Giriş
Yemeklik yağların çoğu bitkilerden veya bitki tohumlarından elde edilir. Zeytin ağaçlarının ilk kez M.Ö. 3500 yıllarında Girit adasında yetiştirildiği düşünülmektedir. İnsan tüketimi ve sabun üretiminin yanı sıra zeytinyağı Katolik ayinlerinde de kullanılmıştır. Şekil 1'de Pompeii'de M.Ö. 80'li yıllardan kalma bir yağ değirmeni (zeytin kırıcı) görülmektedir.
Yağları çıkarılacak meyve ve tohumlar önce temizlenir ve ardından merdaneler arasında ezilir. Taze sıkılmış yağlar genellikle kokulu, aromalı veya acı maddeler ya da bitki parçaları, bulanıklaştırıcı maddeler veya müsilaj gibi ilişkili maddeler de içerdiğinden, korunmalarına yardımcı olmak için genellikle rafine edilirler. Bunu yapmak için ham yağ ısıtılır; ancak bu sadece ham yağın bir kısmının kaybına değil, aynı zamanda tokoferoller gibi besinsel ve fizyolojik olarak faydalı maddelerin azalmasına da yol açar. Ancak çoklu doymamış yağ asidi içeriği bu işlem adımından etkilenmez. Rafine yağlar nötr bir koku ve tat, daha uzun bir raf ömrü ve depolama sırasında herhangi bir katı tortu olmaması ile karakterize edilir.
Soğuk preslenmiş yağlar rafine edilmez, sadece presleme ve ardından filtreleme yoluyla ekstrakte edilir. Presleme sırasında oluşan ısı, presin soğutulmasıyla dağıtılır. Bu şekilde elde edilen yağ "soğuk preslenmiş", "soğuk çekilmiş", "işlenmemiş" veya "katkısız" olarak adlandırılır; çok yüksek kalite olarak sınıflandırılır [2, 3].
Katı ve sıvı yağlar trigliseritler veya üç değerlikli alkol gliserinin (1, 2, 3- propanetriol) üçlü esterleridir. Gliserinin esterleştiği yağ asitleri doymuş, doymamış veya çoklu doymamış olarak sınıflandırılır. Yağlar sıvı iken katı yağların oda sıcaklığında katı olmasının nedeni doymamış yağ asidi içeriğinden kaynaklanmaktadır. Artan doymamış yağ asidi içeriği (çoğunlukla cis konumlu) nedeniyle KristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar.kristalleşme engellenir ve yağlarınErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime noktası düşer. Bu nedenle, yağlarınErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime ve KristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar.kristalleşme sıcaklıkları ile doymamış yağ asidi içerik seviyeleri arasında bir korelasyon olması beklenmektedir.
Deneysel
Ticari olarak temin edilebilen yemeklik yağlarınErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime ve KristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar.kristalleşme davranışları μ-sensörlü NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix® cihazı ile incelenmiştir. Boşaltma gazı olarak azot kullanılmıştır (5.0); boşaltma gazı hızı 40 ml/dak'dır. Yağlar, delikli kapakları olan standart alüminyum krozelere, krozelerin taban alanını tamamen ıslatacak şekilde eklenmiştir. Ölçüm parametreleri ve numune kütleleri Tablo 1 ve 2'de özetlenmiştir.
