Rafinasyon İşlemi ile Yağdan Uzaklaştırılan Fosfolipidler

Yazar: Ayla SARI - Mücahit KIVRAK
 
Özet
 
Bitkisel kaynaklı ham yağlarda bulunan çeşitli safsızlıklar nedeniyle ham yağ;  istenmeyen tat, aroma, koku ve renge sahiptir. Bu safsızlıkların giderilmesi için uygulanan rafinasyon işlemi, fiziksel ve kimyasal olmak üzere iki yöntemle gerçekleştirilmektedir. Degumming işlemi ise her iki rafinasyon yöntemlerinin ilk basamağı olup yapışkan maddelerin uzaklaştırılması işlemidir. Bu proses genellikle fosfolipidleri hidrate edebilmek amacıyla ham yağın düşük miktarda su ile işlem görmesi ve böylece santrifüj ile yağdan ayrılmalarını sağlamak şeklinde gerçekleşmektedir. Fosfolipidlerin yapısına bağlı olarak degumming işlemi, hidratasyon işlemi ile ya da düşük pH’lı çözeltiler kullanılarak yapılır.
 
Degumming işlemi ile yağdan uzaklaştırılan fosfolipid miktarları soya yağında %2,2,  kanola yağında %2, mısır yağında %1,25, pamuk yağında %0,8, ayçiçeği yağında %0,7, zeytinyağında %0,1, palm yağında <%0,075, hindistancevizi yağında <%0,07’dir. Rafinasyon işlemlerinin artıklarını değerlendirilmesi açısından bu miktarlar oldukça önemlidir.
 
Anahtar Kelime: Rafinasyon, Degumming, Fosfolipid, Lesitin.

Giriş
 
Bitkisel kaynaklı ham yağlarda bulunan çeşitli safsızlıklar nedeniyle ham yağ;  istenmeyen tat, aroma, koku ve renge sahiptir [1]. Bu safsızlıkların giderilmesi için uygulanan rafinasyon işlemi, fiziksel ve kimyasal olmak üzere iki yöntemle gerçekleştirilmektedir. Fiziksel rafinasyon; degumming, ağartma, buhar distilasyonu gibi işlem basamaklarından oluşurken; kimyasal rafinasyon ise degumming, nötralizasyon, ağartma, deodorizasyondan oluşur [2].
 
Fosfatidler, yağ asidi ve fosfat ester ile birleşmiş alkol (genellikle gliserol) içeren fosfolipidler olarak bilinir. Fosfolipidler vücuttaki bütün hücrelerin ihtiyaç duyduğu hücre zarındaki yapı taşlarıdır. Fosfatidlerin çoğunluğu yağlardan rafinasyon sırasında ayrılır. Bu gruptaki bileşikler doğal emülsifiye edici ajanların (Lesitin) önemli kaynaklarıdır [3].
 
Görsel 1. Fosfolipidlerin şematik gösterimi [3]
 
Degumming
 
Degumming işlemi fiziksel ve kimyasal rafinasyonun ilk basamağıdır. Ham yağlar gumlar (fosfolipidler, reçineler, iz metaller) içerir. Ham yağda gumlu maddeler %0,03-3,0 arasındadır. Bu bileşikler yağ içerisinde çözünür, çözünmez veya koloidal halde bulunabilen kompleks moleküllerdir. Bunlar; emülsifikasyon özelliklerinden dolayı kostik rafinasyon kayıplarını artırır, deodorizasyonda yüksek sıcaklık derecelerine ısıtmadan dolayı yanar, buna bağlı olarak son yağda yağın renginin koyulaşmasında artış olur. Kalsiyum, magnezyum, demir, bakır gibi metallerle tuzlar veya koordinasyon bileşikleri oluşturarak oksidatif stabilite ürünleri ve rengi olumsuz etkiler. Rafinasyon öncesinde bu bileşenlerin büyük bir çoğunluğu degumming işlemi ile yağdan ayrılabilmektedir. 
 
Degumming işlemi ile yağdan uzaklaştırılan fosfolipid miktarları soya yağında %2,2, kanola yağında %2, mısır yağında %1,25, pamuk yağında %0,8, ayçiçeği yağında %0,7, zeytinyağında %0,1, palm yağında <%0,075, hindistancevizi yağında <%0,07’dir [1].
 
