Makaleyi paylaş
Doğal (işlenmemiş olarak da bilinir) yenilebilir yağlar, faydalı bileşikleri korumak için ısı eklenmeden hassas mekanik işlemlerle elde edilmektedir. Bu yağlar genellikle yüksek kalitededir ve özellikle sağlıklı ve değerli olarak kabul edilmektedirler. Örneğin, sızma zeytinyağı, yağın oksidatif stabilitesini sağlayan önemli bir faktör olan yüksek tekli doymamış-çoklu doymamış yağ asidi oranı ile karakterize edilen yağ asidi bileşimi nedeniyle oksidasyona karşı oldukça dirençlidir. Ayrıca polifenoller olarak bilinen bazı güçlü antioksidanlar içerir. Bu bileşiklerin çoğu rafinasyon sırasında uzaklaştırılır ve rafine edilmiş yenilebilir yağlarda, işlenmemiş yağlara göre çok daha düşük miktarlarda bulunmaktadır [2].
Bu blog makalesinde, yenilebilir yağın ne olduğu, nasıl yapıldığı, nasıl test edileceği, kalite ve güvenlik için hangi parametrelerin analiz edilmesinin önemli olduğu anlatılmaktadır.
İhtiyacınız olan konu içeriğine doğrudan gitmek için aşağıda yer alan bağlantıları kullanın:
Yenilebilir yağ nedir?
Yenilebilir yağlar veya yemeklik yağlar insan tüketimi için uygun kabul edilir ve esas olarak gıda veya kozmetik ürünlerinde kullanılmaktadır. Doymuş ve/veya doymamış yağ asitlerinin yanı sıra önemli vitaminleri de içermektedirler. Yenilebilir katı ve sıvı yağların her ikisi de esas olarak gliserid adı verilen suda çözünmeyen yağ asidi ve gliserol esterlerinden oluşmaktadır.
Katı ve sıvı yağlar genellikle oda sıcaklığındaki fiziksel hallerine göre sınıflandırılmaktadır. Temel ayrım, yağ bitkilerinin tohum ve meyvelerinden elde edilen bitkisel katı ve sıvı yağlar ile hayvansal kaynaklardan elde edilen katı ve sıvı yağlar arasında yapılmaktadır. Bununla birlikte, sentetik yenilebilir katı ve sıvı yağlar, Fischer-Tropsch süreci gibi kimyasal süreçler kullanılarak hammaddelerden üretilebilir.. Bununla birlikte, sentetik yenilebilir katı ve sıvı yağlar, Fischer–Tropsch süreci gibi kimyasal süreçler kullanılarak hammaddelerden üretilebilir.
Genel olarak, doymamış yağların (özellikle çoklu doymamış yağ asitleri) oranı ne kadar yüksekse, katı yağ veya sıvı yağ o kadar sağlıklıdır. Ayçiçek yağı, kolza yağı, aspir yağı, soya fasulyesi yağı ve zeytinyağı özellikle doymamış yağ asitleri ve çoklu doymamış yağ asitleri bakımından yüksektir. Her ne kadar pişirme ve kızartma için kullanılabilseler de, en iyi doğal halleriyle tüketilmelidirler. Öte yandan, hindistan cevizi yağı, palm çekirdeği yağı, tereyağı ve palm yağı doymuş yağ bakımından çok yüksektir. Bunlar çoğunlukla pişirme, kavurma, kızartma ve endüstriyel sabun veya kozmetik üretiminde kullanılmaktadır.
Yenilebilir yağ örnekleri (açmak için tıklayın):
Ayçiçek yağının çok popüler olmasının nedeni çok yüksek sıcaklıklarda kızartma yağı olarak kullanılabilmesidir. Nötr aroması ve yüksek dumanlanma noktası nedeniyle, unlu mamullerin lezzetini ve dokusunu iyileştirmek için genellikle pişirme sırasında kullanılmaktadır. Ayçiçek yağı, doymamış yağ asidi ve E vitamini içeriği nedeniyle cilt bakım ürünlerinde de kullanılmaktadır.Yumuşatıcı, nemlendirici ve iltihap önleyici etkilere sahip ve UV zararlarına karşı koruma sağlamaktadır.
Kolza yağı (kanola yağı olarak da bilinir) tatsızdır ve daha düşük sıcaklıklarda bile akışkanlığını korumaktadır. Nötr tadı ve açık rengi nedeniyle mayonezde yaygın bir bileşendir ve mayoneze kremsi bir doku verir. Nötr tadı ve yüksek dumanlanma noktası nedeniyle kanola yağı, kızarmış yiyeceklerin, patates kızartması ve patlamış mısır gibi çıtır atıştırmalıkların yapımında da kullanılmaktadır.
Hindistan cevizi yağı, hafif hindistan cevizi tadı ve aroması kattığı için ve yüksek sıcaklıklarda stabil kaldığı için gıda ürünlerinde sıklıkla kullanılmaktadır. Yüksek doymuş yağ içeriği nedeniyle oda sıcaklığında katıdır, ancak yaklaşık 24°C'de erir. Bu nedenle, hindistan cevizi yağı genellikle daha sıcak iklimlerde kullanılmak üzere hidrojenize edilerek, erime noktası 36-40 °C aralığına yükseltilir. Hindistan cevizi yağı, tereyağı alternatifi olarak kullanılabildiği için özellikle vegan fırıncılıkta tercih edilmektedir. Ayrıca kozmetik endüstrisinde de saç ve vücut nemlendiricileri için kullanılmaktadır.
