Bitkisel yağlarda ağartma prosesinin ultrasonik sistemin entegrasyonu ile geliştirilmesi

Abstract

Geçmişten günümüze gelişen teknolojiyle bağlantılı olarak tüketicilerin sağlıklı ve güvenli gıda talebi gün be gün artmaktadır. Bu amaçla gıdaların işlenmesi sürecinde biyoyararlılığı yüksek bileşenlerin olumsuz etkilenmesini en aza indirgemek, kaliteyi arttırmak ve gıda güvenliğini korumak için tasarlanan hızlı gelişen tekniklerden birisi de ultrasonik sistemlerdir. İnsan beslenmesinde önemli bir yere sahip temel besin maddelerinden olan yağlar arasında, zeytinyağı gibi yalnızca presleme ve süzme işlemlerinden geçirilerek doğrudan tüketilebilir niteliğe sahip çok az yağ bulunmaktadır. Diğer yağlar içerdikleri yağ benzeri maddelerden dolayı yoğun, istenmeyen renk, koku ve tatta olduklarından dolayı rafinasyon işlemine tabi tutulmaları gerekmektedir. Bu rafinasyon işlemleri arasında en önemli adımlardan birisi de ağartma (dekolorizasyon) aşamasıdır. Bu tezin amacı; ağartma işleminde ultrasonik işlemin entegrasyonu sağlanarak yağa uygulanan sıcaklık değeri ile işlem süresinin azaltılabilme ve ağartma toprağının renk giderim kapasitesinin arttırabilme potansiyelinin belirlenmesidir. Bunun yanında ağartma işlemini etkileyen parametreler arasında etkileşimin olup olmadığı, eğer istatistiksel olarak anlamlı bir etkileşim varsa hangi etkileşimin daha baskın olduğu, prosesin hangi bağımsız değişkene daha duyarlı olduğunun tespit edilmesi amaçlanmıştır. Ayrıca oluşturulan deneme tasarımında tek faktör olan sıcaklıktan bağımsız ultrasonik işlemin ne düzeyde etkin olduğunun tespit edilmesi, konvansiyonel ve ultrasonik ağartma işlemleri benzer şartlarda uygulanarak renk giderim kapasitelerinin yanı sıra oksidatif etkilerinin de karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu tez çalışmasında kanola, soya ve pamuk yağları ayrı ayrı kullanılmış, ağartma işlemi için sıcaklık/ultrasonik güç, işlem süresi, ağartma toprağı miktarı gibi parametreler göz önünde bulundurularak merkezi kompozit tasarım ile optimizasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Optimum noktada elde edilen veriler ile ağartma işlemleri yapılmış ve renk giderim değerleri, oksidatif etkilerindeki (serbest yağ asitliği, peroksit, p–Anisidin, TOTOX, konjuge dien ve trien değerleri ve yağ asidi profili) değişim incelenmiştir. Çalışma sonucunda görülmüştür ki ultrasonik yöntemin en önemli avantajlarından birisi ağartma toprağının adsorbsiyon kapasitesini arttırarak renk giderimini hızlandırmasıdır. Her yağın farklı özelliklere sahip olduğunu ve sonuçların uygulanan yöntemlere göre değişebileceği göz önünde bulundurulmalıdır. Yağların türüne, yapısına, ön işlem koşullarına bağlı olarak ultrasonik yöntemin konvansiyonel yönteme göre sıcaklık derecesini % 10–25 aralığında düşürebildiği, işlem süresini % 17–50 aralığında kısaltabildiği ve işlem süresinin uzamasına bağlı olarak % 3–34 aralığında daha fazla renk giderimi yapabildiği belirlenmiştir. Ultrasonik ve konvansiyonel işlemlerin yağa olan oksidatif etkileri incelendiğinde, serbest yağ asitliği miktarı ile yağ asidi profili analizlerinde istatistiksel bir fark olmadığı, birincil ve ikincil oksidasyon ürünlerinin oluşumunda uygulanan işlem koşullarına bağlı olarak istatistiksel olarak önemli farklılıklar olduğu tespit edilmiştir. Ultrasonik işlemin uygulanma şiddeti ve uygulama süresinin artmasının yağın oksidatif kararlılığını olumsuz etkilediği belirlenmiş ve ultrasonik işlemin gereğinden fazla uzatılmaması gerektiği sonucuna varılmıştır. Bu çalışmanın sonuçları ultrasonik yöntemin yağ ağartma işlemlerinde sağladığı katkı ile endüstriyel yağ üretiminde işletmelere birçok avantaj sunduğunu göstermiştir.