نقش روغن در صنعت غذایی
چربی‌ها و روغن‌های خوراکی در کنار کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها یکی از سه دسته اصلی غذاها را تشکیل می‌دهند. روغن‌های خوراکی معمولاً در تولید مواد غذایی صنعتی و پخت و پز خانگی در سراسر جهان استفاده می‌شوند. آنها منبع اصلی تامین چربی‌های غیراشباع و ویتامین E در رژیم غذایی انسان هستند. بسیاری از سرآشپزهای حرفه‌ای و کارشناسان صنایع غذایی به اهمیت استفاده از روغن‌ها در ایجاد بهترین طعم ممکن در غذاها آگاه هستند. روغن‌ها و چربی‌های خوراکی در بسیاری از محصولات نه تنها برای خوش‌مزه‌کردن ماده غذایی، بلکه به دلیل خواص کارکردی آنها استفاده می‌شوند.
تصفیه روغن خوراکی
روغن‌های خوراکی عمدتاً قبل از مصرف تصفیه می‌شوند تا طعم حاصل از نظر حسی خنثی باشد. حتی وجود مقادیر بسیار کوچکی از مواد فرار طعم‌دار به راحتی توسط مصرف کننده درک می‌شود. در ایالات متحده آمریکا و بسیاری از کشورهای اروپایی، مصرف‌کنندگان، روغن‌های بدون طعم را ترجیح می‌دهند. در حالی که در برخی از کشورهای اروپایی، آسیایی و آفریقایی، طعم‌های طبیعی ضعیف روغنی، مغز‌های گیاهی یا کره‌ای قابل تحمل هستند و اغلب حتی مورد نیاز هستند. همه روغن های خوراکی حاوی توکوفرول در مقادیر و نسبت‌های مختلف هستند. توکوفرول‌ها در طول فرآیند بوزدایی که آخرین مرحله در تصفیه روغن خوراکی است تا حدی حذف می‌شوند. اسید سیتریک اغلب قبل از بوزدایی به روغن‌های خوراکی اضافه می‌شود و محصولات تجزیه آن نیز به عنوان هم افزایی توکوفرول‌ها کارآمد هستند.
شیمی روغن‌ها
اصطلاحات "چربی" و "روغن" با توجه به وضعیت فیزیکی این مواد در دمای اتاق استفاده می‌شود. چربی‌ها در حالت نیمه جامد هستند و ظاهر جامد دارند، در حالی که روغن ها در حالت مایع هستند. از نظر شیمیایی، چربی‌ها و روغن‌ها مخلوط‌هایی حاوی بیش از 95 درصد مولکول‌های تری اسیل گلیسرید و همچنین اجزای دیگر شامل فسفولیپیدها، گلیکولیپیدها، اسیدهای چرب آزاد، مونوگلیسریدها یا دی آسیل گلیسریدها هستند. هنگامی که به ترکیب مولکولی چربی‌ها و روغن‌های خوراکی اشاره می‌کنیم در واقع منظور همان تری گلیسریدها هستند و از اجزای دیگر اجتناب می‌کنیم، زیرا آنها کمتر از 5 درصد هستند. تری گلیسریدها را در مقالات می‌توان با نام تری گلیسرول نیز یافت. هر چه تعداد پیوندهای دوگانه یا تعداد پیوندهای بین دو کربن بیشتر باشد دمای نقطه ذوب روغن کمتر می‌شود.