Depolama ve kaliteye ilişkin hususlar
Raf ömrü ve ürün kalitesi çok önemli konulardır. Yenilebilir sıvı ve katı yağlar fermente olabilir, depolama sırasında bozulabilir, yağın kaynağı ile ilişkili doğal maddeler veya pestisit kalıntıları ile kontamine olabilir veya hatta kasıtlı olarak katkılanabilmektedir.
Bu ürünler, uzun zincirli yağ asitlerinin bozulduğu ve kısa zincirli bileşiklerin (örneğin bütirik asit) oluştuğu otoksidasyon yoluyla ekşiyebilir. Katı ve sıvı yağların hidrolizi, serbest yağ asitleri (FFA), mono ve diaçilgliseroller oluşturmak üzere triaçilgliserollerin parçalanmasını teşvik etmektedir. Bu serbest yağ asitleri ekstra otoksidasyona uğrayabilir. Ayrıca triaçilgliserollerin oksidasyonu, gliserollü karboksilik asitlerin oluşumuna yol açarak yağın asitliğini arttırmaktadır [1].
Şekil 1.
Soğuk preslenmiş keten tohumu yağının nasıl yapıldığını gösteren örnek.
Yenilebilir yağlar, çoğunlukla doğrudan ekstraksiyon teknikleri kullanılarak çeşitli yöntemlerle elde edilir. Ana süreçler arasında presleme (Şekil 1), uçucu çözücülerle ekstraksiyon ve kostik kimyasallarla saflaştırma veya rafine etme (ağartma) yer almaktadır.
Presleme, “soğuk pres” veya “sıcak pres” olarak kategorize edilir ve tamamen farklı bitmiş ürünlerle sonuçlanır. Soğuk preslemede yağ, oda sıcaklığında çıkarılır. Soğuk preslenmiş yenilebilir yağların asit değeri nispeten düşük olduğu için rafine edilmesine gerek yoktur, bu nedenle nihai ürün çökeltme ve filtrelemeden sonra elde edilmektedir. Adından da anlaşılacağı üzere sıcak presleme, yenilebilir yağların yüksek sıcaklıklarda ekstrakte edilmesini içermektedir. Bu durumda asit değeri önemli ölçüde yükselir ve yağ, doğal niteliklerinin çoğunu kaybeder. Bu nedenle sıcak preslenmiş yağlar tüketime uygun hale getirilmek için rafine edilir.
Farklı yağ kategorileri şunları içerir: doğal (işlenmemiş), rafine edilmemiş, rafine edilmiş, hidrojenize edilmiş, transesterifiye edilmiş, fraksiyonlanmış, işlenmiş (üretilmiş) ve soğuğa dayanıklı. Bunlar aşağıda daha ayrıntılı olarak açıklanmıştır (her bir konuyu açmak için tıklayın).
Rafine edilmemiş yenilebilir yağlar eritme, presleme veya santrifüjleme yoluyla elde edilmektedir. Bu işlemler genellikle hayvansal kaynaklı yenilebilir yağlar üretmek için kullanılır. Isı genellikle eklenir veya tolere edilir. Bu yağlar kimyasal olarak işlenmez ve hala yüksek sıcaklıklara dayanmış birçok değerli bileşen içerir.
Rafine edilmiş yenilebilir yağlar ilave kimyasal ve/veya mekanik işlemlerden geçirilmektedir. Örneğin, ağartılabilir, filtrelenebilir, asidi ve kokusu giderilebilir. Sonuç olarak, genellikle sağlıklı olarak kabul edilmezler ve doğrudan tüketim için çok daha az kullanılırlar. Gıda ve kozmetikte daha çok endüstriyel amaçlarla kullanılırlar.
Katılaştırılmış yenilebilir yağlar, rafine edilmiş ve yağ asitleri hidrojenasyon yoluyla daha da değiştirilmiş yağlardır. Sağlıksız oldukları düşünülmektedir ve özellikle hidrojenasyon işlemi sırasında üretilen trans-yağ asitleri nedeniyle eleştirilmektedirler. Yağ metabolizması ve kolesterol seviyeleri üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabilmektedirler.
Transesterifiye yenilebilir yağlar, katalizörlerin etkisiyle üretilen rafine yenilebilir yağlardır (veya bunların karışımlarıdır). Bu işlemle, yağ asitlerinin düzenini ve erime davranışı değiştirilir.
Fraksiyonlanmış yenilebilir yağlar, rafine edilmiş veya edilmemiş yenilebilir yağların soğutulması ve ardından stearinin oleik bileşenlerden ayrılmasıyla üretilmektedir. Bu işlem, nihai üründe belirli özellikleri ortaya çıkarmak için kullanılabilmektedir.
