Utafiti huu unachunguza matumizi ya dondoo tatu za mimea, kila moja peke yake na katika michanganyiko tofauti, ili kupunguza uharibifu wa kioksidishaji ambao ni mojawapo ya matatizo makubwa ya ubora wa mafuta ya samaki. Mafuta ya samaki yana thamani hasa kwa kuwa na asidi za mafuta za omega-3 za mnyororo mrefu zenye vifungo vingi visivyojaa, kama EPA na DHA. Hata hivyo, muundo huu usiojaa ndio unaoyafanya yawe nyeti kwa oksijeni, joto, mwanga na masharti ya uchakataji. Uoksidishaji unapoendelea, mafuta ya samaki yanaweza kupata harufu mbaya, ladha chungu/iliyoharibika, kupungua kwa thamani ya lishe na kufupika kwa muda wa kuhifadhi.

Watafiti walitafuta suluhisho la tatizo hili kwa kutumia michanganyiko ya dondoo asilia za mimea badala ya antioxidant sintetiki BHA. Mimea mitatu ilitumika katika utafiti: Ocimum sanctum, yaani basil takatifu/Tulsi, Moringa oleifera, yaani moringa, na Plectranthus amboinicus, yaani Indian borage/Country Borage. Dondoo zilitayarishwa kutoka kwa mimea hii kwa kutumia ethanoli ya %70, kisha maudhui yao ya jumla ya fenoli, shughuli za kuondoa radikali za DPPH, uwezo wa kuchelewesha uoksidishaji katika mafuta ya samaki, uwezo wa kuhifadhi asidi za mafuta na mchango wao kwa ubora wa hisia vilitathminiwa.

Matokeo muhimu zaidi ya utafiti ni kwamba baadhi ya michanganyiko ya dondoo za mimea inaweza kutoa ulinzi wenye nguvu zaidi kuliko dondoo moja moja na hata kuliko BHA. Hasa mchanganyiko wa vitu vitatu kwa uwiano wa O. sanctum : M. oleifera : P. amboinicus = 2:1:1 ulijitokeza kwa kuwa na viwango vya juu zaidi vya sababu ya uthabiti na nguvu ya antioxidant. Utafiti unaeleza kuwa sababu ya uthabiti ya mchanganyiko huu ilikuwa mara 2,07 zaidi kuliko BHA. Aidha, mchanganyiko wa vitu viwili wa O. sanctum : M. oleifera = 2:1 pia ulionyesha athari kubwa ya kisinergia.

Katika jaribio la uoksidishaji ulioharakishwa, sampuli za mafuta ya samaki zilihifadhiwa kwa siku 15 katika 60°C. Matokeo yaliyofuatiliwa kwa kutumia thamani ya peroksidi, thamani ya p-anisidine na kiashirio cha jumla cha uoksidishaji yalionyesha kuwa dondoo za mimea zilipunguza kasi ya uoksidishaji. Ulinzi bora zaidi kwa ujumla ulionekana katika mchanganyiko wa vitu vitatu wa 2:1:1 na mchanganyiko wa vitu viwili wa 2:1. Kwa upande wa wasifu wa asidi za mafuta, mchanganyiko wa vitu vitatu wa 2:1:1 pia ndio uliolinda vyema zaidi omega-3, EPA+DHA na jumla ya asidi za mafuta zenye vifungo vingi visivyojaa baada ya siku 15.

Tathmini ya hisia pia ilikuwa sehemu muhimu ya utafiti. Mafuta ya samaki hayapaswi kubaki thabiti kikemia pekee; harufu kali ya samaki, harufu ya mafuta yaliyoharibika na ladha isiyopendeza pia hupunguza kukubalika kwa watumiaji. Utafiti ulieleza hasa kwamba michanganyiko yenye O. sanctum na P. amboinicus ilikuwa na ufanisi katika kuficha harufu na ladha ya samaki. Kwa hiyo, utafiti unaonyesha kwamba michanganyiko ya dondoo za mimea inaweza kuwa na uwezo wa kuboresha si tu uthabiti dhidi ya uoksidishaji bali pia kukubalika kwa hisia kwa mafuta ya samaki. Hata hivyo, utafiti huu ni preprint ambayo haijapitiwa na mapitio ya wenzao; hivyo matokeo yanapaswa kusomwa kama utafiti wa sayansi ya chakula unaotia matumaini, huku ikikumbukwa kuwa uthibitishaji mpana zaidi unahitajika kabla ya matumizi ya viwandani.

Maelezo ya Kina

Mafuta ya samaki ni chanzo muhimu cha mafuta katika sayansi ya chakula na lishe. Sababu kuu ni kwamba yana utajiri wa asidi za mafuta za omega-3 za mnyororo mrefu zenye vifungo vingi visivyojaa, yaani PUFA. EPA na DHA hasa zinachukuliwa kuwa asidi muhimu za mafuta katika lishe ya binadamu. Utafiti unaeleza kuwa asidi za mafuta za omega-3 zina umuhimu katika maeneo yanayohusishwa na hatari mbalimbali za kiafya kama afya ya moyo na mishipa, kimetaboliki ya lipid, kisukari cha aina ya 2, arthritis, shinikizo la damu, mkusanyiko wa chembe sahani, matatizo ya afya ya akili, magonjwa ya autoimmune na unene kupita kiasi.

Hata hivyo, muundo huu wa kikemia unaoyapa mafuta ya samaki thamani pia huyafanya yawe dhaifu. Kwa kuwa asidi za mafuta zenye vifungo vingi visivyojaa zina zaidi ya kifungo kimoja maradufu katika muundo wao wa molekuli, zina uwezekano mkubwa zaidi wa kuoksidishwa kuliko asidi za mafuta zilizojaa. Kadiri idadi ya vifungo maradufu inavyoongezeka, ndivyo asidi ya mafuta inavyokuwa rahisi zaidi kuitikia oksijeni. Kwa sababu hiyo, mafuta ya samaki yenye EPA na DHA nyingi yanaweza kuharibika kwa urahisi wakati wa kuhifadhi na kuchakata.