منابع استحصال روغن خوراکی
چربی و روغن خوراکی را می‌توان از حیوانات خشکی یا آبزی، از دانه یا برگ بسیاری از گیاهان، از پالپ، مغز و هسته میوه به دست آورد:
- روغن‌های گیاهی
روغن‌های گیاهی فرآوری‌شده ارزان‌تر از چربی‌های به‌دست‌آمده از منابع حیوانی هستند و همین مسئله آنها را به گزینه‌ای محبوب برای صنایع غذایی تبدیل می‌کند. بیشترین میزان روغن گیاهی، از نخل و سویا حاصل می‌شود. روغن‌های گیاهی اصلاح شده اخیرا طرفدار پیدا کرده‌اند؛ روغن‌های مایع گیاهی را در آب ریزپوشانی می‌کنند تا چربی‌های جامد با نقطه ذوب بسیار بالا ایجاد شود. به عنوان مثال، روغن نارگیل دستکاری شده، خواص سلول‌های چربی حیوانی را در خود دارد تا محتوای چربی مصرفی را کاهش دهد و ترشح چربی و طعم را در طول فرآیند پخت کنترل کند. از دیگر پیشرفت‌ها می‌توان به این اشاره داشت که یک بیوکاتالیست جدید برای بهینه سازی نقطه ذوب، روغن‌های گیاهی فاقد چربی‌های ترانس تولید کرده است.
- روغن با منشا میکروارگانیسمی
این روش به زمین و آب کمتری نیاز دارد و اغلب دی اکسید کربن کمتری نسبت به سایر روش‌های تولید روغن آزاد می‌کند. همچنین می‌توان با این روش خواص و ترکیبات روغن را طراحی و مهندسی کرد که به طور بالقوه منجر به تولید روغن‌های کاربردی‌تر یا سالم‌تر می‌شود.
- روغن با منشا باکتریایی
اخیرا چند شرکت در حال کار بر روی تحقیق و توسعه این مسیر برای فرآوری روغن‌های گرید غذایی هستند. از باکتری‌ها برای تولید اسیدهای چرب استفاده می‌کنند که بر اساس فناوری نوین است.
- روغن استحصال شده از ریز جلبک‌ها
دلیل اینکه ماهی‌ها دارای مقدار زیادی روغن امگا 3 هستند این است که آنها ریزجلبک‌ها را می‌خورند. این گیاهان آبی تک سلولی، در واقع تولیدکنندگان اولیه روغن هستند. برخی شرکت‌ها فرآیندی را برای رشد ریزجلبک‌ها در تخمیرهای صنعتی برای تولید روغن‌های امگا 3 توسعه داده‌اند. با استفاده از پلتفرمی خاص و مهندسی ژنتیک، روغن را برای کاربردهای خاص از ریز جلبک طراحی و استخراج می‌کنند.
- استحصال روغن از مخمر
پژوهش‌هایی به منظور جایگزینی روغن تهیه شده از مخمر برای جایگزینی روغن پالم انجام شده است. با استفاده از قارچ میسلیوم یک چربی ساختار یافته سنتز کرده‌اند تا خواص چربی حیوانی را تقلید کند.
اکسیداسیون روغن خوراکی
روغن‌های خوراکی از حدود 96 درصد تری اسیل گلیسرید و همچنین اسیدهای چرب آزاد، فسفولیپیدها، فیتواسترول‌ها، توکوفرول‌ها و سایر آنتی‌اکسیدان‌ها یا موم‌ها تشکیل شده‌اند. تمام روغن‌ها و چربی‌ها به طور بالقوه در طول نگهداری اکسید می‌شوند. سرعت اکسیداسیون در درجه اول به عوامل ذاتی مانند پروفایل اسیدهای چرب، اجزای جزئی از جمله رطوبت و سایر ناخالصی‌ها، کیفیت پردازش و همچنین به عوامل خارجی مانند دمای ذخیره سازی، حضور هوا (اکسیژن) و نور بستگی دارد. اکسیداسیون لیپید نه تنها می‌تواند بو ترشی، طعم‌های نامطبوع و تغییر رنگ ایجاد کند، بلکه باعث افت کیفیت غذایی و ایمنی به دلیل زایش فرآورده‌های حاصل از اکسیداسیون می‌شود. در نتیجه اثرات مضری بر سلامت انسان خواهد داشت. تغییرات الگوی طبیعی اسیدهای چرب و موقعیت اسیدهای چرب می‌تواند بر حساسیت و مقاومت آن در برابر فرآیند اکسیداسیون و همچنین کیفیت و ارزش غذایی آن تأثیر بگذارد.
