Enzimatik interesterifikasyon yöntemi ile üretilen soya yağı bazlı fonksiyonel lipidlerde oksidatif stabilitenin belirlenmesi [Determination of oxidative stability of enzimatically produced soybean oil-based structured lipids]

Bu çalışmanın amacı, trigliseritlerin 1,3-yerleşiminde orta zincir uzunluklu yağ asitlerinin, 2- yerleşiminde ise esas yağ asitlerinin yer aldığı fonksiyonel lipit üretmek ve bu yağın oksidatif kararlılığını belirlemektir. Fonksiyonel lipitler (FL), soya yağı (SY) ile kaprilik asidin (KA) sn-1,3 spesifik lipaz (TL IM, Thermomyces lanuginosa) katalizörlüğünde ve karıştırmalı tank reaktörde yürütülen transesterifikasyonu ile sentezlenmiştir. Çalışmanın başında, FL’in üretilmesinde substrat mol oranı, sıcaklık, enzim miktarı, tepkime süresi ve karıştırma hızındaki değişimin etkileri araştırılmıştır. Optimum tepkime koşulları, SY trigliseritlerine KA’in maksimum katılımı esas alınarak belirlenmiş ve asidoliz derecesini artırmak için, tepkime KA ile 3 defa tekrarlanmıştır. Tekrarlı tepkimeler trigliseritlerin KA oranında artışa neden olurken, enzimin tekrarlı kullanımı ile KA katılımı düzenli olarak azalmıştır. Belirlenen optimum koşullarda fonksiyonel lipit üretilmiş ve alkali işlemi uygulanarak asitliği giderilmiştir. Farklı tokoferol (TOH) izomerleri (α, β, γ, δ), askorbil palmitat (AP, 200 ppm), lesitin (L, 1000 ppm), bütillenmiş hidroksitoluen (BHT, 100 ppm) ve bütillenmiş hidroksianizolün (BHA, 100 ppm) fonksiyonel lipitin oksidatif kararlılığı üzerine etkileri de araştırılmıştır. Farklı α-TOH (50, 100, 150, 200, 300, 500 ve 1000 ppm) konsantrasyonlarında FL’in indüksiyon periyotlarında (İP) önemli bir farklılık gözlenmemiştir (p>0.05). Ancak, L ve/veya AP ilave edilmesi, FL’in oksidatif kararlılığını artırmıştır. δ-TOH, AP ve L şeklindeki üçlü karışımın indüksiyon periyodu, α-TOH, β-TOH veya γ-TOH’den oluşan üçlü karışıma kıyasla daha yüksek bulunmuştur. Ayrıca SY, FL ve antioksidan ile sinerjist ilave edilen FL karışımları, termostatlı fırında 60 ºC sıcaklıkta ve 5 gün boyunca okside edilmiştir. Beklenildiği gibi yağların oksidasyonu sırasında peroksit sayısı (PS), konjuge dien (KD) miktarı ve p-Anisidin değerinde (AD) artış olmuştur. PS, KD ve AD’lerini düşürmede en etkili antioksidan karışımları ise, 50 ppm α-TOH ve 500 ppm δ-TOH’e katılan AP ve L karışımları olarak saptanmıştır. Anahtar Kelimeler: Kaprilik asit, soya yağı, karıştırmalı tank reaktör, fonksiyonel lipid, antioksidanlar, oksidasyon Danışman: Prof.Dr.Halil VURAL, Hacettepe Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Bölümü i

The objective of this study was to produce structured lipid which had medium chain saturated fatty acids at sn-1,3- position and essential fatty acids at sn-2 position of triglycerides and determine oxidative stability of this lipid. Structured lipids (SL) were synthesized by transesterification of soybean oil (SBO) and caprylic acid (CA) with sn-1,3-specific lipase (TL IM, Thermomyces lanuginosa) in a stirred-batch reactor. At the beginning of the study, the effects of variation in substrate mole ratio, temperature, enzyme load, reaction time and mixing speed were investigated. Optimum reaction conditions were determined according to maximum incorporation of CA into SBO triacylglycerols and to increase the degree of acidolysis, reactions were repeated three times with CA. While repeated reactions caused an increase in CA content of triacylglycerols, the incorporation CA gradually decreased with repeated reuse of enzyme. SL were produced at optimum conditions and deacidified by using alkaline treatment. The effects of different tocopherol (TOH) homologues (α, β, γ, δ), ascorbyl palmitate (AP, 200 ppm), lecithin (L, 1000 ppm), butylated hydroxytoluene (BHT, 100 ppm) and butylated hydroxyanisole (BHA, 100 ppm) on the oxidative stability of SL were also investigated. No significant difference was observed in induction time (IT) of SL with different α-tocopherol concentrations (50, 100, 150, 200, 300, 500 and 1000 ppm) (p>0.05). However, the addition of L and/or AP significantly improved oxidative stability of SL. The ternary blends of δ-TOH, AP and L had higher IT than those of ternary blends of α-TOH, β-TOH or γ-TOH. In addition, SBO, SL, and SL mixtures supplemented with antioxidant and synergist were oxidized in a thermostatted oven at 60 ºC during 5 days. As expected, there were significant increases (p< 0.05) in peroxide value (PV), conjugated dien content (CD) and p-anisidine value (AV) during oxidation of oils. The most effective antioxidant mixtures were found as 50 ppm α-TOH and 500 ppm δ-TOH with combination of AP and L for decreasing PV, CD, and AV. Keywords: Caprylic acid, soybean oil, stirred-batch reactor, structured lipids, antioxidants, oxidation Advisor: Prof.Dr. Halil VURAL, Hacettepe University, Department of Food Engineering ii