Uoksidishaji wa lipid si tukio rahisi la “mafuta kuharibika”. Katika hatua ya kwanza huundwa bidhaa za msingi za uoksidishaji kama hidroperoksidi. Baadaye zinaweza kubadilika kuwa bidhaa za sekondari za uoksidishaji kama aldehidi, ketoni na misombo mbalimbali tete. Utafiti unaeleza kuwa misombo kama 4-hydroxyhexenal na 4-hydroxynonenal inaweza kutokea kutokana na michakato ya msingi na ya sekondari ya uoksidishaji na inaweza kuhusishwa na msongo wa kioksidishaji. Kwa mtazamo wa chakula, mchakato huu humaanisha harufu mbaya ya samaki, harufu ya mafuta yaliyoharibika, kupungua kwa thamani ya lishe, kufupika kwa muda wa kuhifadhi na hasara ya kiuchumi.

Mojawapo ya suluhisho za kawaida za tatizo hili katika sekta ya chakula ni kuongeza antioxidant. Antioxidant zinaweza kudhibiti radikali huru zinazoundwa wakati wa uoksidishaji wa mafuta, kusimamisha mnyororo wa athari au kupunguza mchakato kwa kuingiliana na ioni za metali zinazoanzisha uoksidishaji. Antioxidant sintetiki kama BHA, BHT, propyl gallate na TBHQ zimetumika kwa miaka mingi. Hata hivyo, utafiti unaeleza kuwa kuna mijadala kuhusu usalama wa antioxidant sintetiki na kwamba baadhi ya nchi zimeweka mipaka kwa viwango vya matumizi ya vitu hivi.

Kwa sababu hiyo, utafutaji wa antioxidant asilia umekuwa muhimu zaidi. Dondoo za mimea zinaweza kuwa na misombo ya fenoli, flavonoidi, misombo tete na molekuli mbalimbali hai kibiolojia. Molekuli hizi zinaweza kuonyesha athari ya antioxidant kwa njia nyingi badala ya kupitia utaratibu mmoja wa kikemia. Lakini kuna jambo muhimu hapa: dondoo moja ya mmea si lazima iwe suluhisho bora kila wakati. Vipengele vya antioxidant kutoka mimea tofauti vinapounganishwa vinaweza kuimarishana; hii huitwa athari ya kisinergia. Kinyume chake pia kinawezekana: baadhi ya misombo ikitumika pamoja inaweza kupunguza athari za kila mmoja; hii huitwa athari ya kiantagonisti.

Utafiti huu unalenga hasa swali hili: Je, dondoo za basil takatifu, moringa na Indian borage zina ufanisi zaidi zikitumika moja moja, au zinapounganishwa kwa uwiano fulani zinaweza kuunda mfumo wa kisinergia unaolinda mafuta ya samaki dhidi ya uoksidishaji kwa ufanisi zaidi?

Mimea iliyotumiwa katika utafiti ilichaguliwa kwa makusudi. Ocimum sanctum ni mmea unaojulikana katika utamaduni wa Ayurveda na unahusishwa na misombo kama eugenol, methyl eugenol, asidi ya rosmarinic, asidi ya caffeic na quercetin. Moringa oleifera inajulikana kwa maudhui yake mengi ya lishe na wasifu wa fenoli/flavonoidi. Plectranthus amboinicus nayo inajitokeza kwa sifa zake za kunukia na matumizi kama mmea wa dawa. Mimea hii ilitathminiwa kwa uwezo wake wa antioxidant na pia kwa uwezo wa kuficha harufu mbaya ya mafuta ya samaki.

Kwa dondoo za mimea, kwanza majani yalisafishwa, yakakaushwa kwa saa 72 katika 40 ± 1°C, yakasagwa kuwa unga laini, yakapitishwa kwenye kichujio cha 0,5 mm na kuhifadhiwa kwa kufungashwa kwa utupu katika 4°C. Katika hatua ya uchimbaji, 20 g za unga wa majani yaliyokaushwa zilichanganywa na 200 mL ya ethanoli ya %70 kwa saa 48 katika halijoto ya chumba kwa kuchanganywa mfululizo. Mabaki yalichimbwa tena mara tatu kwa kiyeyushi kilekile, filtrati zikaunganishwa na zikakaushwa kwa kugandisha katika -55°C kwa saa 48. Njia hii ilikusudiwa kupata fenoli na vipengele vingine vya polar vilivyo hai kibiolojia kutoka kwa mimea kwa kutumia ethanoli, ambayo ni kiyeyushi kinachofaa kwa chakula.

Mavuno ya uchimbaji yalitofautiana kulingana na mmea. Mavuno ya juu zaidi yalipatikana katika dondoo ya M. oleifera kwa %5,01 ± 0,7. Ilifuatiwa na O. sanctum kwa %4,27 ± 0,30 na P. amboinicus kwa %3,65 ± 0,88. Matokeo haya yanaonyesha kuwa kiasi kikubwa zaidi cha dondoo ghafi kilipatikana kutoka moringa; hata hivyo, kiasi cha dondoo hakimaanishi moja kwa moja nguvu ya antioxidant. Utendaji halisi wa antioxidant hutegemea aina na kiasi cha misombo hai ndani ya dondoo na namna inavyotenda katika mazingira ya mafuta.

Matokeo ya jumla ya maudhui ya fenoli yanaonyesha hili wazi. O. sanctum ilikuwa na maudhui ya juu zaidi ya fenoli, 82,45 ± 1,11 mg GAE/g. M. oleifera ilikuwa na 55,63 ± 0,79 mg GAE/g, huku P. amboinicus ikiwa na 36,37 ± 2,24 mg GAE/g. Hivyo, ingawa moringa ilitoa mavuno makubwa zaidi ya uchimbaji, basil takatifu inaonekana kuwa na msongamano mkubwa zaidi wa fenoli. Tofauti hii ni muhimu; katika uundaji wa chakula si kiasi cha dondoo kinachopatikana pekee kinachoamua, bali pia kiwango cha vipengele hai vya fenoli kinachobebwa na dondoo.