شیمی اکسیداسیون روغن خوراکی
روغن‌های خوراکی با محتوای بالاتر اسیدهای چرب غیراشباع، به ویژه اسیدهای چرب غیر اشباع چندگانه بیشتر در معرض اکسیداسیون هستند. اکسیداسیون روغن‌های خوراکی با پیوندهای مضاعف اسیدهای چرب در مولکول تری گلیسرول آغاز می شود. اولین محصولات اکسیداسیون لیپید، هیدروپراکسیدها هستند که بی‌مزه و بی‌بو هستند و بنابراین طعم و کیفیت روغن را به طور قابل توجهی از بین نمی‌برند. مشکل این است که این ترکیبات به طور کلی ناپایدار هستند و منجر به تشکیل محصولات اکسیداسیون ثانویه مانند کتون‌ها، آلدئیدها، الکلها، لاکتونها، هیدروکربن‌ها، استرها و موارد دیگر می‌شوند. از آنجایی که برخی از این ترکیبات آستانه تحمل بسیار پایینی برای بو یا طعم دارند، تخریب محصول خیلی سریع آشکار می‌شود.
مقابله با اکسیداسیون
یکی از چالش‌های اصلی صنعت فرآوری روغن، حفظ کیفیت بالای محصول پس از فرآوری تا زمان استفاده توسط مصرف کننده است. مشخص‌ترین تغییراتی که در طی فرآیند اکسیداسیون بیشتر و بیشتر آشکار می شود، ایجاد طعم و بوی نامطبوع است، اما تغییراتی در رنگ، ویسکوزیته، چگالی و حلالیت نیز رخ می‌دهد. پیامدهای بیشتر شامل از دست دادن اسیدهای چرب ضروری، تخریب ویتامین‌ها و پرو ویتامین‌ها می‌باشد. این تغییرات به شدت بر ارزش غذایی و کیفیت حسی روغن های خوراکی تأثیر می‌گذارند. با این حال، پایداری اکسیداتیو روغن‌های خوراکی نه تنها به شرایط در حین ذخیره سازی بستگی دارد، بلکه به تاریخچه مواد خام و مراحل فرآوری مربوطه نیز بستگی دارد.
روغن‌های خوراکی هیدروژنه
پایداری اکسیداتیو روغن ها نیز تحت تأثیر مواد غیر تری گلیسیرید مانند آنتی اکسیدان‌های طبیعی، فسفولیپیدها، اسیدهای چرب آزاد، مونو و دی گلیسریدها، پلیمرها و موقعیت پیوندهای دوگانه اسیدهای چرب در روغن است. سازندگان از هیدروژناسیون به عنوان راهی برای جلوگیری از اکسیداسیون روغن‌ها و تضمین ماندگاری طولانی آنها استفاده می‌کنند. روغن‌های گیاهی تا حدی هیدروژنه در فست‌فودها و صنایع غذایی استفاده می‌شوند، زیرا بافت و تردی مطلوب را به غذاهای پخته شده و سرخ‌شده می‌دهند. روغن‌های گیاهی تا حدی هیدروژنه در برابر تجزیه در دمای بالای پخت مقاوم تر هستند. از آنجایی که روغن های هیدروژنه نقطه دود بالایی دارند، برای سرخ کردن بسیار مناسب هستند.
روغن در نقش روان‌کننده
وقتی به روغن و غذا فکر می‌کنید، ممکن است در ابتدا غذاهای حاوی روغن را در نظر بگیرید. با این حال، روغن در صنعت تولید مواد غذایی بسیار بیشتر از آن معنا دارد. روغن به طور گسترده‌ای در فرایند تولید مواد غذایی به عنوان روان کننده استفاده می‌شود و عملکرد روان و موثر تجهیزات را تضمین می‌کند. روان‌کننده‌های گرید غذایی برای اهداف مشابهی مانند سایر محصولات روان کننده استفاده می‌شوند. آنها از تجهیزات گران قیمت در برابر سایش و پارگی، اکسیداسیون، اصطکاک، خوردگی به خصوص در جاهایی که گرما یا فشار بیش از حد وجود دارد، محافظت می‌کنند.
