يعد اللوز من أقدم الأشجار المُستأنسة، موطنه الأصلي جنوب وسط آسيا، وانتشر في مناطق أخرى مثل الولايات المتحدة الأمريكية، ودول البحر الأبيض المتوسط، وأستراليا، وآسيا الوسطى . تُعرف هذه الشجرة عمومًا بأنها نوع مُقاوم للجفاف و متنوعة في الحجم والشكل والقوة والنمو ونمط التفرع وطبيعة الإثمار، مع القدرة على تطوير نظام جذري عميق وواسع. 

تتركز مناطق إنتاج اللوز الرئيسية في الولايات المتحدة، تليها إسبانيا، وإيران، والمغرب، وتركيا، وإيطاليا، وأستراليا، وتونس، وسوريا.
يعد اللوز من أكثر أنواع الفاكهة المزروعة تنوعًا وراثيًا في العالم، مع تنوع جيني كبير بناءً على المذاق، تم تحديد نوعين رئيسيين: اللوز المر (P. amygdalus “amara”) واللوز الحلو (P. amygdalus “dulcis”)، وهو النوع السائد المزروع عالميًا، والذي يُحدده جين سائد واحد .

تتميز أنماط اللوز بأنها حلوة أو مُرة، وذلك اعتمادًا على كميات الأميجدالين في النواة، وهو جلوكوزيد سيانوجيني مُتحلل إلى جلوكوز، وبنزالدهيد (الذي يُضفي نكهة مُرة)، وسيانيد الهيدروجين (HCN) (مركب سام) استجابةً لسحق النواة والتحلل المائي الإنزيمي .

يعتبر اللوز عالميًا من أكثر أنواع المكسرات استهلاكًا ومتعةً، وله استخدامات في الصناعات الغذائية ومستحضرات التجميل والأدوية. يتميز اللوز بقيمته الغذائية العالية كمصدر جيد للفيتامينات (فيتامين هـ، النياسين، الريبوفلافين، إلخ)، والمعادن (البوتاسيوم، الفوسفور، المغنيسيوم، الكالسيوم، الحديد، الزنك، المنغنيز، السيلينيوم، النحاس، إلخ)، والعناصر الغذائية الكبرى (البروتينات، الكربوهيدرات، الألياف، إلخ)، والأحماض الدهنية (المشبعة [SFA]، والأحادية غير المشبعة [MUFA]، والمتعددة غير المشبعة [PUFA])، مما يعزز استخدامه الصناعي .

بفضل نكهته وطعمه اللذيذين، يُستخدم اللوز عادةً كوجبات خفيفة (طبيعية، محمصة، أو مُنكّهة) وكمكون في مجموعة متنوعة من الأطعمة المصنعة (منتجات الألبان، والمخبوزات، والشراب، والحلويات) في العديد من البلدان . وقد ثبت أن التركيب الكيميائي والغذائي للوز يتأثر بشكل كبير بالنمط الجيني، والصنف، ووقت الحصاد .

فيما يتعلق بالفوائد الصحية للوز، انه يؤدى الى انخفاض خطر الإصابة بأمراض القلب، وانخفاض نسبة السكر في الدم  و له تأثيرات مضادة للأكسدة والالتهابات، وتحسين الأداء الرياضي بعد تناول المكسرات وكذلك يُستخدم زيت اللوز على نطاق واسع وبشكل رئيسي في تصنيع المنتجات الغذائية ومستحضرات التجميل. وقد أفادت العديد من الدراسات ببعض الفوائد الصحية للإنسان والتطبيقات الطبية لزيت اللوز

طرق استخلاص زيت اللوز

قبل استخلاص زيت اللوز، يجب فصل حبات اللوز عن القشرة الخارجية ثم عن القشرة الداخلية. تُعد خطوة التجفيف، سواءً بتعريضها لأشعة الشمس أو الهواء الساخن أو مجفف الحمل الحراري مع المعالجة المسبقة بالموجات فوق الصوتية أو الميكروويف، عمليةً مهمةً في معالجة اللوز لضمان جودة الزيت وهي تُعد هذه الخطوة ضروريةً لتقليل محتوى الرطوبة، وتقليل النشاط الميكروبيولوجي والتفاعلات الكيميائية المُسببة للتلف.

  استُخدمت تقنياتٌ مُختلفةٌ لاستخلاص زيت اللوز، مثل الضغط الميكانيكي، والاستخلاص باستخدام سوائل فوق حرجة (ثاني أكسيد الكربون)، والاستخلاص بالمذيبات. ولطرق الاستخلاص هذه تأثيراتٌ مُتفاوتةٌ على الخواص الفيزيائية والكيميائية والحيوية لزيوت اللوز.

أنظمة الضغط

يُستَخرَج زيت اللوز تقليديًا باستخدام نوعين من المكابس: المكابس الهيدروليكية والمكابس اللولبية، واللتان تُعتبران من طرق الاستخلاص البارد التي تُعطي خصائص حسية مُرضية للوز.