Maudhui ya jumla ya fenoli yalibainishwa kwa njia ya Folin-Ciocalteu. Njia hii inategemea uwezo wa kupunguza wa misombo ya fenoli na matokeo huwasilishwa kama gallic acid equivalent. Ili kueleza mantiki ya utafiti, matokeo yanaweza kueleweka kwa dhana hii: kadiri thamani ya mg GAE/g ya dondoo inavyoongezeka, ndivyo dondoo hiyo inavyokubalika kuwa na msongamano mkubwa wa vitu vya fenoli. Hata hivyo, matokeo ya Folin-Ciocalteu hayatambui moja moja na kwa uhakika misombo yote ya fenoli; yanatoa kiashirio cha jumla kinachotegemea uwezo wa jumla wa kupunguza.

Jaribio la kuondoa radikali la DPPH lilitumika kupima shughuli ya antioxidant. DPPH ni modeli thabiti ya radikali huru. Antioxidant inapokuwepo, radikali ya DPPH hupunguzwa na absorbance hupungua. Katika utafiti, asilimia ya kuondoa radikali ya DPPH ilikokotolewa kwa fomula ifuatayo:

\[ DPPH \, radikal \, süpürme \, (\%) = \left(\frac{A_C - A_S}{A_C}\right) \times 100 \]

Hapa \(A_C\) inaonyesha thamani ya absorbance ya sampuli ya udhibiti, na \(A_S\) inaonyesha absorbance ya sampuli iliyoongezwa dondoo ya mmea au BHA. Maana ya fomula ni hii: kadiri absorbance ya DPPH inavyopungua zaidi baada ya kuongeza antioxidant, ndivyo asilimia ya kuondoa radikali inavyokuwa kubwa zaidi.

Katika mkusanyiko wa 1000 µg/mL, shughuli ya juu zaidi ya kuondoa radikali ya DPPH ilipatikana kwa BHA kwa %92,95 ± 0,98. Kati ya dondoo na michanganyiko ya mimea, mchanganyiko wa O. sanctum : M. oleifera = 2:1 ulikaribia kiwango hicho kwa %91,80 ± 0,05, mchanganyiko wa O. sanctum : M. oleifera : P. amboinicus = 2:1:1 kwa %91,14 ± 0,07 na mchanganyiko wa O. sanctum : M. oleifera = 1:2 kwa %91,03 ± 0,07. Kati ya dondoo moja moja, O. sanctum ilikuwa yenye nguvu zaidi kwa %90,57 ± 0,02, huku P. amboinicus ikiwa na shughuli ya chini zaidi ya DPPH kwa %79,97 ± 0,35.

Thamani ya IC₅₀ inaonyesha mkusanyiko wa dondoo unaohitajika kuondoa %50 ya radikali huru. Thamani ndogo zaidi humaanisha shughuli yenye nguvu zaidi ya antioxidant. Katika utafiti, IC₅₀ ya BHA ilikuwa 8,47 ± 1,8 µg/mL. Kati ya mimea, O. sanctum ilikuwa yenye nguvu zaidi kwa 13,57 ± 0,70 µg/mL, M. oleifera ilikuwa ya kiwango cha kati kwa 32,27 ± 1,32 µg/mL, na P. amboinicus ilikuwa na utendaji dhaifu zaidi wa DPPH kwa 96,25 ± 3,24 µg/mL. Hata hivyo, katika majaribio yaliyofuata ya mafuta ya samaki, P. amboinicus iliweza kutoa ulinzi bora kuliko ilivyotarajiwa katika baadhi ya vipengele. Hili ni jambo muhimu linaloonyesha kuwa jaribio la kuondoa radikali maabara pekee haliwezi kueleza kikamilifu utendaji katika mfumo halisi wa mafuta.

Ili kutathmini ufanisi wa antioxidant katika mafuta ya samaki, sababu ya uthabiti na nguvu ya antioxidant zilikokotolewa. Mahesabu haya yalitegemea kipindi cha induction, yaani muda unaohitajika kwa thamani ya peroksidi ya mafuta kufikia kiwango cha 20 meq/kg. Katika utafiti, sababu ya uthabiti ilitolewa kwa fomula ifuatayo:

\[ SF = \frac{IP_a}{IP_c} \]

Hapa \(SF\) ni sababu ya uthabiti, \(IP_a\) ni kipindi cha induction cha matumizi yenye antioxidant, na \(IP_c\) ni kipindi cha induction cha mafuta ya samaki ya udhibiti. Kadiri thamani ya SF inavyoongezeka, ndivyo antioxidant inavyolinda mafuta dhidi ya uoksidishaji kwa muda mrefu zaidi.

Nguvu ya antioxidant ilikokotolewa kama ifuatavyo:

\[ AOP = 100 - \left(\frac{IP_c}{IP_a}\right) \times 100 \]

Hapa \(AOP\) ni nguvu ya antioxidant, \(IP_c\) ni kipindi cha induction cha mafuta ya udhibiti, na \(IP_a\) ni kipindi cha induction cha sampuli yenye antioxidant. Thamani hii inaeleza kwa mantiki ya asilimia ni kwa kiasi gani sampuli yenye antioxidant imechelewesha uoksidishaji ikilinganishwa na mafuta ya udhibiti.

Kielelezo 1 cha utafiti kinaonyesha grafu za nguzo za sababu ya uthabiti na nguvu ya antioxidant. Katika grafu, matumizi ya T:M:K 2:1:1 yanajitokeza wazi kwa kuwa na sababu ya juu zaidi ya uthabiti na nguvu ya antioxidant. Hapa T inawakilisha dondoo ya O. sanctum; M, M. oleifera; na K, P. amboinicus. Sababu ya uthabiti ya matumizi haya ilikuwa mara 2,07 zaidi kuliko BHA. Matumizi ya T:M 2:1 pia yalionyesha sababu ya uthabiti mara 1,59 zaidi kuliko BHA.

