أقرأ أيضاً
التاريخ: 2-1-2018
5977
التاريخ: 2-1-2018
2680
التاريخ: 15-6-2022
2710
التاريخ: 2024-05-10
915
|
صناعة الزيوت النباتية
الزيوت النباتية (Vegetable Oils)، وهي جزء زيتي او دهني مستخلص من البذور او الثمار الزيتية، تمت معاملته بمجموعة من العمليات التقنية ليصبح صالحا للاستهلاك الادمي، حيث تعد البذور والثمار الزيتية المصدر الرئيس الذي تستخلص منه الزيوت النباتية. اما الجزء الباقي وهو (الكسب) فيستخدم في تغذية الحيوانات والدواجن على هيئة علائق (اعلاف مركزه).
تعد الزيوت النباتية من المواد الغذائية الاساسية في تغذية الانسان، حيث تمد الجسم بما يعادل ثلث حاجته من الطاقة اللازمة، والاحماض الدهنية الضرورية للنمو، والحماية من امراض عدة.
من اهم مصادر الزيوت والدهون النباتية المعدة لتغذية الانسان والمنتجات الغذائية ما يلي:
1- البذور الزيتية: وتشمل بذور فول الصويا، ودوار الشمس، والقرطم، والقطن، والسمسم، واللفت، والفول السوداني.
بذور زيتية
2- الثمار الزيتية: وتشمل ثمار الزيتون، ونخيل الزيت، وجوز الهند.
3- اجنة الحبوب: وتشمل جنين الذرة، والقمح والارز.
تختلف الخواص الوظيفية للزيوت النباتية باختلاف مصدرها، والغرض الذي تستعمل من اجله، فقد تستخدم كوسط لنقل الحرارة، وتحسين النكهة كما في حالة القلي والتحمير، او قد تضاف لمنتجات المخابز لتطريتها، او تضاف لمنتجات اللحوم والحلويات لتحسين طعمها ونكهتها، او قد تستهلك مباشرة، مثل: الزبد والمرجرين.
الجدير بالذكر انه لا يصلح زيت نباتي واحد لكل هذه الاغراض، ولذلك تلعب تقنية صناعة الزيوت دورا هاما في توفير الزيوت المناسبة لكل غرض على حده، وذلك بخلط الزيوت النباتية، او اجراء عملية الهدرجة او عملية التبلور الجزيئي، وفصل المكونات الى غير ذلك من الطرق التقنية.
يتناول هذا المقال العمليات التقنية التي تجري على البذور او الثمار النباتية الزيتية للحصول على زيت او دهن نقي بصورة صالحة للاستهلاك.
الاهمية الاقتصادية للزيوت النباتية
تحتل الزيوت النباتية المرتبة الاولى من حيث الانتاج العالمي للزيوت والدهون الغذائية، اذ تشكل 73% بينما يمثل انتاج الدهون الحيوانية 24% والزيوت البحرية 2%.
بلغ الانتاج العالمي من الزيوت النباتية الرئيسة في عام 2005م-2006م حوالي 147 مليون طن، وهذا يفسر انتشار زراعة المحاصيل الزيتية على نطاق واسع في معظم بلدان العالم.
وتهدف صناعة الزيوت النباتية الوطنية الى سد فجوة الطلب المحلي، وتحويل الثمار والبذور الزيتية غير القابلة للاستهلاك بشكلها الطبيعي الى مواد غذائية قابلة للاستهلاك، مثل الزيوت النباتية والزبد والسمن النباتي، وايجاد فرص عمل جديدة لأفراد المجتمع، وفتح فرص استثمارية للقطاع الخاص.
مراحل تصنيع الزيوت النباتية
تتم المعاملات التقنية للزيوت النباتية للحصول على زيت او دهن نقي او مشتقاته, وفقا للمراحل التالية:
* استلام وتخزين البذور
يتم استلام البذور في المصنع وفق شروط مسبقة، مثل: الحد الادنى لنسبة الزيت في البذور، ونسبة الشوائب، مثل: البراعم، بذور الحشائش، والنسبة المئوية للبذور المعطوبة... الخ، ثم تتم عملية التخزين بكميات كبيرة تناسب الطاقة الانتاجية للمصنع حتى يمكن تشغيل المصنع على مدار العام، وتحت ظروف مناسبة حفاظا على جودتها.
