Efficacy of a self-designed apparatus for manufacturing low-benzo(a)pyrene sesame seed (Sesamum indicum L.) oil

Abstract

An apparatus for manufacturing low benzo(a)pyrene (BaP) sesame seed (Sesamum indicum L.) oil (SSO) has been developed. The apparatus uses washing and spin drying steps to reduce exogenous BaP contamination, while the effect of moisture in sesame seeds on the BaP content was examined. A ventilation system is used in the roasting step to inhibit BaP formation and reabsorption, followed by a controlled compression step. The optimal condition was a single washing cycle with 2 min spin-drying, 1350 rpm ventilation, and a single compression cycle. This reduced the BaP content in SSO to 2.93 μg/kg, where the raw SS were initially spiked with 10 μg/kg BaP solution. An automatic control system ensures uniform and commercially acceptable acid and iodine values, and higher total phenolic contents were obtained for SSO with lower BaP contents. However, there was no significant correlation between the color values and the BaP content of SSO. Further investigations of the BaP reduction mechanism, such as modeling the ventilation effect regarding air flow and heat distribution, or chemical analysis of the SSO composition could lead to the commercial production of SSO with a reduced BaP content. Industrial Relevance: This study presents a technology to produce low BaP SSO using a self-designed apparatus. The approach suggested that the invented apparatus significantly reduces the BaP content in produced SSO with a decreased moisture content of sesame seeds before roasting, as well as the ventilation rate at the optimal effect. Also, the antioxidative capacity of SSO can be kept uniform by using an automatic control system. Therefore, SSO produced by this technology could retain their nutritious qualities with enhanced safety.;본 논문에서는 벤조피렌 저감 참기름(Sesamum indicum L.)을 제조 하는 장비를 개발하였다. 자체 제작한 개발 장비는 세척 및 탈수 단계 를 이용하여 외부로부터 오염된 벤조피렌을 제거하며, 이 과정에서 참 깨의 수분 함량이 벤조피렌 함량에 미치는 영향을 알아보았다. 볶음 단 계에서는 배기 시스템을 이용하여 벤조피렌의 형성 및 재흡수를 방지하 고, 이 후 공정 조건을 정밀하게 제어하는 착유 단계로 이어진다. 공정 최적 조건은 세척 횟수 1회, 탈수 시간 2분, 배기 속도 1350 rpm, 착유 횟수 1회로, 이는 벤조피렌 농도 10 μg/kg으로 오염시킨 원료참깨로부터 제조한 참기름의 벤조피렌 함량을 2.93 μg/kg으로 저감하였다. 자동제어 시스템은 균일하고 상업적으로 허용되는 산가 및 요오드가를 보장하며, 벤조피렌 함량이 낮은 참기름일수록 높은 총 폴리페놀 함량을 보였다. 그러나, 참기름의 색상과 벤조피렌 함량간 유의적인 상관관계는 나타나 지 않았다. 추후 배출 공기의 흐름 및 열 전달 분포에 작용하는 배기 효과에 대한 모델링 또는 제조된 참기름의 화학적 조성 분석 등을 통한 59 벤조피렌 저감 메커니즘에 대한 연구가 뒷받침된다면 본 개발 장비의 기술을 응용한 벤조피렌 저감 참기름의 상업적 생산이 가능할 것이다. 산업 연관성: 본 연구에서는 자체 제작한 장비를 이용하여 벤조 피렌 저감 참기름을 생산하는 기술을 설명한다. 본 개발 장비는 감소된 볶음 전 참깨의 수분 함량 및 최적 효과를 나타내는 수준의 배기 속도 를 통하여 제조한 참기름의 벤조피렌 함량을 유의적으로 저감한다. 또 한, 자동제어시스템을 이용하여 참기름의 항산화능을 균일하게 유지할 수 있다. 따라서, 본 기술을 통하여 영양적 품질을 유지함과 동시에 안 전성이 보장되는 참기름을 제조할 수 있다.