 
Lesitin
 
Lesitin (fosfatidilkolin) genel olarak glikolipidler, trigliseridler ve fosfolipidlerden oluşan bir karışımdır [1]. Fosfolipidlerin yapısına bağlı olarak degumming işlemi, hidratasyon işlemi ile ya da düşük pH’lı çözeltiler kullanılarak yapılır. Çünkü yapışkan maddelerden lesitinin ortamdan ayrılması ve yan ürün olarak üretimi sağlanırsa degumming işleminin verimliliği artacak, buna paralel olarak maliyeti azaltacaktır. Soya yağı, lesitin gibi fosfolipidlerin geri kazanımı için degumming işlemine tabi tutulan en bilindik yağdır. Degumming işlemiyle lesitin üretimi amaçlanıyorsa doğru yöntem seçilmelidir. Çünkü lesitin asitlerden etkilenen bileşiktir. İşte bu nedenle hidratasyon yöntemi tercih edilir [4].
 
Lesitin, katıldığı ürünlerde metaller ile kompleks oluşturarak onları inaktif hale getirdiğinden otoksidasyonu engelleyici olarak görev yapmaktadır [5].
 
Görsel 2. Lesitin kimyasal yapısı [6].
 
Hidratasyon Yöntemi ile Lesitin Eldesi
 
Çok güçlü polar yapılı fosfor asidi grubu içeren lesitinin bulunduğu ham yağ 50- 700C’ye kadar ısıtılır. Ağırlığının %1-3’ü kadar su ilave edilerek, hidratasyon tanklarında 30-60 dakika karıştırılır. Bu aşamada lesitin su alarak şişer [1]. Çöktürme ve santrifüjleme işleminden sonra %40 nem içeriğindeki lesitin 800C’ye kadar ısıtılarak yatay film ya da dikey ince film kurutucuda nem içeriği %1’e kadar düşürülür ve 500C’ye kadar soğutulur. Lesitin 20-300C sıcaklıklarda aylarca depolanabilir [7].
 
Lesitin Kullanımı
 
Gıda katkı maddesi olarak lesitin (E 322) genel olarak yoğunlaştırıcı, karıştırıcı, yalıtıcı ve ilaçların etrafındaki koruyucu tabakaların yapımında kullanılır. Lesitin; örneğin; çikolatalarda emülgatör olarak kullanılır ve kakao ile kakao yağının birbirinden ayrılmasını önler.
 
Şekerleme sektöründe; vizkoziteyi düşürmede, şekerlemeyi kontrolde, bazı ürünlerde raf ömrünü uzatmada, bütün karışımların tam olarak karışmasında, pastacılıkta yağ ve yumurta kullanımın azaltmada, hamurun dağılımı düzenlemede, fermantasyonunun dengelenmesinde ve hacim kazandırmada kullanılır. Hamur mayası donsa bile koruyucu etkiye yardımcı olur, hamurun yapışmasını engeller [8].
 
Keklerin bayatlaması ve sertliği üzerine yapılan bir araştırmada ise lesitinli kekler yumuşak olup bayatlama süresi normal keklere göre daha geç sürede olmuştur [9].
 
Lesitin vücutta çok önemli bir yer teşkil ederek HDL’lerin esterleşmesini ve olgunlaşarak partiküllerin büyümesini sağlar. Büyüyen partiküller vagonlar halinde karaciğere taşınır. Karaciğere taşınan bu kolesterol partikülleri vücuttan atılır (kolesterol yalnızca karaciğer tarafından organizmadan dışarıya atılabilmektedir). Yani, hücrelerimizde biriken kolesterolden kurtulmamızın birinci koşulu, onun karaciğere taşınabilmesidir [10].
 
Lesitin sadece gıda ve tıp dünyasında kullanılmayıp, kozmetik sektöründe de kendine yer bulmaktadır. Farklı deri tiplerinde kullanılmak üzere ve farklı amaçlara hizmet etmek amacıyla farklı sabun tipleri kullanılmaktadır. Lanolin, lesitin, yağ alkolleri ve yağ asitleri gibi yağlandırıcılar ürünlere ilave edilerek derinin yıkama sırasında tekrar yağlanmasıını sağlar. Kurutucu etkiyi önleyerek, deri için olumlu etki yaratırlar [11].
 
