كشفت دراسة تايلاندية حديثة أن تقنيات الاستخراج الخضراء باستخدام سوائل فوق حرجة ومذيبات منخفضة الغليان تتفوق على الطرق التقليدية في استخلاص زيت غني بالمركبات المغذية من بذور فاكهة العاطفة (الباشن فروت) المهملة في مصانع العصائر.
مشكلة النفايات في صناعة العصائر
تتخلص مصانع عصر فاكهة العاطفة سنويًا من كميات هائلة من البذور واللب، حيث تُهدر نحو 70% من النواتج الثانوية، خاصة في خطوط إنتاج العصائر غير المصفاة. وقد شكك الباحثون طويلًا في أن هذا التيار من النفايات يخفي حمولة قيمة من المغذيات الذائبة في الزيت.
مقارنة أربع طرق استخلاص
نُشرت الدراسة في دورية "إنتاج الأغذية والمعالجة والتغذية"، وقارنت أربع طرق لاستخلاص الزيت الخام من تيارين من النواتج الثانوية في خط تجاري للعصير غير المصفى: بذور فاكهة العاطفة الصفراء الكاملة، وشظايا البذور المختلطة مع بقايا اللب (المعروفة بالهريس).
شملت الطرق المختبرة: ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج عند 25 ميجاباسكال و40 درجة مئوية في مستخلص بحجم تجريبي، وثنائي ميثيل الإيثر المسال - وهو مذيب منخفض الغليان يتبخر نظيفًا في درجة حرارة الغرفة دون ترك بقايا - بالإضافة إلى استخلاص الهكسان التقليدي والعصر البارد كمعايير مرجعية.
تفوق المذيبات الخضراء في العائد والجودة
أظهرت النتائج أن ثنائي ميثيل الإيثر المسال حقق أعلى عائد زيت على أساس الوزن الجاف: 27.36% للبذور الكاملة متفوقًا على 20.66% للهكسان، و18.12% للهريس متقدمًا على 17.33% لثاني أكسيد الكربون فوق الحرج و17.07% للهكسان، بينما تراجع العصر البارد إلى 2.69% للهريس و3.58% للبذور الكاملة.
أشار الباحثون إلى أن عوائد الطرق الغازية والمذيبية تجاوزت حتى محتوى الدهون المقاس بأسلوب سوكسلت، لأن هذه المذيبات الأقل انتقائية تستخلص الفوسفوليبيدات والصمغ والأصباغ والفينولات جنبًا إلى جنب مع ثلاثي أسيل الغليسيرول المحايد.
مؤشرات جودة زيت أنقى وأكثر استقرارًا
سجل زيت ثنائي ميثيل الإيثر أقل قيم الحمض والأحماض الدهنية الحرة (2.97 و3.21 ملغ هيدروكسيد بوتاسيوم/جم زيت للبذور والهريس على التوالي) وأقل قيم البيروكسيد (1.53 و1.80 ميلي مكافئ/كجم)، وكلها ضمن حدود قانون الأغذية (كودكس أليمنتاريوس).
في المقابل، تجاوزت زيوت ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج والعصر البارد الحد المسموح لقيمة الحمض (4 ملغ/جم)، مما يستدعي خطوة تعادل روتينية قبل الاستخدام الغذائي. وظلت جميع الزيوت الأربعة أقل بكثير من حد البيروكسيد.
حمولة مغذية استثنائية
تميزت المذيبات الخضراء بتركيزات عالية من المركبات الحيوية: تراوح إجمالي التوكوفيرولات (عائلة فيتامين هـ) بين 303.92 و468.34 ملغ/كجم، مع أعلى مستوى في زيت البذور الكاملة المستخلص بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (468.34) وزيت الهريس بثنائي ميثيل الإيثر (458.75).
بلغ إجمالي الفيتوستيرولات (الستيرولات النباتية المثبطة لامتصاص الكوليسترول) 370.02 إلى 673.67 ملغ/100 جم، وتصدر ثنائي ميثيل الإيثر القائمة بـ 673.67 ملغ/100 جم من الهريس. كما كشفت الدراسة لأول مرة عن وجود البوليكوسانولات (كحولات سلسلية طويلة مرتبطة بخفض الكوليسترول) بتركيزات 212.10 إلى 258.37 ملغ/100 جم، وهي مستويات تضاهي زيت نخالة الأرز.
سجل زيت الهريس المستخلص بثنائي ميثيل الإيثر أعلى محتوى كاروتينويد (2.97 ملغ/100 جم مكافئ بيتا كاروتين) وأعلى محتوى فينولي كلي (2014.50 ملغ/100 جم مكافئ حمض الغاليك) وأقوى نشاط مضاد للأكسدة في اختبارات DPPH وFRAP وABTS (7115.89 ملغ/100 جم مكافئ تروكس في اختبار ABTS).
تحليل المكونات الرئيسية يؤكد التفوق
أوضح تحليل المكونات الرئيسية أن المكونين الأولين فسرا 92.2% من التباين في البيانات الفيزيوكيميائية، وفصلا الزيوت بوضوح حسب طريقة الاستخلاص. وأظهر نموذج المركبات الحيوية أن استخلاص الهكسان لم يرتبط بشكل معنوي بالتوكوفيرولات أو الفيتوستيرولات أو البوليكوسانولات، بينما تجمعت طريقتا ثنائي ميثيل الإيثر وثاني أكسيد الكربون فوق الحرج بقوة مع هذه المركبات.
آفاق صناعية وتحديات مقبلة
خلص الباحثون إلى أن ثنائي ميثيل الإيثر المسال وثاني أكسيد الكربون فوق الحرج يمثلان المسارين الأكثر وعدًا لتحويل نفايات عصير فاكهة العاطفة إلى زيت عالي القيمة غني بالمغذيات الذائبة في الدهون، مع أهمية محتملة لإدارة الكوليسترول بفضل محتوى الفيتوستيرولات والبوليكوسانولات.
أقر الفريق بالقيود: أجريت التجربتان بمقاييس مختلفة (وعاء تجريبي 5 لترات لثاني أكسيد الكربون وجهاز مختبري 200 جم لثنائي ميثيل الإيثر)، ولم تُقاس استهلاك الطاقة وبصمة الكربون واسترجاع المذيب، ولم يُقس ثنائي ميثيل الإيثر المتبقي مباشرة في الزيوت. ودعوا إلى تحسين معلمات ثنائي ميثيل الإيثر لاستعادة الفينولات، وقياس المذيب المتبقي بالكروماتوغرافيا الغازية للرأس، وإجراء تحليلات تقنية-اقتصادية ودورة حياة لتأكيد جدوى هذه المنصات الخضراء على النطاق الصناعي.