İşlenmiş yenilebilir yağlar (imal edilmiş yenilebilir yağlar olarak da bilinir) hidrojenasyon, transesterifikasyon ve fraksiyonel damıtma veya bu işlemlerin bir kombinasyonu yoluyla üretilmektedir.
Soğuğa dayanıklı veya soğukta stabil yenilebilir yağlar, rafine edilmiş veya rafine edilmemiş yağlardan vinterizasyon yoluyla üretilir. Vinterizasyon sırasında yağ soğutulur ve çöken fraksiyonlar filtrelenir. Filtrelenen ürün daha sonra topaklanma olmaksızın düşük sıcaklıklarda depolanabilir.
Kısacası, yenilebilir yağ ne kadar çok işlenirse kalitesi de o kadar düşük olmaktadır. Yenilebilir yağ kalitesi çeşitli test parametreleri kullanılarak kontrol ve analiz edilebilmektedir.
Yenilebilir yağların kalitesinin test edilmesi, insan hatasını en aza indiren doğru, tekrarlanabilir ve basit analiz yöntemleri gerektirir.
İyi bilinen birkaç yöntem mevcuttur. En iyi bilinen mutlak yöntemler arasında titrasyon veya stabilite ölçümü, en iyi bilinen bağıl yöntemler arasında ise yakın kızılötesi spektroskopisi (NIR) yer almaktadır.
Çeşitli yenilebilir yağ kalite test yöntemleri aşağıdaki bölümlerde açıklanmaktadır.
Metrohm OMNIS titratörleri yenilebilir yağ analizleri için uygundur.
Titrasyon, cihaza veya uygulamaya özel kalibrasyona ihtiyaç duymadan kantitatif sonuçlar sağlayan mutlak ve evrensel bir yöntemdir. Kantitatif bir metot olarak titrasyon, genellikle yakın kızılötesi spektroskopisi (NIRS) gibi diğer analitik teknikler için birincil referans metodu olarak kullanılır.
Titrasyon, özünde bir numunedeki iyonları veya molekülleri saymaya dayanır. Bir titratör, inorganik iyonlardan karmaşık moleküllere kadar çok çeşitli türleri belirlemek için donatılabilir. Tekrarlanabilirlik tipik olarak %1'den azdır ve titrasyon sisteminin performansı sıvı işleme veya numune hazırlama adımlarının otomatikleştirilmesiyle daha da iyileştirilebilir.
Başarılı bir titrasyon için kimyasal gereklilikler nelerdir? Öncelikle, her titrasyon numune (analit) ile reaktif çözeltisi (titrant) arasındaki nicel bir kimyasal reaksiyona dayanır. Numunedeki analit miktarını hesaplamak için bu kimyasal reaksiyonun stokiyometrisinin bilinmesi gerekir. Bu nedenle numune uygun bir çözücü içinde tamamen çözünmüş olmalıdır. Kimyasal reaksiyonun ilerleyişini takip etmek için uygun bir tespit yöntemi mevcut olmalıdır.
İlgili blog makalemizde titrasyon hakkında daha fazla bilgi edinin.
892 Professional Rancimat, yenilebilir yağların oksidasyon stabilitesini belirlemek için idealdir.
Ransidite (acılaşma), sıvı ve katı yağların neme, havaya ve hatta ışığa maruz kaldıktan sonra kısmen veya tamamen oksitlenmesi sürecidir. Her ne kadar her zaman bu kadar belirgin olmasa da, yiyecekler çok fazla yaşlanmadan çok önce bozulabilir.
Yenilebilir yağların oksidasyon stabilitesini belirlemeye yönelik yöntem aynı zamanda Rancimat yöntemi olarak da bilinmektedir. Bu yöntem, bir kimyasal reaksiyonun hızının (bu durumda yağ asitlerinin oksidasyonu) sıcaklığın artırılmasıyla hızlandırılabileceği basit bir reaksiyon kinetiği ilkesine dayanmaktadır.
Tayin sırasında numunenin içinden sabit sıcaklıkta bir hava akımı geçirilir. Oluşan oksidasyon ürünleri hava akımıyla bir ölçüm kabına aktarılır ve burada bir absorpsiyon çözeltisinin iletkenliğindeki değişimle tespit edilir. Değerlendirme, indüksiyon süresi olarak adlandırılan süreye dayanmaktadır. Bu süre, numunenin uzun vadeli testlerde veya depolama testlerinde karşılaştırmalar için kullanılabilir. Sonuç olarak, yenilebilir bir yağın oksidasyon stabilitesi ve kalitesi hakkında bilgi sağlamaktadır.
Üç temel Rancimat yöntemi vardır: doğrudan ölçüm (en çok yenilebilir yağlar için kullanılır), dolaylı ölçüm (örneğin, soğuk ekstraksiyon yoluyla, en çok gıdaya işlenmiş yenilebilir yağlar için kullanılır) ve PEG yöntemi (antioksidan içeriğinin belirlenmesi veya düşük yağ veya yüksek su içeriğine sahip numuneler için).
Rancimat ile yenilebilir yağların oksidasyon stabilitesinin belirlenmesi hakkında daha fazla bilgi için blog makalemizi okuyun.