Tablo 1: Ölçüm koşulları
| Ölçüm Aleti | DSC 204 F1 Phoenix® |
| Sensör | μ-Sensör |
| Soğutma | GN2, otomatik |
| Pota | Al, delinmiş |
| Atmosfer | Azot |
| Gaz akış hızı | 40 ml/dak |
| Isıtma/soğutma oranı | 5 K/dak |
Tablo 2: Örnek Kütleleri [mg]
| Zeytinyağı | Yer Fıstığı Yağı | Susam Yağı | Kolza Yağı | Ayçiçek Yağı | Ceviz Yağı | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Yapımcı | A | B | C | C | D | B |
| Ölçüm 1 | 2.527 | 2.565 | 2.546 | 2.529 | 2.528 | 2.507 |
| Ölçüm 2 | 2.526 | 2.541 | 2.529 | 2.554 | 2.528 | 2.505 |
| Ölçüm 3 | 2.522 | 2.568 | 2.545 | 2.529 | 2.514 | 2.545 |
| Ortalama Değer (MW) | 2.525 | 2.558 | 2.540 | 2.537 | 2.530 | 2.519 |
| Sapma (ABW) | 0.005 | 0.027 | 0.017 | 0.025 | 0.034 | 0.040 |
Sonuçlar ve Tartışma
Yemeklik yağlar yukarıda listelenen ölçüm koşulları altında -100°C ile oda sıcaklığı arasındaki sıcaklık aralığında incelenmiştir. Örneklerin kristalleşmesi ilgili soğutma segmentlerinde, erimesi ise ısıtma segmentlerinde görülebilmektedir. Yağların her biri farklı doymuş, tekli doymamış ve çoklu doymamış yağ asidi içerik seviyelerine sahip olduğundan ve trigliseritler ek olarak farklı yağ asitlerinin karışımlarından oluştuğundan, tüm numunelerErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime ve KristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar.kristalleşme aralığında ortak olarak nispeten geniş bir alana sahiptir. Şekil 2, çeşitli yağlarınErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime davranışlarının bir karşılaştırmasını göstermektedir.
Şekil 3'te yer fıstığı yağı için iki ısıtma segmenti ve aradaki soğutma segmentinden oluşan sonuçlar sunulmuştur. Bunun ötesinde, erime sürecinin başlangıcı (ekstrapole edilmiş başlangıç) ve ana bileşenin tepe sıcaklığı her numune için değerlendirilmiştir. Bu sonuçların bir karşılaştırması tablo 3'te özetlenmiştir. Gösterilen değerler, ölçülen altı değerden hesaplanan ortalama değerlerdir. Hem başlangıç hem de tepe sıcaklıklarında daha düşük sıcaklıklara doğru tutarlı bir eğilim şu sırayla görülebilir: zeytinyağı, yer fıstığı yağı, susam yağı, kolza tohumu yağı, ayçiçeği yağı, ceviz yağı.
Analiz edilen yemeklik yağlardaki doymuş (sütun 1), tekli doymamış (sütun 2) ve çoklu doymamış yağ asitleri (sütun 3) için tablo 4'te gösterilen içerik seviyeleri, zeytinyağından ceviz yağına doğru sıralandığında, başlangıçta sütun 1 ila 3'ün hiçbiri için bir eğilim görülememektedir. 4. sütunda listelenen toplam doymamış yağ asidi içeriği bile (sütun 2 ve 3'ün toplamı), tablo 4'teki yemeklik yağların selected sırasına doğrudan uyan bir eğilim göstermemektedir. Yağ asidi içeriği ile erime sıcaklığı arasındaki ilişki şekil 4'te daha açık bir şekilde gösterilmektedir. Burada, doymuş ve tekli doymamış yağ asidi içerikleri arttıkçaErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime sıcaklığının arttığı ve çoklu doymamış yağ asitleri arttıkça azaldığı görülebilir.
