفاده از حلال روغن سویا در شرایط پیش تیمارهای بهینه مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از پرس آزمایشگاهی Carvet و دستگاه سوکسله استفاده گردید. پارامترهای استخراج و پرس در تمامی سطوح آزمایش ثابت نگه داشته شدند. به طریق آماری نشان داده شد که در سطح 5 درصد، تلفیق هیدرولیز آنزیمی با فلیک کردن و تعدیل رطوبت با بخار، بهترین ترکیب پیش تیمارها در مورد سویا می باشد که قابلیت استخراج روغن را در حدود 8/4 درصد در نمونه بودن رطوبت، افزایش می دهد. مقادیر بهینه پارامترهای هیدرولیز براساس آنالیز عکس العمل سطح عبارت بودند از: مقدار رطوبت هیدرولز 22/32 درصد براساس وزن تر، غلظت آنزیم W/VO1 99/11 و مدت اینکوباسیون 79/13 ساعت. به این ترتیب 99 درصد از کل روغن قابل استخراج آزاد شده، پس از هیدرولیز توسط روش سوکسله به مدت 16 ساعت، قابل استخراج می باشد. 4- کیفیت روغن جوانه ذرت تهیه شده به روش استخراج آنزیمی- آبکی: روغن جوانه ذرت به واسطه وجود مقادیر بالای اسیدهای چرب ضروری و توکوفرول، مورد توجه می باشد. یک روش جایگزین در تولید روغن جوانه ذرت که اخیراً مورد استفاده قرار می گیرد، شامل استخراج آنزیمی آبکی براساس تجزیه مکانیکی و آنزیمی دیواره سلولی می باشد که موجب استخراج روغن تحت شرایط ملایم تری در مقایسه با سایر روش های متداول (پرس و حلال) می گردد. لذا در مقایسه با روغن های تولید شده به روش فرآیندهای تجاری و صنعتی، دارای کیفیت عالی است. به دلیل اینکه فرآیند استخراج آنزیمی در محیط آبکی انجام می گیرد، فسفولیپیدها از روغن جدا می شوند و نیازی به عملیات صمغ گیری وجود ندارد. کیفیت روغن به دست آمده توسط استخراج آنزیمی (اولترا پکتیکس 1-sp در 37 درجه سانتی گراد و pH معادل 2/5 به مدت 4 ساعت) خوب بود. روغن حاصله دارای 5/1 درصد اسیدهای چرب آزاد، مقدار کل عدد اکسیداسیون محصول 1/8، رنگ زرد روشن، فسفاتید 22 درصد، توکوفرول kg/mg 1350، مقدار کل عدد اکسیداتیو 6/14 ساعت (100 درجه سانتی گراد، Rancimat test) بود. 5- استخراج آنزیمی آبکی روغن دانه های درخت shea: در این آزمایشات اثرات تعدادی از آنزیم های تجزیه کننده سلولی از جمله آمیلازها، پروتئازها، همی سلولازها و پکتیازها در کمک به استخراج روغن shea توسط تیمار کردن آرد نرم حاصل از دانه های shea با یک یا بیشتر از این آنزیم ها قبل از استخراج مورد آزمایش قرار گرفت و با میزان راندمان استخراج نمونه کنترل، مقایسه گردید. با توجه به خواص مربوط به هر آنزیم و شرایط استخراج، آزمایشات نشان دادند که ترکیب آنزیمی بهینه برای استخراج روغن دانه shea عبارت بودند از: پروتئاز، سلولاز و همی سلولاز. با استفاده از تکنیک های استخراج آبکی مواد محلول در آب، اسیدهای چرب با وزن مولکولی پایین، الکل های چرب، فسفاتیدها و بسیاری از ترکیبات معطر غیر تری گلیسریدی غیر مطلوب از چربی شسته، جدا می شوند که در نتیجه روغن خام shea با کیفیت بهتر حاصل می گردد. نتیجه گیری: در تمامی آزمایشات انجام گرفته، استخراج روغن با استفاده از روش های آنزیمی و یا تلفیقی از روش آنزیمی و روش های مرسوم، منجر به استخراج بهتر روغن از دیواره سلولی گشته، علاوه بر اینکه راندمان افزایش می یابد. کیفیت روغن های به دست آمده نیز در مقایسه با روش های متداول قبلی بهتر می باشد. محدودیت های عمده فرآیند استخراج آبکی با آنزیم، مسائل مربوط به دفع مقادیر زیاد آبی می باشد که در این فرآیند مورد استفاده قرار می گیرد. فاضلاب، حاوی مواد نامحلول نظیر پروتئین ها بوده که عملیات تصفیه آن را پر هزینه می سازد. اما به طور کلی استفاده از آنزیم ها در صنعت روغن موجب کاهش هزینه ها و اقتصادی تر شدن فرآیندهای تولید می گردد. تحقیقات آینده می توانند شامل استفاده از میکروارگانیسم های تولید کننده آنزیم های موردنظر به جهت مسائل هزینه ای و استفاده از این آنزیم های میکروبی باشد.