Yenilebilir yağlarınızın bozulup bozulmadığını nasıl anlarsınız
Gaz kromatografisi
Gaz kromatografisi (GC), yağ asitlerinin karşılık gelen yağ asidi metil esterlerine (FAME'ler) esterifikasyonundan sonra yenilebilir yağların yağ asidi bileşimini belirlemek için kullanılır.
GC, sıvı veya gaz halindeki bir numuneyi, gaz akışındaki uçucu maddeleri adsorban sabit bir fazdan geçen mobil bir faza (inert taşıyıcı gaz) enjekte ederek bir karışımdaki çeşitli bileşikleri ayırır. Analitler, sabit faz için farklı afinitelere sahiptir ve genellikle kütle spektrometrisi (MS) veya diğer tekniklerle tespit edilmeden önce ayrılır.
Belirli UV dalga boylarında oksidasyon göstergeleri
Ultraviyole-görünür (UV/VIS) spektroskopisi, bir bileşiğin katı veya çözelti halindeki absorbans spektrumlarını elde etmek için kullanılır. UV/VIS bölgesi 200–800 nm dalga boyu aralığını kapsar. Her yenilebilir yağ türü, 350–700 nm dalga boyu bölgesinde benzersiz emilim özelliklerine sahiptir. Bu nedenle, UV-görünür bölge çeşitli yenilebilir yağları belirtmek ve ayırt etmek için kullanılabilir.
UV bölgesindeki adsorpsiyondaki değişiklikler, katı ve sıvı yağlar için kalite, saflık ve özgünlük kriterleri olarak kullanılmaktadır.
OMNIS NIR Analizörleri, yenilebilir yağların birçok kimyasal ve fiziksel özelliğini saniyeler içinde aynı anda ölçebilmektedir.
Yakın kızılötesi spektroskopisi (NIRS), katı ve sıvılardaki kimyasal ve fiziksel özellikleri ölçmek için hızlı ve güvenilir bir yöntemdir. NIR spektrometreleri, bir numuneden gelen ışığın NIR bölgesinde (780–2500 nm) farklı dalga boylarındaki emilimini ölçer.
NIR spektroskopisi hakkında daha fazla bilgi edinmek için blog yazımızı okuyabilirsiniz.
İkincil bir teknik olarak NIRS, öncelikle bir tahmin modelinin oluşturulmasını gerektirir. Bunun için titrasyon gibi birincil bir yöntemle elde edilen, bilinen konsantrasyonlara veya bilinen parametre değerlerine sahip birden fazla spektrumun ölçülmesi gerekir. Bu spektrumlardan kemometrik yazılım kullanılarak bir tahmin modeli oluşturulur. Daha sonra numunelerin rutin analizlerine başlanabilir.
Ön kalibrasyonlar NIR spektroskopisinin hızlı uygulanmasına nasıl yardımcı olur? Daha fazla bilgiyi ilgili blog makalesinde bulabilirsiniz.
NIR spektroskopisi tahribatsız bir teknik olup, numune hazırlamaya gerek kalmadan saniyeler içinde farklı parametreleri tahmin edebilmektedir. Ayrıca hiçbir çözücü veya reaktif kullanılmadığından çevre dostudur.
Bu teknik, özellikle –CH, –NH, –OH ve –SH gibi belirli fonksiyonel grupların varlığına karşı hassastır. Bu nedenle, NIRS, su içeriği, iyot değeri, asit sayısı ve daha fazlası gibi yenilebilir yağlardaki kimyasal parametreleri ölçmek için ideal bir yöntemdir.
Palm yağının kalite kontrolünde NIRS kullanımı hakkında daha fazla bilgi edinmek için blog yazımızı okuyabilir ve aşağıdaki videoyu izleyebilirsiniz.
NIR spektroskopisi ile palm yağının taranması ve kalite kontrolü
Yenilebilir yağ analiz parametreleri
Yenilebilir yağların kalitesini ve özelliklerini değerlendirmek için çeşitli parametreler kullanılmaktadır. Bunlara su (nem) içeriği, oksidasyon kararlılığı, iyot değeri, peroksit değeri, sabunlaşma değeri, asit değeri ve serbest yağ asitleri, yağ asidi bileşimi, hidroksil değeri, oksidasyon göstergeleri, kırılma indisi ve daha fazlası dahildir.
Su içeriği
Su veya nem içeriği, bir numunede bulunan su miktarının bir ölçüsüdür. Bu parametre birçok alanda kullanılmakta olup % olarak ifade edilir ve 0 (tamamen kuru) ile 100 (saf su) arasında değişebilir. Hacimsel veya kütlesel (gravimetrik) bazda verilebilir. Nem analizi laboratuvarlarda en sık yapılan ölçümlerden biridir.
Yenilebilir yağların nem oranı, bakteri ve mantarlar tarafından bozulmasını önlemek için dar bir aralıkta tutulmalıdır. Bu ürünlerde nem oranı %0,05 ile %0,3 arasında olduğunda bozulma meydana gelme olasılığı yüksektir. Çoğu yönetmelikte yenilebilir yağlar için izin verilen maksimum nem oranı %0,2 olarak belirlenmiştir. Öte yandan tereyağı %16'ya kadar su içerebilir.