Ili kubainisha athari ya kisinergia, asilimia ya athari ya kisinergia ilitumika katika utafiti. Fomula ilikuwa katika muundo ufuatao:

\[ SE(\%) = \frac{(IP_{Mix}-IP_c)-[(IP_1-IP_c)+(IP_2-IP_c)+(IP_3-IP_c)]}{[(IP_1-IP_c)+(IP_2-IP_c)+(IP_3-IP_c)]} \times 100 \]

Hapa \(SE\) inaonyesha asilimia ya athari ya kisinergia, \(IP_{Mix}\) kipindi cha induction cha mafuta ya samaki yenye dondoo zilizochanganywa, \(IP_c\) kipindi cha induction cha mafuta ya samaki ya udhibiti, na \(IP_1\), \(IP_2\), \(IP_3\) vipindi vya induction vya matumizi ya antioxidant moja moja. Ikiwa athari ya mchanganyiko ni kubwa kuliko jumla inayotarajiwa ya athari za vipengele kila kimoja, hutokea sinergia. Ikiwa ni ndogo, huonekana athari ya kiantagonisti.

Kielelezo 2 kinaonyesha tabia ya kisinergia au ya kiantagonisti ya michanganyiko ya dondoo za mimea. Athari chanya ya kisinergia ilionekana wazi tu katika matumizi ya T:M:K 2:1:1 na T:M 2:1. Baadhi ya michanganyiko mingine ilionyesha thamani hasi. Hii ina maana kwamba si kila mchanganyiko wa mimea huwa bora moja kwa moja. Uwiano sahihi unapopatikana, vipengele vinaweza kuimarishana; katika uwiano usiofaa, vinaweza kupunguza athari za kila kimoja.

Sinergia hii ilielezwa katika utafiti kwa mifumo inayokamilishana ya misombo ya fenoli. Misombo kama eugenol, asidi ya rosmarinic na asidi ya caffeic ndani ya O. sanctum inaweza kudhibiti radikali huru. Flavonoidi kama quercetin katika dondoo za moringa na Indian borage zinaweza kutoa hidrojeni au elektroni na kufanya radikali kuwa thabiti. Aidha, baadhi ya antioxidant zinaweza kurejesha hali hai ya antioxidant nyingine. Hili linaweza kufananishwa na moto ambao hauzimwi na timu moja tu ya wazima moto bali na timu tofauti zinazokamilishana: timu moja hukata mnyororo wa mwali, nyingine huzuia moto kuwaka tena, na nyingine hudhibiti mafuta au ioni za metali zinazoweza kuanzisha tena mchakato.

Hata hivyo, antioxidant hazifanyi kazi ya ulinzi pekee katika kila hali. Utafiti pia unajadili kwamba katika viwango vya juu vya fenoli au mbele ya metali za mpito, baadhi ya misombo ya fenoli inaweza kutenda kama prooxidant. Kwa mfano, misombo kama quercetin katika hali fulani inaweza kupunguza ioni za Fe³⁺ kuwa Fe²⁺ na kuongeza uundaji wa aina tendaji za oksijeni. Kwa hiyo, katika mifumo ya chakula haiwezi kusemwa kwamba “kuongeza antioxidant zaidi daima ni bora”. Dozi, uwiano, mazingira ya mafuta, joto na mwingiliano na vipengele vingine lazima vitathminiwe pamoja.

Uoksidishaji ulioharakishwa wa mafuta ya samaki ulifanywa kwa jaribio la Schaal oven. Sampuli ziliwekwa kwenye chupa za kioo za kahawia zikiwa na 25 g za mafuta ya samaki na kuhifadhiwa kwa siku 15 katika tanuri yenye 60°C isiyopata mwanga. Kila baada ya siku 5 sampuli zilichukuliwa na thamani ya peroksidi, thamani ya p-anisidine na kiashirio cha jumla cha uoksidishaji vikachunguzwa. Masharti haya ni makali kuliko uhifadhi wa kawaida; lengo ni kuharakisha uoksidishaji ili kulinganisha athari za ulinzi za antioxidant kwa muda mfupi.

Thamani ya peroksidi, yaani PV, huonyesha bidhaa za msingi za uoksidishaji. Katika hatua za awali za uoksidishaji wa mafuta hutokea hidroperoksidi na PV huongezeka. Katika utafiti, PV iliongezeka katika sampuli zote wakati wa uhifadhi. Mafuta ya samaki ya udhibiti yalionyesha thamani za juu zaidi za PV, hali inayoonyesha kwamba mafuta yasiyo na antioxidant yalioksidishwa kwa haraka. Baada ya siku 15, thamani za chini zaidi za PV kwa ujumla zilionekana katika matumizi ya michanganyiko ya dondoo za mimea, hasa T:M:K 2:1:1, T:M 2:1 na T:M:K 1:1:1.

Thamani ya p-anisidine, yaani AV, huakisi bidhaa za sekondari za uoksidishaji, hasa aldehidi. Hata kama PV ni ndogo katika mafuta, hidroperoksidi zinaweza kuwa zimevunjika na bidhaa za sekondari za uoksidishaji kuongezeka. Kwa sababu hiyo, PV na AV zinapaswa kutathminiwa pamoja. Katika utafiti, AV iliongezeka kwa kiasi kikubwa kufikia siku ya 15. Baadhi ya sampuli zenye dondoo za mimea zilidhibiti uoksidishaji wa sekondari vizuri zaidi kuliko BHA na sampuli za udhibiti. Maandishi yanaeleza kwamba matumizi ya T:M:K 2:1:1 yalijitokeza kwa uoksidishaji mdogo wa sekondari; kati ya dondoo moja moja, matumizi ya P. amboinicus yalionyesha AV ya chini mwishoni mwa siku 15.