تتميز أنظمة الضغط هذه بتكاليف أولية وتشغيلية منخفضة جدًا مقارنةً بطريقة استخلاص الزيت بالمذيبات، كما أنها خالية نسبيًا من المواد الملوثة أو الخطرة. على الرغم من استخدام الضغط الهيدروليكي على نطاق ضيق مع الحفاظ بشكل أفضل على الخصائص الفيزيائية والكيميائية والمذاق الجذاب لزيت اللوز (مع محتوى زيت متبقي غير مرغوب فيه)، فإن الضغط اللولبي مستدام على النطاق الصناعي مع بعض المزايا مقارنةً بالمكابس الهيدروليكية، بما في ذلك زيادة إنتاجية الزيت، والوقت، والتكلفة، وإمكانية العمليات المستمرة أو شبه المستمرة.

نظام الاستخلاص بالضغط (المكبس الهيدروليكي والمكبس اللولبي) لا يؤثر بشكل كبير على تركيبة الأحماض الدهنية ومحتوى الستيرول في زيت اللوز. كما أُفيد بأن القيم المُحصل عليها لتركيب الأحماض الدهنية، ومحتوى التوكوفيرول، والستيرول من زيوت اللوز المعصورة على البارد كانت أعلى من القيم المُحصل عليها من زيوت مستخلصة بطريقة سوكسليت باستخدام إيثر البترول عند درجة حرارة 50 درجة مئوية. يمكن تحسين استخلاص الزيت من بذور اللوز باستخدام المكبس اللولبي عن طريق ضبط رطوبة البذور عند 8% (وزن/وزن) ودرجة حرارة المكبس عند 40 درجة مئوية. 

 الاستخلاص بالمذيبات

يُعد الاستخلاص بالمذيبات أقدم الطرق شيوعًا على المستوى الصناعي لأغراض اقتصادية وعملية. ويعتمد على قدرة المذيب على إذابة الزيت واستخلاصه من البذور كاملةً.

وبالمقارنة مع الاستخلاص بالضغط البارد، قد يُعزى انخفاض القيم في الخصائص الفيزيائية والكيميائية، وتركيب الأحماض الدهنية، ومحتوى الستيرول في زيوت اللوز المُستخلصة باستخدام الاستخلاص بالمذيبات/سوكسليت إلى انتقال الشوائب إلى الزيت أثناء الاستخلاص بالمذيبات.

ومن أكثر المذيبات شيوعًا لاستخلاص زيت اللوز الهكسان، وإيثر البترول، وثنائي إيثيل الإيثر، والكلوروفورم والميثانول، مع تفضيل الهكسان كمذيب. سمح نظام الاستخلاص بالمذيبات الكلوروفورم/الميثانول بزيادة إنتاجية الزيت ومحتوى التوكوفيرول فيه، بالإضافة إلى استقرار زيت اللوز مقارنةً بمذيب الهكسان ومع ذلك، لم يُلاحظ أي فرق يُذكر في تركيب الأحماض الدهنية، وثلاثي أسيل الجلسرين، والستيرول في زيت اللوز من مذيبات الاستخلاص و على الرغم من أن الكلوروفورم/الميثانول يُحسّن إنتاجية الزيت من خلال استخلاص كلٍّ من الدهون القطبية وغير القطبية، إلا أن الهكسان يُعدّ مذيبًا مثاليًا لاستخلاص الدهون غير القطبية وعزل جميع المركبات المتطايرة.

تجدر الإشارة إلى أن الروائح والنكهات الكريهة في الزيت الناتج، والسمية الكيميائية المرتبطة بالمذيبات العضوية (مثل الكلوروفورم/الميثانول والهكسان)، يمكن أن تؤثر على المركبات الغذائية لزيت اللوز، وتؤدي إلى مشاكل صحية كبيرة، مما يجعله غير صالح للاستهلاك البشري إلا إذا خضع لعملية تكريرو ايضا لا يُنصح باستخدام الهكسان نظرًا لآثاره البيئية السلبية.

 عملية الاستخلاص المائي

تُعتبر عملية الاستخلاص المائي باستخدام الماء وحده نهجًا بديلًا صديقًا للبيئة لاستخلاص زيت اللوز. ومع ذلك، فقد أُفيد بأن إنتاجية استخلاص زيت اللوز منخفضة نسبيًا باستخدام الاستخلاص المائي (34.5%) (بعد المعالجة المسبقة بالتحميص) مقارنةً بطريقة سوكسليت للهكسان (43.1).

في هذه العملية، يرتبط استخدام كمية كبيرة من الماء بالتشتت الكامل أو إذابة مركبات اللوز ذات المجموعات المحبة للماء والكارهة للماء، مما يؤدي إلى تكوين مستحلب شديد أثناء عملية الاستخلاص، ومن ثم انخفاض معدل استخلاص الزيت.