Fırında kurutma veya radyometrik yöntemin yanı sıra, Karl Fischer titrasyonu çeşitli ürünlerdeki su içeriğini ölçmek için sıklıkla kullanılır. Saf yağların ve katı yağların su içeriğinin düşük olması nedeniyle bu analiz için kulometrik Karl Fischer titrasyonu tercih edilen yöntemdir. Tereyağı ve margarin gibi su içeriği yüksek sürülebilir yağlar için volumetrik Karl Fischer titrasyonu önerilir. Nem içeriğini ölçmek için bir diğer popüler yöntem, –OH fonksiyonel grubuna karşı son derece hassas olduğu için NIR spektroskopisidir.
- İlgili su içeriği uygulamaları için buraya tıklayınız.
Oksidasyon kararlılığı
Lipid oksidasyonu, yenilebilir yağların kimyasal, duyusal ve besinsel özelliklerinde önemli bozulmalara neden olan bir durumdur. Oksidatif bozulma, reaksiyon kinetiği ilkesine dayanmaktadır. Buna göre, yağ asitlerinin oksidasyon hızı, sıcaklığın artırılmasıyla hızlandırılabilir. Bu, ürünün ayrışmasının (zamana, sıcaklığa ve havaya bağlı olarak) birkaç dakikadan birkaç saate kadar bir sürede yeniden üretilebileceği anlamına gelir ve bu da yenilebilir yağ üreticileri için değerli bilgiler sağlar. Değerlendirme indüksiyon süresine göre yapılır.
Oksidasyon kararlılığı parametresi, yenilebilir bir yağın tazeliğini göstermekteir. Taze yağlar ve katı yağlar daha fazla antioksidan içerir ve artan sıcaklık ve oksijene karşı daha fazla kararlılık sunar. Yağların oksidasyon kararlılığının belirlenmesinde sıklıkla kullanılan Rancimat yöntemi, aynı ürünün farklı partilerinin karşılaştırılmasında da kullanılabilmektedir. Bu sayede kalite farklılıklarının erken tespiti mümkün olabilmektedir. İndüksiyon süresi ayrıca NIRS ile de ölçülebilir [2].
Rancimat ile doğrudan ölçüm esas olarak yenilebilir yağlar için kullanılmaktadır. Numune, genellikle 100 °C ile 180 °C arasında sabit bir sıcaklıktaki hava akışına maruz bırakılır. Son derece uçucu ikincil oksidasyon ürünleri, hava akışıyla birlikte ölçüm kabına aktarılır ve burada ölçüm çözeltisine absorbe edilir. Ölçüm çözeltisinin iletkenliği sürekli olarak kaydedilir. İkincil oksidasyon ürünlerinin oluşumu, çözeltinin iletkenliğini artırır. Bu belirgin iletkenlik artışının meydana gelmesine kadar geçen süreye indüksiyon süresi denir ve oksidasyon kararlılığı için iyi bir göstergedir.
| Numune | İndüksiyon süresi (saat) |
|---|---|
| Mısır yağı | 4–6 |
| Fındık yağı (katı) | 10–12 |
| Fındık yağı (sıvı) | 7–11 |
| Domuz yağı | 1–3 |
| Keten tohumu yağı | 0.5–2 |
| Margarin | 2–6 |
| Zeytinyağı | 6–11 |
| Palm yağı | 7–12 |
| Yer fıstığı yağı (katı) | 9–10 |
| Yer fıstığı yağı (sıvı) | 3–15 |
| Kabak çekirdeği yağı | 6–8 |
| Kolza tohumu (kanola) yağı | 3–5 |
| Aspir yağı | 1–2 |
| Susam yağı | 4–6 |
| Soya fasulyesi yağı | 1–7 |
| Ayçiçeği yağı | 1–4 |
| Don yağı | 3–8 |
Şekil 2.
OMNIS NIR Analyzer Liquid kullanılarak yenilebilir yağ numunelerinde indüksiyon süresinin tahmini için korelasyon diyagramı. Laboratuvar indüksiyon süresi (referans) Rancimat yöntemi kullanılarak değerlendirilmiştir.
Yenilebilir yağlarda oksidasyon kararlılığının belirlenmesi NIR spektroskopisi kullanılarak da mümkündür. Birincil yöntem olarak Rancimat ölçümlerinden toplanan veriler referans değerleri olarak kullanılmıştır. Aynı numunelerin NIR ölçümlerinden hesaplanan değerler, Şekil 2'de gösterilen korelasyon grafiğinde açıklandığı gibi iyi bir korelasyon (R2 = 0,973) göstermektedir.
- İlgili oksidasyon stabilitesi uygulamaları için buraya tıklayınız.
İyot değeri/sayısı
İyot, doymamış yağ asitlerinde bulunan çift bağlarla reaksiyona girmektedir. İyot sayısı, yağların ve katı yağların doymamışlık derecesi hakkında bilgi veren, 100 gram yağdaki iyot gramı olarak ifade edilen bir toplam parametredir.
Doymamış yağ asitleri sağlıklı yağ asitleri arasında yer alır. Ayrıca, oksidasyonun bu çift bağlarda meydana gelmesi nedeniyle yenilebilir yağların raf ömrü açısından da kritik öneme sahiptirler.