TOTOX, ambayo ni kiashirio cha jumla cha uoksidishaji, husaidia kuelewa hali ya jumla ya uharibifu wa kioksidishaji wa mafuta kwa kutathmini PV na AV pamoja. Katika utafiti, TOTOX iliongezeka kadiri muda wa uhifadhi ulivyoongezeka na ilifuata mwelekeo unaofanana na PV na AV. Kwa msingi, kiashirio hiki kinaweza kueleweka kwa uhusiano wa kawaida ufuatao:

[ TOTOX = 2PV + AV ]

Uhusiano huu ni njia ya kawaida ya uoksidishaji wa lipid inayotumiwa kueleza mantiki ya uoksidishaji katika utafiti. PV huwakilisha bidhaa za msingi za uoksidishaji, AV bidhaa za sekondari, na TOTOX hutoa muhtasari wa kiwango cha jumla cha uharibifu wa kioksidishaji. Katika utafiti, matumizi ya T:M 2:1 na T:M:K 2:1:1 yalionyesha ufanisi bora wa antioxidant kwa kuwa na thamani za chini zaidi za TOTOX.

Kielelezo 3 kinaonyesha mchakato huu wa uoksidishaji katika paneli tatu. Paneli A inalinganisha thamani ya peroksidi, paneli B thamani ya p-anisidine, na paneli C thamani za TOTOX kulingana na siku za uhifadhi. Ujumbe wa pamoja wa grafu ni huu: mafuta yote huoksidishwa kadiri muda unavyopita; hata hivyo, kiwango na jumla ya uharibifu huwa chini katika sampuli zilizoongezwa antioxidant. Sampuli za udhibiti ziliharibika kwa kasi zaidi, huku michanganyiko ya mimea kwa uwiano sahihi ikipunguza uoksidishaji kwa ufanisi zaidi.

Matokeo ya wasifu wa asidi za mafuta ni sehemu muhimu zaidi ya utafiti kwa upande wa lishe. Thamani kuu inayotakiwa kulindwa katika mafuta ya samaki ni EPA, DHA na jumla ya asidi za mafuta za omega-3. Katika utafiti, wasifu wa awali wa asidi za mafuta wa mafuta ya samaki uliundwa hasa na PUFA, ukifuatiwa na asidi za mafuta zilizojaa na asidi za mafuta zenye kifungo kimoja kisichojaa. Lakini baada ya uhifadhi ulioharakishwa, uwiano wa PUFA ulipungua sana, huku uwiano wa asidi za mafuta zilizojaa na zenye kifungo kimoja kisichojaa ukiongezeka kwa kulinganisha. Sababu ni kwamba PUFA huwa nyeti zaidi kwa uoksidishaji.

Jedwali 2 linaonyesha kwa kina namna makundi ya asidi za mafuta yalivyobadilika katika siku ya 1., 5., 10. na 15. Matokeo yanayojitokeza zaidi ni kwamba matumizi ya T:M:K 2:1:1 yalilinda vyema zaidi omega-3, jumla ya PUFA na EPA+DHA mwishoni mwa siku ya 15. Katika matumizi haya, thamani ya jumla ya omega-3 siku ya 15 ilikuwa 38,65 ± 0,70, jumla ya PUFA ilikuwa 42,79 ± 0,40 na EPA+DHA ilikuwa 33,40 ± 0,54. Thamani hizi ni kubwa kwa kiasi kikubwa kuliko za udhibiti na BHA.

Kwa kulinganisha, katika mafuta ya samaki ya udhibiti siku ya 15, jumla ya omega-3 ilikuwa 13,77 ± 0,27, jumla ya PUFA 17,66 ± 0,27 na EPA+DHA 10,14 ± 0,27. Katika matumizi ya BHA, jumla ya omega-3 siku ya 15 ilikuwa 20,62 ± 0,15, jumla ya PUFA 24,79 ± 0,11 na EPA+DHA 16,17 ± 0,18. Hivyo, katika masharti ya jaribio hili, mchanganyiko asilia wa mimea wa 2:1:1 ulitoa matokeo bora kuliko BHA katika kuhifadhi omega-3 na EPA+DHA.

Mchanganyiko wa vitu viwili wa T:M 2:1 pia ulionyesha utendaji mkubwa. Katika matumizi haya, jumla ya omega-3 siku ya 15 ilikuwa 37,30 ± 0,36, jumla ya PUFA 42,57 ± 0,72 na EPA+DHA 29,94 ± 0,35. Kwa mujibu wa tafsiri ya utafiti, baadhi ya michanganyiko kama T:M 2:1 na T:M:K 1:2:1 pia ilifanya vizuri zaidi kuliko BHA katika kuhifadhi PUFA.

Matokeo haya ni muhimu sana kwa sababu mafanikio ya antioxidant hayahusiani tu na kupunguza PV au AV. Thamani ya lishe ya mafuta ya samaki inategemea kuhifadhi EPA na DHA. Ikiwa mfumo wa antioxidant unapunguza harufu mbaya lakini haulindi omega-3, bado haujakamilika kwa matumizi ya chakula. Katika utafiti huu, mchanganyiko wa vitu vitatu wa 2:1:1 ulipunguza viashirio vya uoksidishaji na pia ukachangia kuhifadhi asidi za mafuta za omega-3.

Ubora wa hisia ni mojawapo ya vipengele muhimu zaidi vya utafiti kwa matumizi ya vitendo. Hata kama uoksidishaji wa mafuta ya samaki ni mdogo kikemia, mtumiaji anaweza kukataa harufu ya samaki, harufu ya mafuta yaliyoharibika au ladha isiyopendeza. Kwa sababu hiyo, watafiti walitumia watathmini 30 waliofunzwa kwa kiwango cha kati na skeli ya hedoniki ya alama 7 kutathmini rangi, harufu, ladha, hisia mdomoni, kufichwa kwa harufu ya samaki na upendeleo wa jumla. Baada ya uhifadhi ulioharakishwa, harufu ya samaki, harufu ya mafuta yaliyoharibika, harufu ya kuchemshwa na harufu ya mimea pia zilichambuliwa kwa skeli ya nguvu ya alama 5.