* اعداد البذور
تخضع البذور بعد استلامها من قسم التخزين الى عدد من المعاملات، التي تهدف الى تحسين جودة الزيت، وزيادة نسبة استخلاصه. وتشمل هذه المعاملات ما يلي:
- التنظيف: ويهدف الى ازالة المواد الغريبة المصاحبة للبذور الزيتية- مثل: التراب (الرمل)، والاحجار، وقطع المعادن، والبذور المصابة والمكسورة (البذور المعطوبة)،..الخ- بواسطة مناخل وهزازات وتيار هواء ومغناطيس، وتكمن اهمية هذه العملية في تحسين نوعية الزيت المنتج وحماية الاجهزة المستعملة من العطب.
- ازالة القشور: وتتم في حالة البذور التي تحتوي على قشرة سميكة او ملتصقة بالبذور، مثل: بذور الفول السوداني، ودوار الشمس، وفول الصويا. اما البذور التي لا تحتوي على قشور، مثل بذور اللفت، والكتان، والسمسم، فلا تحتاج الى تقشير. وتتم ازالة القشرة لبذور الفول السوداني بواسطة اجهزة سحق البذور، اما بذور دوار الشمس فيتم تقشيرها بواسطة الطواحين القرصية، او قذف البذور بسرعة عالية جدا، تنفلق بموجبها البذور من شدة الصدمة، بينما يتم تقشير بذور الصويا بواسطة التكسير.
- الطحن (الهرس): ويعمل على تحرير الزيت من داخل الخلايا الزيتية في البذور، اما الثمار الزيتية مثل ثمار نخيل الزيت فتحتاج الى تكسير لتحرير اللب.
- المعاملة الحرارية بالبخار: وتتم لبعض البذور الزيتية التي تحتاج اليها قبل عملية استخلاص الزيت، وتهدف الى:
1- تمزيق جدار الخلايا الزيتية مما يؤدي الى سهولة استخلاص الزيت.
2- خفض لزوجة الزيت، وبالتالي سهولة استخلاصه.
3- نزع البروتين، مما يؤدي الى تقليل خروج المواد البروتينية مع الزيت اثناء عملية الاستخلاص.
4- تثبيط نشاط الانزيمات التي تسبب تحلل الزيت او الاكسدة.
5- تقليل الحمل الميكروبي.
6- التخلص من المواد السامة مثل (الجوسيبول) التي قد توجد في بذور القطن او فول الصويا.
* استخلاص الزيت
من اهم طرق استخلاص الزيت ما يلي:
- الاستخلاص بالضغط الميكانيكي (Mechanical Extraction): وهي تناسب الثمار الزيتية، وفيها يستخلص الزيت من الرقائق المطبوخة بالضغط الميكانيكي (الكبس)، بواسطة الآلات الحلزونية التي تستعمل بشكل كبير في الاغراض التجارية او بواسطة الضغط الهيدروليكي، ولكن يعاب على هذه الطريقة- طريقة الضغط الميكانيكي- ما يلي:
- ارتفاع نسبة الزيت المتبقي في الكسب (4-6%).
- استخلاص الماء مع الزيت (تكون مستحلب).
- ارتفاع تكاليف الانتاج.
- محدوديتها، حيث انها تناسب فقط الثمار الزيتية.
- الاستخلاص بالمذيبات (Solvent Extraction): وفيها تستعمل المذيبات العضوية، مثل: الهكسان (Hexane) والايثر البترولي (Petroleum Ether) ذات الكفاءة العالية في استخلاص الزيت، حيث تقل نسبة الزيت المتبقي في الكسب عن 1%، لذلك فهي واسعة الانتشار لزيادة العائد منها، ولكن يجب ان تتوفر في المذيب الشروط التالية:
- ان يكون قادرا على اذابة المادة المراد استخلاصها.
- ان يكون درجة غليانه منخفضة، حتى يتم التخلص منه بسهوله اثناء عملية التقطير.