Çeşitli yenilebilir yağlardaki iyot sayısı için tipik değerler Tablo 3'te verilmiştir.
| Numune | İyot değeri (g iyot/100 g numune) |
|---|---|
| Palm çekirdeği yağı | 12–14 |
| Don yağı | 35–45 |
| Zeytinyağı | 79–92 |
| Ayçiçek yağı | 109–120 |
| Keten tohumu yağı | 170–190 |
Şekil 3.
OMNIS NIR Analyzer Liquid kullanılarak yenilebilir yağ numunelerindeki iyot değerinin hesaplanmasına ilişkin korelasyon diyagramı.
İyot değeri, bilinen miktardaki yenilebilir yağın, yardımcı çözeltiler eklendikten sonra, standart sodyum tiyosülfat çözeltisi ile titre edilmesiyle belirlenebilir. Titrant tüketim hacmi kaydedilir.
İyot değeri yağ asidi NIR spektrumundan da hesaplanabilir. Soğuk sıkım yağlarda olduğu gibi, diğer maddeler de (örneğin karotenoidler, aldehitler, ketonlar) iyotla reaksiyona girdiğinden, hesaplanan iyot değeri kimyasal olarak belirlenen değerden farklı olmalıdır. Bu nedenle iyot değerinin hangi birincil yöntemle belirlendiğinin belirtilmesi gerekir. Şekil 3’te laboratuvar değerleri ile NIR değerleri arasındaki olağanüstü korelasyon (R2 = 0,999) gösterilmektedir.
- İlgili iyot değeri uygulamaları için buraya tıklayınız.
Şekil 4.
OMNIS NIR Analyzer Liquid kullanılarak yenilebilir yağ numunelerinde peroksit sayısının hesaplanması için korelasyon diyagramı. Referans değerler titrasyon ile belirlenmiştir.
Peroksit değeri, yenilebilir yağlardaki peroksit bileşiklerinin miktarının bir ölçüsüdür ve kilogram yağ başına meq O2 olarak ifade edilmektedir. Yenilebilir yağlardaki peroksitler, doymamış yağ asitlerinin oksijen ile oksidasyonundan gelişebilir. Peroksit değeri depolama koşullarından etkilenir ve bir ürünün yaşı, ışığa maruz kalması veya yüksek sıcaklıklara maruz kalmasıyla artar. Bu nedenle, bu parametre yenilebilir bir yağın ömrünün ve kalitesinin belirtilmesinde kullanılmaktadır.
Peroksit sayısının belirlenmesi, yardımcı çözeltilerin eklenmesinden sonra bilinen miktarda yenilebilir yağın standart bir sodyum tiyosülfat çözeltisi ile titre edilmesiyle yapılabilmektedir. Titrant sarfiyatının hacmi kaydedilir.
Yenilebilir yağlarda peroksit değeri, NIR spektroskopisi ile de ölçülebilir. Şekil 4, titrasyon ve NIRS ile belirlenen peroksit değerleri arasındaki korelasyon grafiğini göstermektedir (R2 = 0,889). Yenilebilir yağlardaki peroksit sayısı için tipik değerlerin bir listesi Tablo 4'te verilmiştir.
| Numune | Peroksit değeri (meq O2/kg numune) |
|---|---|
| Palm yağı | 0–6 |
| Susam yağı | 1–8 |
| Zeytinyağı (doğal) | Maks. 20 |
| Ayçiçek yağı | 6–16 |
| Hindistan cevizi yağı | 0–12 |
- İlgili peroksit değeri uygulamaları için buraya tıklayınız.
Sabunlaşma sayısı
Sabunlaşma sayısı, bir gram yağdaki bağlı ve serbest yağ asitlerinin bir ölçüsüdür. Gram yağ başına miligram potasyum hidroksit olarak ifade edilmektedir. Sabunlaşma sayısı, numunede bulunan tüm yağ asitlerinin ortalama moleküler ağırlığı hakkında bilgi içerir. Sabunlaşma sayısı ne kadar yüksekse, tüm yağ asitlerinin moleküler ağırlığı o kadar düşüktür.
Bu parametre katı ve sıvı yağların kimyasal karakterizasyonunda anahtar bir göstergedir. Yenilebilir yağları tanımladığı için esas olarak saflık testi ve kalite kontrol için kullanılmaktadır.
Tayin için, bilinen miktardaki yenilebilir yağ veya katı yağ, etanollü potasyum hidroksit ile geri akışta kaynatılır. Kullanılmayan fazla potasyum hidroksit, standardize edilmiş bir asitle geri titre edilir. Titrant tüketim hacmi kaydedilir.
| Numune | Sabunlaşma değeri (mg KOH/g numune) |
|---|---|
| Hint yağı | 186–203 |
| Kakao yağı | 194–196 |
| Sade yağ | 218–235 |
| Ayçiçek yağı | 189–195 |
| Hindistan cevizi yağı | 248–265 |
| Domuz yağı | 192–203 |
| Palm yağı | 190–209 |
| Palm çekirdeği yağı | 230–254 |
| Kolza (kanola) yağı | 168–181 |
| Zeytinyağı | 184–196 |
- İlgili sabunlaşma değeri uygulamaları için buraya tıklayınız.