Kielelezo 4 kina grafu za rada za tathmini ya hisia. Katika tathmini ya awali, mafuta yenye dondoo za mimea yalificha harufu na ladha ya samaki katika baadhi ya vipengele. Hasa michanganyiko yenye O. sanctum na P. amboinicus ilielezwa kuwa na ufanisi katika hili. Michanganyiko kama T:M:K 2:1:1 na T:M:K 1:1:2 ilitoa matokeo mazuri kwa kukubalika kwa jumla na kuficha harufu ya samaki.

Hata hivyo, dondoo za mimea zilikuwa na athari nyingine pia: rangi ya kawaida ya mafuta ya samaki ya njano ya dhahabu ilionekana kukubalika zaidi kwa watumiaji, wakati sampuli zilizoongezwa dondoo za mimea zingeweza kuonekana na rangi ya kijani kiasi. Hii ilisababisha kupungua kwa alama za rangi. Matokeo haya ni halisi kwa uundaji wa chakula. Kiambato kinaweza kuboresha uthabiti wa kikemia lakini kikabadilisha mwonekano wa bidhaa. Katika matumizi ya viwandani, rangi, harufu, ladha na ulinzi wa lishe vinapaswa kuboreshwa kwa pamoja.

Katika uchanganuzi wa harufu baada ya kuhifadhi, hasa matumizi ya T:M:K 2:1:1, T:M:K 1:2:1 na T:M:K 1:1:2 yalielezwa kupunguza nguvu ya harufu ya mafuta yaliyoharibika na harufu ya kuchemshwa. Katika sampuli za udhibiti na BHA, nguvu za harufu zinazohusishwa na uoksidishaji zilionekana kuwa kubwa zaidi. Matokeo haya yanaashiria kwamba dondoo za mimea si tu hupunguza uoksidishaji wa kikemia bali pia zinaweza kuficha alama za uharibifu zinazotambuliwa kwa hisia.

Kwa kuangalia maisha ya kila siku, utafiti huu una umuhimu wa moja kwa moja kwa vyakula vilivyoongezwa omega-3. Mafuta ya samaki yanapoongezwa kwenye bidhaa mbalimbali kama mtindi, kinywaji, bidhaa za kuoka au kapsuli, mojawapo ya matatizo makubwa ni harufu. Watu wanaweza kutaka faida za omega-3 lakini wasitake harufu ya samaki au ladha ya mafuta yaliyoharibika inayobaki mdomoni. Ikiwa michanganyiko ya asili ya dondoo za mimea inalinda omega-3 na pia inapunguza harufu mbaya, kukubalika kwa vyakula vilivyoongezwa omega-3 kunaweza kuongezeka.

Kwa mtazamo wa kihistoria, utafiti huu ni sehemu ya juhudi za kuhama kutoka antioxidant sintetiki kwenda antioxidant asilia. Sekta ya chakula imetumia kwa muda mrefu antioxidant sintetiki kama BHA; hata hivyo, mielekeo ya watumiaji inaelekea zaidi kwa bidhaa za asili na zenye lebo safi. Leo dondoo asilia hazitathminiwi tu kama viambato vinavyoonekana vizuri zaidi kwenye lebo, bali kama mifumo inayoweza kutoa utendaji halisi wa kikemia. Kwa siku zijazo, mifumo kama hii ya kisinergia inaweza kuchangia kuendeleza mifumo ya ulinzi iliyo salama zaidi na inayokubalika zaidi kwa hisia kwa mafuta ya samaki, mafuta ya DHA kutoka microalgae, emulsion za omega-3 na vyakula vyenye mafuta mengi vya kazi.

Miongoni mwa nguvu za utafiti ni kulinganisha mimea mitatu katika matumizi ya moja moja na michanganyiko mingi, kutumia BHA kama udhibiti chanya, na kuchanganya uchanganuzi mbalimbali kama DPPH, TPC, sababu ya uthabiti, nguvu ya antioxidant, athari ya kisinergia, uoksidishaji ulioharakishwa, wasifu wa asidi za mafuta na tathmini ya hisia. Hivyo utafiti haukuishia kwenye jaribio moja la antioxidant la maabara, bali uliangalia kwa pamoja vipengele halisi vya ubora wa mafuta ya samaki.

Hata hivyo, utafiti unapaswa kusomwa kwa uangalifu. Kwanza, ni preprint ambayo haijapitiwa na mapitio ya wenzao. Pili, jaribio la uoksidishaji ulioharakishwa lilifanywa katika 60°C; jaribio hili ni muhimu kwa kulinganisha lakini haliwakilishi moja kwa moja muda halisi wa kuhifadhi. Tatu, wasifu wa kila kiambato hai katika dondoo haukutambuliwa kwa kina. Utafiti unaonyesha maudhui ya fenoli na shughuli ya antioxidant, lakini hautoi kwa kina kiasi sahihi cha eugenol, asidi ya rosmarinic, quercetin na misombo mingine katika kila dondoo. Nne, jopo la hisia lilikuwa na watathmini 30 tu waliofunzwa kwa kiwango cha kati; tafiti kubwa zaidi za kukubalika kwa watumiaji hazikufanywa.

Aidha, inaelezwa kuwa dondoo za mimea ziliongezwa kwenye mafuta ya samaki kwa kiwango cha 1000 µg/mL. Kiwango hiki kinaweza kuwa cha matumaini kwa matumizi ya chakula, lakini katika bidhaa halisi ladha, rangi, gharama, kanuni, usanifishaji wa dondoo, muda wa kuhifadhi na bioavailability vinapaswa kutathminiwa kila kimoja. Kuwa “asilia” hakumaanishi moja kwa moja kuwa salama katika kila hali au kutoa utendaji uleule katika kila bidhaa. Chanzo cha dondoo, njia ya uzalishaji, msongamano wa misombo hai na tofauti kati ya batch zinapaswa kudhibitiwa katika sekta ya chakula.