Tablo 3: Erime süreçlerinin ekstrapole edilmiş başlangıç ve pik sıcaklıkları [°C]
| Zeytinyağı | Yer Fıstığı Yağı | Susam Yağı | Kolza Yağı | Ayçiçek Yağı | Ceviz Yağı | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Yapımcı | A | B | C | C | D | B |
| Ekstrapole Edilmiş Başlangıç | -10.1 | -18.9 | -28.3 | -28.0 | -31.5 | -44.9 |
| Tepe Sıcaklık | -5.1 | -11.8 | -21.0 | -21.4 | -26.7 | -34.0 |
Tablo 4: Yemeklik yağların ve içerik seviyelerinin derlenmesi [4]
Yağ Asidi İçerik Düzeyleri [%] | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| doymuş (S) | tekli doymamış | çoklu doymamış | doymamış toplam (P) | P:S | |
| Ceviz yağı1 | 9.87 | 16.3 | 73.9 | 90.2 | 7.49 |
| Ayçiçek yağı2 | 12.3 | 20.7 | 66.9 | 87.6 | 5.44 |
| Kolza yağı1 | 6.9 | 57.1 | 26.9 | 84.0 | 3.90 |
| Susam yağı1 | 13.1 | 35.8 | 42.0 | 77.8 | 3.21 |
| Yer fıstığı yağı2 | 16.4 | 44.8 | 38.8 | 83.6 | 2.37 |
| Zeytinyağı1 | 15.0 | 74.7 | 9.89 | 84.6 | 0.66 |
Ayrıca, gıda analizi için yağların kalitesinin belirlenmesinde, farklı yağ asidi içerik seviyeleri için mutlak değerlerden ziyade bunların birbirleriyle olan ilişkileri önemlidir. Şöyle ki, 4. ve 1. sütunlar kullanılarak bir dizi oran oluşturulursa - yani toplam doymamış yağ asidinin doymuş yağ asidi içeriğine oranı (P:S) - ceviz yağı için 7,49 olan değerler zeytinyağı için 0,66'ya düştüğünden tutarlı bir eğilim ortaya çıkmaktadır (5. sütunla karşılaştırın). Tablo 4'teki renklendirme iki örnek grubunu göstermektedir. Yeşil ile işaretlenmiş değerler, tekli doymamış yağ asidi içeriğinden daha yüksek çoklu doymamış yağları tanımlamaktadır. Kırmızı ile işaretlenmiş değerler ise tekli doymamış yağ asidi içeriği çoklu doymamış yağ asidi içeriğinden daha yüksek olan yağları ifade etmektedir.
Ayçiçek yağı ve yer fıstığı yağı numuneleri için yağ asidi içeriği seviyelerine ilişkin bilgilerin yalnızca literatürden alınan ortalama değerleri yansıttığı dikkate alınmalıdır. Deneyimler, her bir değer için yaklaşık %5'lik bir dalgalanma aralığının varsayılması gerektiğini belirtir. Ayrıca, DSC sonuçlarının değerlendirilmesinde sadece ana bileşenlerin pik sıcaklıkları dikkate alınmıştır, bu da bir karışımın erime davranışının analizinde kesinlikle sadece bir referans noktası teşkil eder ve korelasyon diyagramındaki mevcut sapmaları açıklayabilir (Şekil 5). Susam yağı için 3,21 P:S değeri, şekil 5'teki eğilim çizgisinden en uzakta yer alan değerdir. Bunun, bu sette tohumun ek bir kavurma işlemine tabi tutulduğu tek yağ olmasıyla bir ilgisi olabilir. Kavurma işlemininKristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar. kristalleşme üzerindeki etkisi şu anda bilinmemektedir.
Sonuç
Bu uygulama notu, farklı yemeklik yağların erime veKristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar. kristalleşme davranışlarının diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ile karakterize edilebileceğini göstermektedir. Kolay numune hazırlama ve standart bir sıcaklık programı, erime veKristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar. kristalleşme davranışı değerlerine ilişkin hızlı ölçüm sonuçları elde edilmesini sağlar. Pik sıcaklıklarına dayalı değerlendirme, yemeklik yağlar arasında anlamlı bir karşılaştırma yapılmasını kolaylaştırır.
Bu çalışma temelde daha yüksek çoklu doymamış yağ asidi içeriğinin bir yağ için daha düşük erime sıcaklığı anlamına geldiğini doğrulamış olsa da, konsantrasyonun tek belirleyici faktör olmadığı şekil 4'te de görülebilir. Şekil 5, daha ziyade P:S oranının - yani çoklu doymamış yağ asitlerinin doymuş yağ asitlerine konsantrasyonunun - tutarlı bir eğilim sergilediğini göstermektedir.