Asit değeri/sayısı ve serbest yağ asitleri (FFA)
Asit değeri, yenilebilir yağdaki serbest yağ asitlerinin miktarının bir ölçüsüdür ve gram yağ başına miligram potasyum hidroksit olarak ifade edilmektedir. Serbest yağ asitleri (FFA, % olarak ifade edilir) yağdaki gliserole bağlı değildir ve yağ çıkarma, rafine etme veya depolama adımları sırasında trigliseritlerin hidrolizi ile oluşur.
Şekil 5.
OMNIS NIR Analyzer Liquid kullanılarak yenilebilir yağ numunelerindeki serbest yağ asitlerinin hesaplanmasına ilişkin korelasyon diyagramı.
Asit değeri ve serbest yağ asitleri yenilebilir yağların lezzetini, kokusunu ve raf ömrünü etkiler ve dolayısıyla tazeliğini, kalitesini ve stabilitesini gösterir. Yüksek asit değeri ve serbest yağ asidi içeriği, kötü ekstraksiyon, rafinasyon veya depolama koşullarının veya düşük kaliteli yağlarla karıştırılmış yağların göstergesi olabilir. Ayrıca serbest yağ asitleri içeriği saflık testlerinde kullanılır ve bazı durumlarda ön işlem veya şüphelenilen bozunma reaksiyonları hakkında çıkarımlarda bulunulmasına olanak sağlar.
Asit sayısının belirlenmesi, bilinen miktardaki yenilebilir yağın standart bir alkali çözelti ile titre edilmesiyle yapılır. Titrant tüketiminin hacmi kaydedilir. Serbest yağ asidi analizi, yağdaki baskın yağ asidinin (örneğin laurik asit, palmitik asit, erüsik asit veya oleik asit) molekül ağırlığına bağlı bir faktörle asit sayısının çarpılmasıyla yapılabilir.
Serbest yağ asidi analizi NIRS ile de yapılabilir. Şekil 5'te gösterildiği gibi, laboratuvar değerleri (referans) NIR spektroskopisi ile hesaplanan değerlerle oldukça iyi korelasyon göstermektedir (R2 = 0,946).
Farklı yenilebilir yağlardaki asit değeri ve FFA içeriği için tipik değerler Tablo 6'da listelenmiştir.
| Numune | Asit değeri/sayısı (mg KOH/g numune) | Serbest yağ asitleri (%) |
|---|---|---|
| Zeytinyağı (Sızma) | 0.8–2 | Maks. 0.8 |
| Kanola (kolza) yağı | 0.071–0.073 | 0.04–0.06 |
| Soya fasulyesi yağı | 0.60–0.61 | 0.030–0.040 |
- İlgili asit değeri/sayısı ve serbest yağ asitleri (FFA) uygulamaları için buraya tıklayın.
Yağ asidi bileşimi
Yağ asidi (FA) bileşimi, yenilebilir yağlardaki yağ asitlerinin yapısını ve içeriğini (% olarak) tanımlar (örneğin, linoleik asit / C18:2n-6 ve linolenik asit / C18:3n-3). Bu, ölçülmesi gereken önemli bir parametredir çünkü bunlar vücudumuzda sentezlenemeyen ve diyetimizden elde edilmesi gereken temel yağ asitleridir.
Yenilebilir yağların yağ asidi bileşimi, yağların oda sıcaklığında metanol içinde potasyum hidroksit ile transesterifikasyonu ile elde edilen metil esterlerin kapiler GC analizi ile belirlenebilir [3].
Yağ asidi bileşimi ayrıca NIR spektroskopisi ile herhangi bir numune hazırlığı veya kimyasal reaktif olmadan sadece saniyeler içinde çok daha kolay ölçülebilir. Yenilebilir yağlardaki yağ asidi bileşimi için hesaplanan ve referans değerler arasındaki NIRS korelasyonu Şekil 6'da gösterildiği gibi mükemmeldir (R2 = 0.958-0.999).
Şekil 6.
NIRS korelasyon diyagramları. Oleik asit (18:1), linoleik asit (18.2), linolenik asit (18.3) ve palmitik asit (16:0) için hesaplanan ve referans değerlerin NIRS korelasyon diyagramları.
Ayrıca Raman spektroskopisi kullanılarak yağ asidi kompozisyonu belirlenebilir. Raman cihazı tarafından toplanan spektral bilgiler, yenilebilir yağlardaki çeşitli yağ asitlerinin konsantrasyonunun kantitatif analizi için kullanılır. NIRS'ye benzer şekilde, referans değerleri için birincil bir yöntem (örneğin, GC-MS) kullanılarak kalibrasyon modelleri oluşturulabilir.
Tablo 7, farklı yenilebilir yağlardaki çeşitli yağ asitleri için tipik değerleri listelemektedir [4].
| Yağ | Palmitik asit (16:0) | Stearik asit (18:0) | Oleik asit (18:1) | Linoleik asit (18:2) |
|---|---|---|---|---|
| Palm | 47 | 4 | 38 | 10 |
| Kolza | 4 | 1 | 17 | 13 |
| Ayçiçeği (lolin) | 6 | 4 | 32 | 56 |
| Susam | 9 | 5 | 45 | 41 |
| Zeytin | 12 | 2 | 75 | 9 |
- İlgili yağ asidi kompozisyonu uygulamaları için buraya tıklayınız.