كذلك، كان محتوى أحماض أوميجا 6 الدهنية، وقيم البيروكسيد والأحماض، ومحتوى التوكوفيرول الكلي، ونشاط مضادات الأكسدة في الزيت المُستخلص بالاستخلاص المائي مماثلاً لتلك المُستخلصة بالضغط البارد، ومتفوقاً بشكل كبير على تلك المُستخلصة بطريقة سوكسليت علاوة على ذلك، وفي نطاق تجريبي، وجد ان استخدام كمية صغيرة من الماء (النسبة المثلى لمزيج بذور اللوز/الماء، 100/14) بمعدل استخلاص زيت أعلى وجودة عالية دون الحاجة إلى التكرير مقارنةً بالضغط عالي الحرارة، والاستخلاص بالمذيبات، والاستخلاص المائي التقليدي.

ومن المثير للاهتمام أن هذه الطريقة المائية الجديدة لا تُنتج مياه صرف صحي أثناء الاستخلاص، مما يُتيح إمكانية كبيرة للتطبيق على نطاق صناعي واسع.

الاستخلاص المائي بمساعدة الملح

لتحسين نتائج عملية الاستخلاص المائي لزيت اللوز، تم تطوير طريقة مائية جديدة لمعالجة البذور الزيتية باستخدام كمية قليلة جدًا من الماء والملح (كلوريد الصوديوم أو كربونات الصوديوم). وقد وُجد أن الاستخلاص المائي بمساعدة الملح يُخفّض بشكل ملحوظ محتوى حمض الهيدروسيانيك (HCN) في زيت اللوز المر مقارنةً بالعصر والاستخلاص باستخدام المذيبات، مما قد يمنع السمية .

 عملية الاستخلاص المائي بمساعدة الإنزيم

تُعد عملية الاستخلاص المائي بمساعدة الإنزيم طريقة بديلة واعدة وصديقة للبيئة للاستخلاص بالمذيبات، حيث تُمكّن من استخلاص الزيت والبروتين بسرعة وفي آنٍ واحد من معظم البذور الزيتية وتستخدم هذه التقنية إنزيمات تُحلل جدران خلايا البذور الزيتية وتُكسرها، مما يزيد من نفاذية بنيتها ويُكشف عن مكونات الزيت.

وقد أدى الاستخدام المتزايد للإنزيمات في الاستخلاص الإنزيمي المائي إلى زيادة إنتاجية زيت اللوز من كعكة اللوز الناتجة عن الضغط الميكانيكي مقارنةً بعملية الاستخلاص المائي في نفس زمن التفاعل.

وبالمقارنة مع الاستخلاص بالهكسان، ووجدت  نتائج مماثلة في إنتاجية الاستخلاص، ومحتوى الأحماض الدهنية، والخصائص الفيزيائية والكيميائية من خلال الاستخلاص الإنزيمي المائي. وباستخدام الاستخلاص الإنزيمي المائي للزيت وجد أن التشعيع المسبق بالموجات فوق الصوتية عزز إنتاجية زيت اللوز من 77% إلى 95% (وزن/وزن).

يوفر الاستخلاص بالإنزيمات العديد من المزايا المحتملة المتعلقة بالجوانب البيئية والسلامة والجودة. ومع ذلك، قد يكون استخدام الإنزيمات في استخلاص زيت اللوز محدودًا نظرًا لعدم استقرارها وارتفاع تكلفتها.

الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية

يُعد الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية تقنية حديثة تستخدم موجات عالية التردد لإنتاج فقاعات تجويفية، تُسبب بدورها تلف جدار الخلية النباتية، ثم تُطلق المواد داخل الخلايا في المذيب.

كما تم ضمان جودة زيت اللوز من خلال قياس قيمة البيروكسيد (PV) حتى بعد 15 يومًا من الاستخلاص و المعالجة المسبقة بالموجات فوق الصوتية لمدة دقيقتين بقوة 70 وات قد زادت بشكل ملحوظ من إنتاج الزيت المُستخلص من الاستخلاص الإنزيمي المائي من 77% إلى 95% (وزن/وزن)، وقللت وقت الاستخلاص من 18 ساعة إلى 6 ساعات.

على المستوى المختبري، أظهر استخدام الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة استخلاص  مرتفع  و إنتاجًا لزيت اللوز بنسبة 90% تقريبًا. وجد  أن معالجة التعقيم بالبخار قبل استخلاص الزيت بمساعدة الموجات فوق الصوتية قد زادت من استخلاص الزيت بنسبة 8.69%، دون التأثير على تركيب زيت اللوز. علاوة على ذلك، المعالجة بالموجات فوق الصوتية قللت من محتوى السيانيد في زيت اللوز المر المُستخلص من عملية الاستخلاص بالمذيبات.


إعداد / دكتورة عائشة عبد الرحيم–معهد تكنولوجيا الأغذية – مركز البحوث الزراعية.