- ان يكون غير سام وغير قابل للاشتعال، ولا يسبب تأكل اجهزة الاستخلاص.
- ان يكون منخفض اللزوجة، حتى يتم ضخه بسهولة.
- ان يكون متوفرا واقتصاديا.
الجدير بالذكر ان الزيت المتحصل علية بعد عملية الاستخلاص يسمى بالزيت الخام، وهو يحتوي على 95% جليسريدات ثلاثية، والباقي 5%مركبات طبيعية مثل:
1- الجليسريدات الاحادية والثنائية.
2- الاحماض الدهنية الحرة.
3- الفوسفوليبيدات.
4- الشموع (الصموغ).
5- البروتينات.
6- الهيدروكربونات.
7- الاسترولات.
8- الصبغات (كاروتينات وكروفيلات).
9- الفيتامينات الذائبة في الدهون.
10- العناصر الفلزية (الحديد والنحاس).
يمكن ازالة المركبات الدهنية الطبيعية من خلال خطوات تقنية متلاحقة، ولكنها تعد غير مرغوبة للزيت باستثناء الفيتامينات الذائبة في الدهون، مثل فيتامين (هـ) الذي يعد مضادا للأكسدة، لذلك تجري العمليات التقنية بطريقة تحافظ على كميات هذا المركب.
* التكرير
تشتمل عمليات التكرير (Refining) على مجموعة من العمليات التقنية التي تجري بهدف تحويل الزيت الخام الى زيت صالح للاستهلاك (Edible Oil), وذلك بإزالة الشوائب والمواد غير المرغوبة، من خلال بعض او كل العمليات المذكورة في جدول (1).
- ازالة الصموغ (Degumming): وتجري على الزيت الخام من اجل ازالة المواد مثل الشمع، والفوسفوليبيدات (الليسثين), والتي تتراوح ما بين 2% الى 3%. وتتم هذه الطريقة: بإضافة الماء الساخن الى الزيت الخام بنسبة 1-3%، وتقليب الخليط لمدة 15 دقيقة حتى يصبح متجانسا، ثم رفع درجة حرارته حتى تصل الى مدى يتراوح ما بين 76-82 م لمدة 1-1.5 ساعة, ثم ضخه الى جهاز طرد مركزي ليتم فصل الزيت عن المواد الشمعية.
تهدف عملية ازالة الصموغ الى:
1- تسهيل التعامل مع الزيت اثناء اجراء عملية التكرير.
2- تقليل الفاقد من عملية التكرير بسبب ان معظم المواد التي تتم بهذه العملية عبارة عن مستحلبات.
3- تحسين جودة الزيت وصفات الحفظ.
4- الحصول على بعض المواد الليسيثين الذي يستعمل كمواد استحلاب.
- التعادل (Neutralization): وهي عبارة عن ازالة المواد الدهنية غير الجليسريدية الموجودة في الزيت الخام بواسطة محاليل مائية قلوية: لكي ينتج زيت ذو جودة وصفات حفظ عالية، وتشمل المواد التي يتم ازالتها:
1- الاحماض الدهنية الحرة
2- الفوسفوليبيدات
3- الصبغات (كاروتين وكلوروفيل)
4- الشموع
5- البروتينات
6- الهيدروكربونات
7- العناصر الفلزية (الحديد والنحاس)
يجب عند اجراء عملية التعادل مراعاة تقليل الفاقد من الجليسريدات الثلاثية، ومضادات الاكسدة الطبيعية.
ويمكن اجراء عملية التعادل بطريقتين هما:
يضاف المحلول القلوي الى الزيت عند درجة حرارة 32-38م، يقلب الخليط باستمرار ويسخن الى درجة حرارة تتراوح ما بين 75-82م، للمساعدة على تكون الصابون، وبالتالي فصل اكبر كمية من الزيت بواسطة عملية الطرد المركزي، اما المتبقي منه فينفصل بواسطة اضافة ماء ساخن (82م) بنسبة 10-15%،ومن ثم تعريضه لعملية الطرد المركزي.