Hidroksil değeri/sayısı
Hidroksil değeri, serbest hidroksil grupları içeren bir maddenin bir gramı asetillendiğinde oluşan asetik asidi nötralize etmek için gereken miligram potasyum hidroksit sayısı olarak tanımlanmaktadır. Gram yağ başına miligram potasyum hidroksit olarak ifade edilir.
Bu değer önemlidir çünkü bir sistemin stokiyometrisini belirlemeye yardımcı olmaktadır. Ayrıca eşdeğer ağırlığı ve fonksiyonellik biliniyorsa moleküler ağırlığı hesaplamak için de kullanılabilir. Yenilebilir yağlar için hidroksil değeri öncelikle bir kalite özelliği olarak kullanılmaktadır.
Hidroksil sayısının belirlenmesi, yardımcı çözeltilerin eklenmesinden sonra bilinen miktarda yenilebilir yağın standartlaştırılmış bir alkali çözeltisi ile titre edilmesiyle yapılır. Titrant sarfiyatının hacmi kaydedilir. Tablo 8'de çeşitli yenilebilir yağlarda hidroksil sayısının kabul edilebilir aralıkları listelenmiştir.
| Numune | Hidroksil değeri (mg KOH/g numune) |
|---|---|
| Hint yağı | 160–168 |
| Hindistan cevizi yağı | 0–5 |
| Palm yağı | 60–250 |
| Palmiye çekirdeği yağı | 265–279 |
| Kolza (kanola) yağı | 10–20 |
| Zeytinyağı | 4–12 |
- İlgili hidroksil sayısı uygulamaları için buraya tıklayınız.
Oksidasyon göstergeleri (K-değerleri)
Oksidasyon göstergeleri (veya K-değerleri) 200 nm ve 300 nm dalga boyları arasında dien ve trien sistemleri ile ilişkili absorpsiyon bantlarıdır. UV bölgesindeki absorpsiyon değişiklikleri yenilebilir katı ve sıvı yağlar için kalite, saflık ve orijinallik kriterleri olarak kullanılmaktadır. Örneğin, 200-300 nm arasındaki düşük absorpsiyon, yüksek kaliteli bir sızma zeytinyağının göstergesiyken, tağşiş edilmiş veya rafine edilmiş yağlar bu bölgede daha yüksek bir absorpsiyon seviyesi gösterir.
Yenilebilir yağ numuneleri, K-değerlerini belirlemek için izo-oktan içinde seyreltildikten sonra bir UV/VIS spektrofotometresi ile ölçülür. Üç sınıf zeytinyağı için K-değerleri (K232, K266, K270, ve K274) Tablo 9'da verilmiştir. Yağın işlenme oranı arttıkça oksidasyon göstergelerinin arttığı açıktır.
| Zeytinyağı sınıfı | K232 | K266 | K270 | K274 |
|---|---|---|---|---|
| Sızma (EVOO) | 1.897 | 0.151 | 0.148 | 0.135 |
| Virgin (VOO) | 1.436 | 0.240 | 0.248 | 0.223 |
| Zeytinyağı (OO) | 3.000 | 0.640 | 0.832 | 0.458 |
Özet
Yenilebilir yağların kalitesi birkaç farklı parametre kullanılarak tahmin edilebilir. En önemlisi, bir yenilebilir yağın tüketime uygun olup olmadığını belirlemek için su (nem) içeriği, oksidasyon stabilitesi, iyot değeri, peroksit değeri, sabunlaşma değeri, asit değeri ve serbest yağ asitleri, yağ asidi bileşimi, hidroksil değeri ve oksidasyon göstergeleri ölçülmelidir. Bu parametreleri belirlemek için titrasyon, stabilite ölçümü ve spektroskopi (örn. NIR ve Raman) dahil (ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere) pek çok analitik yöntem mevcuttur.
Referanslar
[1] Sakaino, M.; Sano, T.; Kato, S.; et al. Carboxylic Acids Derived from Triacylglycerols That Contribute to the Increase in Acid Value during the Thermal Oxidation of Oils. Sci Rep 2022, 12 (1), 12460. DOI:10.1038/s41598-022-15627-3
[2] Cayuela Sánchez, J. A.; Moreda, W.; García, J. M. Rapid Determination of Olive Oil Oxidative Stability and Its Major Quality Parameters Using Vis/NIR Transmittance Spectroscopy. J. Agric. Food Chem. 2013, 61 (34), 8056–8062. DOI:10.1021/jf4021575
[3] Cert, A.; Moreda, W.; Pérez-Camino, M. C. Methods of Preparation of Fatty Acid Methyl Esters (FAME). Statistical Assessment of the Precision Characteristics from a Collaborative Trial. Grasas y Aceites 2000, 51, 447–456. DOI:10.3989/gya.2000.v51.i6.464
[4] Australian Oilseeds Federation Inc. (AOF). Section 1: Quality Standards, Technical Information & Typical Analysis, 2022.
Yazarlar