Lesitinin diğer bir kullanım alanı da besilik hayvanların yemleridir. Yapılan bir araştırmada enerji gereksinimi yüksek olan etlik piliçlerin gereksinimlerinin karşılanması için kullanılan ayçiçek yağı ve lesitin katkılı karma yağın broyler (etlik piliç ırkı) performansı üzerine olumsuz bir etkisi saptanmamıştır. Bunun yanı sıra doymuş yağ asitlerince zengin lesitin katkılı karma yağın, doymamış yağ asitlerince zengin ayçiçek yağı ile kombine şekilde kullanılmasının broyler performansı üzerinde olumlu etkisi gözlenmiştir. Bu nedenle lesitin katkılı karma yağın ve ayçiçek yağının birlikte kullanılmasının tavukçuluk sektöründe tercih edilebilir nitelikte olduğu kanısına varılmıştır [12].
 
Dondurmanın bazı fiziksel özellikleri üzerine yapılan bir çalışmada farklı oranlarda lesitin kullanılmış (%0,2; %0,6; %1,0) ve araştırma sonucunda lesitinin erimeyi geciktirici etkisi olduğu gözlenmiştir [13].

Sonuç
 
Bitkisel kaynaklı ham yağlarda bulunan çeşitli safsızlıklar rafinasyon işlemi ile ayrılırken proses sonucunda elde edilen fosfatidlerin en yaygın olanı lesitin, birçok alanada kullanılmaktadır. Lesitin, hücreleri oksidasyona karşı korur, insanlarda beyni çevreleyen koruyucu zar olarak görev yapar. Gıdalarda ise emülsifiye edici ajan olarak, viskozite kontrolü ve nemlendirme amaçlı, yapışkanlık önleyici olarak kullanılır.
 
 
Kaynaklar:
  1. Nas, S., Gökalp, Y.H., Ünsal, M: Bitkisel Yağ Teknolojisi. 3. Baskı, Yayın no: 005, 125s., Pamukkale Üniversitesi Mimarlık Fakültesi Matbaası, Denizli,  2001.
  2. Gümüskesen, S. A: Bitkisel Yağ Teknoljisi. Bitkisel Yağ Sanayicileri Derneği, Yayın No:5, 101 s., 1999.
  3. Wikipedia: Fosfolipid, http://bit.ly/2BkoVW7 (22 Temmuz 2013).
  4. Yağ Sanayi Atıkları ve Değerlendirme Olanakları: http://bit.ly/2Ah1yxf (23 Temmuz 2013).
  5. Çakmakçı, S., Gökalp, H. Y: Gıdalarda Kısaca Oksidasyon; Antioksidanlar ve Gıda Sanayiinde Kullanımları, Atatürk Ü.Zir.Fak.Der., 23 (2), 174-192, 1992.
  6. Potter, N. and Hotchkiss, J: Food Sciense The AVI Publishing Company.Inc. Newyork, 1973.
  7. Swern, D: Baily’s ındustrial oil and product. A Wiley-intersicence Publication, Vol.2, 1-69, USA, 1982.
  8. Hepduman, F. ve Özçelik, S: Gıda Endüstrisinde Kullanılan Yüzey Aktif Maddeler, Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü, Isparta, 2002.
  9. Seyhun,N., Şümnü,G. ve Şahin,S: Effects of Different Starch and Emulsifier Types and Fat Contents on Staling of Microwave-Baked Cakes. Orta Doğu Teknik Üniversitesi Gıda Mühendisliği Bölümü, Ankara, 2004.
  10. Ersek, S: St Elevasyonlu Miyokard İnfarktüslü (Stemi) Hastalarda İnsan Paraoxonase Geni Met-Leu/55 Polimorfizmi. T.C Sağlık Bakanlığı Göğüs Kalp Damar Cerrahisi Merkezi, İstanbul, 2004.
  11. Taşkın M. ve Hekimoğlu S: Deri Lipidleri ve Topikal Uygulamaları. T Klin Kozmetol 1999; 2: 9-19, 1999.
  12. Yalçınkaya, İ: Broyler rasyonlarında enerji kaynağı olarak ayçiçek yağı yerine lesitin katkılı karma yağın kullanılma olanakları. Kırıkkale Üniversitesi, Veteriner Fakültesi, Hayvan Besleme ve Beslenme Hastalıkları Anabilim Dalı, Kırıkkale, 2005.
  13. Atsan, E. ve Çağlar, A: Dondurmanın Bazı Fiziksel ve Duyusal Özellikleri Üzerine Farklı Emülgatörlerin Etkisi. Erzurum Hıfzısıhha Enstitüsü Müdürlüğü, Erzurum, 2008.

YORUMLAR

Bu sayfalarda yer alan okur yorumları kişilerin kendi görüşleridir. Yazılanlardan apelasyon.com sorumlu tutulamaz.