- التبييض (Bleaching): ويتم فيها ازالة الصبغات الذائبة في الزيت مثل الكاروتين والكلوروفيل، فيكتسب الزيت النباتي بعدها اللون الخفيف الشفاف. تعتمد طرق التبييض للزيوت والدهون الغذائية على ادمصاص الصبغات بواسطة مواد ذات قدرة عالية الادمصاص، وتضاف بنسبة 1-2% من وزن الزيت المعادل.
ومن اهم مساحيق الادمصاص المستخدمة ما يلي:
1- مسحوق التبييض (Fuller’s Earth) ويتكون من سيليكات الالمونيوم المائية (Hydrated Aluminum Silicate)، وجل السيليكات (Silica Gel).
2- التراب المحمض (Acidic Earth) بحمض الكلور او حمض الكبريتيك.
3- الكربون المنشط (Activated Carbon).
- ازالة الرائحة (Deodorization): وتهدف الى ازالة المركبات المتطايرة التي تسبب رائحة او نكهة غير مرغوبة في الزيت، كمركبات الاكسدة الثانوية، مثل: الالدهيدات، والكيتونات، والكحولات، والهيدروكربونات، والاحماض الدهنية الحرة قصيرة السلسلة.
تتم عملية ازالة الرائحة بإمرار تيار من بخار الماء عند درجة حرارة 230م، وتحت ضغط منخفض يتراوح ما بين 3 الى 10مم زئبق، وبمعزل عن الهواء، فتكون مركبات النكهة غير المرغوبة على هيئة مواد متطايرة ذات فروق في درجة التطاير، وبذلك يتم التخلص منها ومن الجليسريدات الثلاثية.
منتجات الزيوت النباتية
هناك العديد من المنتجات الغذائية التي اساسها الزيوت النباتية، او تعد الزيوت النباتية احد مكوناتها الاساسية. تستخدم الزيوت النباتية كزيوت طبخ، او زيوت قلي، او زيوت سلطة، او لإنتاج السمن النباتي والمرجرين والمايونيز، او في انتاج المثلجات القشدية بعد اجراء بعض التعديلات المناسبة عليها، كما تستخدم في تغذية الحيوانات حيث تدخل في تركيب العلائق، وايضا تدخل في العديد من الصناعات الكيميائية.
تقسم منتجات الزيوت النباتية المستعملة في الاغذية من حيث قوامها الى:
اولا: الدهون السائلة
تعرف هذه الدهون بانها الزيوت التي توجد في الحالة السائلة عند درجة الحرارة الاعتيادية (درجة حرارة الغرفة)- لها نقطة انصهار منخفضة – ومن اهمها ما يلي:
تنقسم زيوت الطبخ من حيث النكهة الى:
1- زيوت ذات نكهة طبيعية: مثل زيت الزيتون، ولا تنزع منها مركبات النكهة لأنها مرغوبة وترفع سعرها.
2- زيوت منزوعة النكهة (متعادلة).
من اهم مميزات زيوت القلي، ما يلي:
ثانيا: الدهون اللينة
تعرف هذه الدهون بانها الزيوت التي تكون في حالة شبه صلبة عند درجة حرارة الغرفة، ومن اهمها يلي:
** السمن النباتي او الاصطناعي (Shortenings):
وقد كان يعرف في الماضي بانه عبارة عن المواد الدهنية الصلبة المستخرجة من شحم حيواني، والذي يضاف الى البسكويت والفطائر ليجعلها طرية (لينة). ولكن هذا التعريف اتسع الان ليشمل الدهون المستخدمة في منتجات المخابز ودهون القلي. ينتج السمن النباتي من اساس زيتي او دهني ومادة مكسبة للمرونة ومادة استحلاب، ومن اهم مصادره ما يلي:
- زيوت او دهون نباتية لها نقطة انصهار مرتفعة، مثل: زيت نخيل الزيت، وزيت نوى نخيل الزيت مع زيوت منخفضة في نقطة الانصهار.
- الزيوت او الدهون المهدرجة: وتتكون من زيت نباتي واحد او خليط من الزيوت النباتية المهدرجة جزئيا او كليا، وتنتج بكميات كبيرة، نظرا للتقدم في تقنية الهدرجة والاسترة المتبادلة. ويعد زيت الذرة وبذرة القطن وفول الصويا اكثر الزيوت النباتية استعمالا.