Utafiti unasema kwamba, chini ya masharti maalum ya majaribio, dondoo za O. sanctum, M. oleifera na P. amboinicus, hasa mchanganyiko wa vitu vitatu wa uwiano wa 2:1:1, ziliongeza uthabiti wa kioksidishaji wa mafuta ya samaki, zikachangia kuhifadhi omega-3 na EPA+DHA na kuonyesha uwezo wa kuboresha ubora wa hisia. Utafiti haus semi kwamba mchanganyiko huu tayari umethibitishwa kutoa utendaji uleule katika kila chanzo cha mafuta ya samaki, kila matriksi ya chakula, kila hali ya uhifadhi na katika kiwango cha viwandani. Kwa hiyo, utafiti unapaswa kutathminiwa kama onyesho la kisayansi lenye nguvu, huku usanifishaji zaidi, majaribio ya muda wa kuhifadhi na uthibitishaji wa bidhaa ukihitajika kabla ya matumizi.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Mbinu ya utafiti inategemea kulinganisha athari za dondoo tatu za mimea, moja moja na katika michanganyiko kwa uwiano tofauti, juu ya ulinzi wa antioxidant, wasifu wa asidi za mafuta na ubora wa hisia wa mafuta ya samaki. Watafiti walichunguza sifa za antioxidant za dondoo zenyewe na pia utendaji wao halisi wa ulinzi ndani ya mafuta ya samaki.

Mimea na misimbo iliyotumika:

Masharti ya uchimbaji:

Mavuno ya uchimbaji na maudhui ya jumla ya fenoli:

Fomula ya kuondoa radikali ya DPPH:

\[ DPPH \, radikal \, süpürme \, (\%) = \left(\frac{A_C - A_S}{A_C}\right) \times 100 \]

Hapa \(A_C\) ni absorbance ya udhibiti, na \(A_S\) ni absorbance ya sampuli iliyoongezwa dondoo au BHA.

Matokeo ya DPPH katika mkusanyiko wa 1000 µg/mL:

Matokeo ya IC₅₀:

Matumizi katika mafuta ya samaki:

Fomula za sababu ya uthabiti na nguvu ya antioxidant:

\[ SF = \frac{IP_a}{IP_c} \]

\[ AOP = 100 - \left(\frac{IP_c}{IP_a}\right) \times 100 \]

Hapa \(IP_a\) ni kipindi cha induction cha sampuli yenye antioxidant, \(IP_c\) kipindi cha induction cha udhibiti, SF sababu ya uthabiti na AOP nguvu ya antioxidant.

Fomula ya athari ya kisinergia:

\[ SE(\%) = \frac{(IP_{Mix}-IP_c)-[(IP_1-IP_c)+(IP_2-IP_c)+(IP_3-IP_c)]}{[(IP_1-IP_c)+(IP_2-IP_c)+(IP_3-IP_c)]} \times 100 \]

Fomula hii ilitumika kubainisha kama athari ya mchanganyiko ilikuwa kubwa au ndogo kuliko jumla inayotarajiwa ya athari za dondoo moja moja.

Matokeo ya uthabiti na sinergia:

• Matumizi ya T:M:K 2:1:1 yalionyesha sababu ya juu zaidi ya uthabiti na nguvu ya antioxidant.
• Sababu ya uthabiti ya T:M:K 2:1:1 ilikuwa mara 2,07 zaidi kuliko BHA.
• Matumizi ya T:M 2:1 yalionyesha sababu ya uthabiti mara 1,59 zaidi kuliko BHA.
• Matumizi ya T:M 1:2, T:M 2:1, T:M:K 2:1:1 na T:M:K 1:2:1 yalionyesha nguvu ya antioxidant iliyo juu kuliko BHA.
• Athari chanya ya kisinergia ilionekana hasa katika matumizi ya T:M:K 2:1:1 na T:M 2:1.
• Baadhi ya michanganyiko ilionyesha sinergia hasi, yaani athari ya kiantagonisti; kwa hiyo uwiano sahihi ni muhimu sana.

Mbinu ya uoksidishaji ulioharakishwa:

Matokeo ya uoksidishaji:

• Thamani ya peroksidi iliongezeka katika sampuli zote wakati wa uhifadhi.
• Mafuta ya samaki ya udhibiti yalionyesha thamani za juu zaidi za PV.
• Matumizi ya T:M:K 2:1:1, T:M 2:1 na T:M:K 1:1:1 yalijitokeza kwa thamani za chini zaidi za PV baada ya siku 15.
• Thamani ya p-anisidine iliongezeka kwa kiasi kikubwa kufikia siku ya 15.
• Michanganyiko ya dondoo za mimea ilipunguza kasi ya uundaji wa bidhaa za sekondari za uoksidishaji.
• Matumizi ya T:M 2:1 na T:M:K 2:1:1 yalipunguza uharibifu wa jumla wa kioksidishaji kwa thamani za chini zaidi za TOTOX.

Maelezo ya uhusiano wa TOTOX:

[ TOTOX = 2PV + AV ]

Uhusiano huu wa kawaida wa uoksidishaji wa lipid unatoa muhtasari wa uharibifu wa jumla wa kioksidishaji wa mafuta kwa kutathmini pamoja PV, inayowakilisha bidhaa za msingi za uoksidishaji, na AV, inayowakilisha bidhaa za sekondari.

Mbinu ya uchanganuzi wa asidi za mafuta:

Baadhi ya matokeo yaliyochaguliwa ya uhifadhi wa asidi za mafuta siku ya 15:

Mbinu ya tathmini ya hisia:

Matokeo ya hisia:

• Sampuli zenye O. sanctum na P. amboinicus zilionekana kuwa na ufanisi katika kuficha harufu na ladha ya samaki.
• Michanganyiko kama T:M:K 2:1:1 na T:M:K 1:1:2 ilitoa matokeo mazuri kwa kukubalika kwa jumla.
• Dondoo za mimea ziliunda rangi ya kijani kiasi katika baadhi ya sampuli, jambo lililoweza kupunguza upendeleo wa rangi.
• Baada ya uhifadhi, sampuli za T:M:K 2:1:1, T:M:K 1:2:1 na T:M:K 1:1:2 zilionyesha nguvu ya chini ya harufu ya mafuta yaliyoharibika na harufu ya kuchemshwa.
• Katika sampuli za udhibiti na BHA, nguvu ya harufu mbaya zinazohusishwa na uoksidishaji ilitathminiwa kuwa kubwa zaidi.

