تكسير مادة الجلوكوسينولات السامة بأشعة الميكروويف المتأينة

Glucosinolates detoxification by microwaving, micronization and extrusion

"التأين الدقيقة والبثق بأشعة الميكروويف لإزالة سمية الجلوكوسينولات"

بقلم

محمود سلامة الهايشة

كاتب وباحث مصري

[email protected]

        يوجد في بذور المحاصيل الزيتية وخاصة التي زرعت ونمت في بيئات صحراوية أو استوائية وتعرضت إلى إجهاد وظروف بيئية صعبة، مواد تعد ضارة وسامة للحيوانات التي تتغذى عليها، وإذا ما قمنا بعملية استخلاص الزيوت للاستهلاك الآدمي، ينتج مخلف ألا وهو تفل تلك البذور، والتي تحتوي على نسب عالية جدا من هذه المواد التي تسمى بعوامل مضادة للتغذية، فكان لزاماً على العلماء والباحثين إيجاد حلول للتخلص من تلك العوامل المضادة للتغذية.

تقوم أشعة الميكروويف بتثبيط أنزيم الميروسيناز ونزع الجلوكوسينولات في كسب بذور اللفت، بحيث يعامل بأشعة ذات طول موجي 2450 ميجاهيرتز ولمدة دقيقتين ونصف، وذلك بعد تهيئة الظروف قبل المعاملة، حيث يتم إضافة 13 جرام من الماء لكل كيلوجرام كسب بذور اللفت، لمدة 24 ساعة على درجة حرارة 4 درجة مئوية.

أظهرت الأبحاث أن نتائج التحلل تراوحت ما بين 70 إلى 254 ميكرومول لكل ملليمول في الاكساب المختلفة. زيادة تحلل الجلاكوسينولات مع زيادة الرطوبة ومدة التعرض لتسخين الميكروويف. تغذية كسب بذور اللفت المعاملة بالميكروويف (6.7 ميكرومول إجمالي الجلاكوسينولات في كل 1 جرام كسب) والمضاف في وجبات للفئران على الرغم من تحسن استهلاك الغذاء والقيمة الغذائية، إلا أن ضعف النمو وتأثيرات الناتجة من الغدة الدرقية باقية!!؛ هذا يعني أنه برغم تقليل نسبة الجلاكوسينولات في الكسب بشكل كبير، وزيادة اقبال الفئران على تناوله وارتفاع قيمته الغذائية إلا أن الجلاكوسينولات مازالت تؤثر على هرمونات التمثيل الغذائي مما يؤدي إلى ضعف في النمو والزيادة الوزنية!!

وكانت عملية المعاملة بالميكروويف micronization لكسب بذور اللفت RSM لمدة 90 ثانية في 195 ◦C درجة الحرارة الحرارية فعالة في الحد من الجلاكوسينولات المحتويات. إزالة أشعة الميكروويف Micronization حوالي 370 ميكرومول / مليمول إجمالي الجلاكوسينولات، وترك آثار لكل من ايزوثيوسيانيتس isothiocyanates و oxazolidinedione. حسنت معاملة الميكروويف لكسب بذور اللفت RSM من قيمته الهضمية والغذائية في علائق الخنازير النامية.

كان قذف/بثق/تحليل كسب بذور اللفت RSM بأشعة الميكروويف أكثر فعالية في إزالة الجلاكوسينولات. القذف الجاف للـ RSM تخفيض إجمالي الجلاكوسينولات في نطاق 193-428 ميكرومول / مليمول. أدى القذف الرطب لكسب بذور اللفت المرتفعة في الجلاكوسينولات glucosinolate مع الأمونيا ( على درجة حرارة 150 درجة مئوية، 200 دورة في الدقيقة، مع 2٪ الأمونيا) انخفاض عالي جدا (670 ميكرومول / ملمول) في مجموع المحتوى الجلاكوسينولات. إدراج RSM المقذوف في النظام الغذائي تحسنت كمية المادة الجافة، وزيادة الوزن الحي والقيمة البيولوجية للبروتين.

Microwaving, micronization and extrusion

Microwave irradiation at 2450-MHz for 2.5 min of pre-conditioned (moisture 13 g/kg, 24h at 4◦C) rapeseed meal (RSM) inactivated myrosinase enzyme and decomposed glucosinolates. The glucosinolate decomposition ranged from 70 to 254 µmol/mmol in different meals (Maheshwari et al., 1980; Aumaitre et al., 1989). Decomposition of glucosinolates increased with increasing moisture and period of exposure to microwave heating. Feeding microwave treated rapeseed meal (6.7 µmol total glucosinolates g−1 meal) diets to mice though improved intake and nutritive value, the growth depression and goitrogenic effects remained (Maheshwari et al., 1980).

The micronization process for 90 s at 195 ◦C thermal temperature of RSM was effective in reducing glucosinolates contents. Micronization removed 370 µmol/mmol total glucosinolates, all isothiocyanates and leaving a traces of oxazolidinethione. Micronized RSM inclusion improved the digestibility of nutrients in growing pigs (Lawrence, 1978; Fenwick et al., 1986).

Extrusion of RSM was more effective over microwaving in removing glucosinolates. Dry extrusion of RSM reduced total glucosinolates in range of 193–428 µmol/mmol (Smithard and  Eyre, 1986; Aumaitre et al., 1989; Fenwick et al., 1986). Wet extrusion of high glucosinolate rapeseed meal with ammonia (150 ◦C, 200 rpm, with 2% ammonia) resulted a very high reduction (670 µmol/mmol) in total glucosinolates content (Huang et al., 1995). The inclusion of extruded RSM in diet improved dry matter intake, live weight gain and biological value of protein.

References:

Maheshwari, P.N., Stanley, D.W. and Van de Van, F.R. (1980). Microwave treatment of dehulled rapeseed meal to inactivate myrosinase and its effect on oil meal quality. J. Am. Oil Chem. Soc. 57, 194–199.

Aumaitre, A., Bourdon, D., Peiniau, J. and Freire, J.B. (1989). Effect of graded levels of raw and processed rapeseed on feed digestibility and nutrient utilization in young pigs. Anim. Feed Sci. Technol. 24, 275–287.

Fenwick, G.R., Spinks, E.A., Wilkinson, A.P., Heaney, R.K. and Legoy, M.A., (1986). Effect of processing on the antinutrient content of rapeseed. J. Sci. Food Agric. 37, 735–741.

Lawrence, T.L.J. (1978). Effects of micronization on the digestibility of whole soya beans and rapeseeds for the growing pigs. Anim. Feed Sci. Technol. 3, 179–189.

Aumaitre, A., Bourdon, D., Peiniau, J. and Freire, J.B. (1989). Effect of graded levels of raw and processed rapeseed on feed digestibility and nutrient utilization in young pigs. Anim. Feed Sci. Technol. 24, 275–287.

Smithard, R.R. and Eyre, M.D. (1986). The effect of dry extrusion of rapeseed with other feedstuffs upon its nutritional value and anti-thyroid activity. J. Sci. Food Agric. 37, 136–140.

Huang, S., Liang, M., Lardy, G., Huff, H.E., Kerley, M.S. and Hsieh, F. (1995). Extrusion process of rapeseed meal for reducing glucosinolates. Anim. Feed Sci. Technol. 56, 1–9.