يتميز السمن النباتي بقدرته على تليين منتجات المخابر، حيث انه يحل بين طبقات الجلوتين (بروتين القمح) ويمنعها من التماسك مع بعضها او مع الكربوهيدرات اثناء عملية الخلط، وبالتالي يعمل على تقصير هذه الطبقات ليصبح القوام اكثر ليونة وطراوة.
يوجد بالأسواق عدة انواع من السمن النباتي تختلف حسب الغرض من استعمالها.
ويكتسب السمن النباتي اهمية كبيرة في الصناعات الغذائية لأنه:
** المرجرين (Margarine):
وهو عبارة عن مستحلب ماء في زيت (W/O)، بحيث تكون جزيئات الماء منفصلة عن بعضها بواسطة قطرات زيتية. وللمرجرين صفات طبيعية تجعل له طعما يشبه طعم الزبد وقوام مماثل لقوامه، حيث ينصهر عند وضعه في الفم، ويكون متماسكا (صلب) عند درجة حرارة الثلاجة، وقابلا للدهن بسهوله عند درجة حرارة الغرفة.
المرجرين
اكتشف المرجرين عام 1870 م بواسطة العالم الفرنسي (Mege-Mouries)، عندما عرض نابليون مكافاة لإنتاج بديل للزبد. وهو ينتج الان على نطاق عالمي بمعدل عالي، ويستخدم كبديل رخيص للزبد او كدهن قابل للفرد, يحضر المرجرين من انواع مختلفة من الزيوت، حيث كان اول دهن استعمل هو دهن الاوليو (Oleo Oil) الذي يفصل من شحم البقر بواسطة التبلور. وتستعمل حاليا الزيوت النباتية، مثل زيوت الذرة وفول الصويا، ودوار الشمس، ونخيل الزيت، ونوى نخيل الزيت، وبذور القطن، وجوز الهند، وقد تستخدم زيوت الاسماك، بعد ان تجرى عليها بعض العمليات التقنية، مثل: عمليات التجزئة، والاسترة المتبادلة، والهدرجة.
- اطوار المرجرين:- وهما:
1- الطور الدهني: وقد مر بعدة مراحل منها:
(أ)- مرحلة الدهون المأخوذة من شحم البقر (Oleo Oil)، ذو درجة الانصهار المنخفضة، والمحضر بواسطة التبلور باستخدام التبريد، وله صفات طبيعية شبيه بالزبد، حيث يكون صلب القوام عند درجات الحرارة المنخفضة، وينصهر في الفم بسهولة.
(ب)- مرحلة استعمال الزيوت النباتية، وذلك بعد التطور في تقنية عملية الاسترة المتبادلة، والهدرجة، وعلمية نزع الرائحة.
(ج)- مرحلة استعمال زيت نخيل الزيت وجوز الهند، لكن هذه الزيوت ضعيفة القوام، ولذلك تضاف لها زيوت اخرى، مثل: زيت نوى نخيل الزيت، ودوار الشمس، ومشتقات زيت نخيل الزيت (الاولين والاستيرين).
(د)- مرحلة انتشار استعمال الزيوت النباتية المهدرجة، وخاصة زيت فول الصويا، ودوار الشمس، والقرطم، وبذرة القطن.
(هـ)- مرحلة استخدام زيوت الاسماك، التي استخدمت حديثا في الدول الاوربية.
2- الطور المائي: ويتكون من الحليب منزوع الدهن او كامل الدسم، حيث يعد الحليب مصدرا رئيسا للنكهة. وتضاف مواد استحلاب وملح الطعام وبعض الفيتامينات ومواد حافظة، مثل: بنزوات الصوديوم.
- مراحل تحضير المرجرين:- وهي:
1- الوسط الدهني: ويمثل 80%، وهو عبارة عن زيوت نباتية مهدرجة جزئيا او كليا، او دهون حيوانية مهدرجة جزئيا، او خليط منهما.