Maana ya vielelezo na majedwali:

• Kielelezo 1 kinaonyesha sababu ya uthabiti na nguvu ya antioxidant. Mchanganyiko wa T:M:K 2:1:1 ulijitokeza kwa athari ya juu zaidi ya ulinzi.
• Kielelezo 2 kinaonyesha tabia ya kisinergia au ya kiantagonisti ya michanganyiko. Sinergia chanya ilionekana hasa katika T:M:K 2:1:1 na T:M 2:1.
• Kielelezo 3 kinaonyesha mabadiliko ya PV, AV na TOTOX wakati wa siku 15 za uhifadhi ulioharakishwa katika 60°C. Uoksidishaji uliongezeka kwa kasi katika sampuli za udhibiti, huku michanganyiko ya mimea ikipunguza uharibifu wa kioksidishaji.
• Kielelezo 4 kinaonyesha tathmini ya hisia kwa grafu za rada. Dondoo za mimea zilionyesha uwezo wa kuficha harufu ya samaki na harufu mbaya zinazohusiana na uoksidishaji.
• Jedwali 1 linalinganisha shughuli ya kuondoa radikali ya DPPH. Ingawa BHA ilitoa thamani ya juu zaidi, michanganyiko ya mimea kama T:M 2:1 na T:M:K 2:1:1 ilionyesha utendaji ulio karibu sana.
• Jedwali 2 linaonyesha mabadiliko ya wasifu wa asidi za mafuta wakati wa uhifadhi ulioharakishwa. Mchanganyiko wa T:M:K 2:1:1 ulitoa matokeo bora zaidi katika kuhifadhi omega-3, PUFA na EPA+DHA.

Hitimisho la jumla la kiufundi: Utafiti unaonyesha kwamba uharibifu wa kioksidishaji wa mafuta ya samaki unaweza kupunguzwa kwa ufanisi zaidi kwa michanganyiko ya dondoo za mimea iliyopangwa kwa uwiano sahihi badala ya antioxidant moja tu. Hasa mchanganyiko wa dondoo za O. sanctum, M. oleifera na P. amboinicus kwa uwiano wa 2:1:1 umejitokeza kama mgombea mwenye nguvu zaidi kwa uthabiti wa kioksidishaji, uhifadhi wa omega-3 na ubora wa hisia.

Tanbihi ya Chanzo na Mbinu

Makala hii imeandaliwa kwa msingi wa utafiti wa D.S. Shanuke, E.M.R.K.B. Edirisinghe, R.A.U.J. Marapana na S. Hettiarachi wenye kichwa “Impact of a Novel Herbal Synergistic Antioxidant on Fish Oil Oxidative Stability, Fatty Acid Profile, and Sensory Quality”. Utafiti unachunguza athari za michanganyiko ya dondoo za mimea juu ya uthabiti wa kioksidishaji wa mafuta ya samaki, wasifu wa asidi za mafuta na ubora wa hisia.

Aina ya chanzo ni makala ya utafiti ya preprint iliyowekwa wazi kwenye SSRN. Kwa kuwa maandishi yana kauli ya wazi “This preprint research paper has not been peer reviewed”, utafiti haujapitiwa na mapitio ya wenzao. Kwa hiyo, matokeo yanapaswa kutathminiwa si kama chapisho la mwisho lililopitiwa na wenzao, bali kama utafiti wa preprint unaotegemea uchanganuzi wa maabara na hisia.

Maudhui haya yameandaliwa kwa msingi wa mbinu ya uchimbaji wa mimea, uchanganuzi wa maudhui ya jumla ya fenoli, jaribio la kuondoa radikali ya DPPH, sababu ya uthabiti, nguvu ya antioxidant, athari ya kisinergia, jaribio la uoksidishaji ulioharakishwa, vipimo vya PV, AV na TOTOX, uchanganuzi wa asidi za mafuta kwa GC-MS, matokeo ya tathmini ya hisia, vielelezo na majedwali vilivyotolewa katika utafiti. Hakuna madai yaliyoongezwa ambayo hayapo kwenye PDF, kama mafanikio ya kibiashara, idhini ya kisheria, utekelezekaji wa uhakika katika kila bidhaa ya chakula, athari ya moja kwa moja ya kliniki kwa afya ya binadamu au dhamana ya muda wa kuhifadhi viwandani.

Utafiti una mapungufu muhimu. Haujapitiwa na mapitio ya wenzao. Jaribio la uoksidishaji ulioharakishwa lilifanywa kwa siku 15 katika 60°C; hali hii haiwakilishi moja kwa moja muda halisi wa kuhifadhi. Wasifu wa kina wa misombo katika dondoo haukutambuliwa kikamilifu. Tathmini ya hisia ilifanywa na jopo la watathmini 30 waliofunzwa kwa kiwango cha kati; tafiti zaidi zinahitajika kwa jopo pana zaidi la watumiaji, matriksi tofauti za chakula na matumizi ya bidhaa halisi.

Matokeo yanaonyesha kwamba dondoo za O. sanctum, M. oleifera na P. amboinicus, hasa mchanganyiko wa uwiano wa 2:1:1, zinaonekana kuwa za matumaini katika kulinda mafuta ya samaki dhidi ya uoksidishaji, kuhifadhi asidi za mafuta za omega-3 na kupunguza baadhi ya sifa zisizotakiwa za hisia. Hata hivyo, matokeo haya yanapaswa kusomwa ndani ya mipaka ya masharti ya utafiti; kabla ya matumizi katika bidhaa halisi za chakula, uthibitishaji mpana zaidi unahitajika kwa usanifishaji wa dondoo, usalama, kukubalika kwa hisia, muda wa kuhifadhi, gharama na kanuni.