2- الوسط المائي: ويمثل 20% ويتكون من الماء والبروتين (بروتين الحليب او فول الصويا)، وملح، ومواد ملونه، ومواد نكهة، وفيتامينات مثل (A,E,D)، ومستحلبات (الليسثين، والجلسريدات الاحادية او الثنائية)، ومضادات الاكسدة ومواد حافظة، مثل: بنزوات الصوديوم.
3- الخلط والتبريد: ويخلط الوسط الدهني مع الوسط المائي بنسبة 80% دهن و 20% ماء لتكوين مستحلب. ثم تجري عملية تبريد مستحلب الماء في الزيت (WO) باستخدام مبادلات حرارية، حيث تبدا العملية بتكوين النويات مصحوبة باختزال حجم قطيرات المستحلب، يلي ذلك مرحلة النضج (وصول عملية البلورة الى مرحلة التوازن) التي قد تتم بعد عملية تعبئة المنتج النهائي.
4- التسوية: وتتم بواسطة حفظ المنتج النهائي عند درجة حرارة 25-35 م لمدة 2-3 ايام، حيث تساهم هذه العملية في تحسين الليونة والصفات الزبدية والنكهة.
- انواع المرجرين:- وهي عديدة منها:
1- المرجرين الطري Soft (tub).
2- المرجرين اللزج Stick (packed)، والذي يمكن تقسيمه الى:
** المايونيز (Mayonnaise):
وهو عبارة عن مستحلب زيت في ماء (WO)- تنتشر خلاله قطرات الزيت في الوسط المائي- ومحضر من 60%-80% زيت نباتي بالإضافة الى صفار البيض او البيض الكامل والخل والليمون والتوابل. وتعتمد جودة المايونيز- من حيث النكهة وثبات المستحلب- على جودة الزيت المستعمل.
بعض مكونات المايونيز
- اطوار المايونيز وهما:
1- الطور الدهني: ويستعمل فيه الزيت المشتي فقط مثل: زيت فول الصويا والذرة وزيت بذور القطن، اما عند استعمال الزيت غير المشتي فان تكون البلورات اثناء التخزين في الثلاجة سيكسر نظام المستحلب، مما يتسبب في فصل الطور الدهني عن بقية المكونات.
2- الطور المائي: ويحتوي على:
(أ)- بيض كامل او صفار البيض: ويساهم صفار البيض في عملية الاستحلاب لاحتوائه على الفوسفوليبيدات، حيث انه يساعد على ثبات المستحلب بتكوين القوام الجلاتيني الصلب وكذلك مصدر اللون.
(ب)- الخل والليمون: ويستعملان كمواد حافظة ضد نمو الميكروبات، كما يساهمان في النكهة وكوسط مائي.
(ج)- السكر والملح: ويعدان مصدرا للنكهة والطعم.
الاستخدامات غير الغذائية للزيوت النباتية
توجد استخدامات اخرى للزيوت النباتية غير الاستخدامات الغذائية، اهمها:
1- منتجات للأغراض المنزلية، مثل: انتاج مواد التنظيف، والمطهرات، وبعض المنتجات الاخرى، مثل: الصابون والشامبو، ومعاجين الاسنان، وكريمات الحلاقة، ومساحيق التجميل وبعض الادوية.
2- منتجات للأغراض الصناعية، مثل: انتاج مطهرات، ومواد تنظيف، واحبار وكذلك مواد التشحيم والدهانات.
3- منتجات للأغراض الزراعية، مثل: انتاج المبيدات الحشرية (كمستحلبات)، وتغذية الحيوانات ( كمصدر طاقة لعمليات الايض).
المصدر
الفواز، محمد، (2008) مجلة العلوم والتقنية، العدد السابع والثمانون (الصناعات الغذائية الجزء الاول).
|
|
مخاطر خفية لمكون شائع في مشروبات الطاقة والمكملات الغذائية
|
|
|
|
|
"آبل" تشغّل نظامها الجديد للذكاء الاصطناعي على أجهزتها
|
|
|
|
|
المجمع العلميّ يُواصل عقد جلسات تعليميّة في فنون الإقراء لطلبة العلوم الدينيّة في النجف الأشرف
|
|
|