Kanola yağından kudret narı yağ asitleri (KLNA) ile yapılandırılmış yağ üretimi ve reaksiyon koşullarının optimizasyonu
Production of structured lipids with canola oil and bitter gourd fatty acids (CLNA) and optimization of reaction conditions
Yazar: BEGÜM ELİBAL
Danışman: PROF. DR. HAVVA AYŞE AKSOY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Yağlar insan beslenmesinin temel öğelerinden biridir. Esansiyel yağ asitlerini içermeleri, yağda çözünen vitaminlerin emilimlerini sağlamaları ve önemli enerji kaynakları olmaları nedeniyle günlük diyette tüketilmeleri gerekmektedir. Son yıllarda bilim ve teknolojideki ilerlemeler sonucu sağlıklı ve besin içeriği zenginleştirilmiş yağlar üretilmeye başlanmıştır.Yapılandırılmış yağlar, yağın yapısına yeni yağ asitlerinin katılması veya mevcut yağ asitlerinin pozisyonlarının değiştirilmesi sonucu elde edilen triaçilgliserollerdir. Yapılandırılmış yağlar fonksiyonel gıdalar olarak bilinmektedirler. Sahip oldukları fonksiyonel özellikler ile sağlık üzerine belirli faydalar sağlamaktadırlar. Ayrıca gelişmiş lipit modifikasyon çalışmaları ile yağ temelli ürünlerde çeşitlilik sağlanmakta, üretim maliyetleri azaltılmakta ve istenilen özellikte ürünler üretilmektedir.Kanola bitkisi, kolza tohumlarının (Brassica napus L. ve Brassica campestris L.) genetik modifikasyon yolu ile ıslah edilmesi sonucu elde edilmektedir. Kanola tohumlarından elde edilen kanola yağı doymuş yağ asitlerini düşük, tekli doymamış yağ asitlerini yüksek oranlarda içermekte, ayrıca çoklu doymamış yağ asitleri açısından zengin bir kaynak olarak görülmektedir. Kanola yağı yağ asidi profili ile sağlık üzerine birçok olumlu etkiye sahiptir.Kudret narı (Momordica charantia L.) tropikal bölgelerde yetişen şifalı bir bitkidir. Karela olarak da adlandırılan kudret narı antimikrobiyal ve antikanserojenik etki göstermekte ve vücuttaki kan şekeri seviyesini düzenlemektedir. Bu etkilerin yanı sıra içerdiği konjuge linolenik asit (KLNA) izomerleri meyveyi daha da değerli kılmaktadır. KLNA, üç konjuge çift bağ içeren oktadekatrienoik asitlerin pozisyonel ve geometrik izomerlerinden oluşan bir yağ asidi grubu olarak tanımlanmaktadır. Konjuge linolenik asit genellikle belirli bitkilerin tohum yağlarında bulunmaktadır. Kalp hastalıklarına karşı koruyucu etki göstermekte, vücut ağırlığını kontrol etmekte ve bağışıklık sistemini kuvvetlendirmektedir.Bu çalışmada, kanola yağının kudret narı tohumu yağından elde edilen konjuge linolenik asit ile zenginleştirilmesi ve çeşitli fonksiyonel özelliklere sahip yapılandırılmış yağlar üretilmesi amaçlanmıştır. Kanola yağı ile KLNA'nın asidoliz reaksiyonları Thermomyces lanuginosa L. lipazı varlığında gerçekleştirilmiştir. Tepki Yüzey Metodolojisi uygulanarak reaksiyon parametrelerinin (substrat mol oranı, enzim miktarı, sıcaklık, reaksiyon süresi) KLNA katılımı üzerine etkileri incelenmiş ve reaksiyon koşullarının optimizasyonu gerçekleştirilmiştir.Deney sonuçları değerlendirildiğinde, reaksiyon parametrelerinden substrat-mol oranının ve sıcaklığın KLNA katılımını etkilediği belirlenmiştir. İki faktörlü ve üç seviyeli Yüzey Merkezli Küp Deney Tasarımı uygulanarak yürütülen 11 asidoliz reaksiyonu sonucu, optimum reaksiyon koşulları 6,8:1 (KLNA:kanola yağı) substrat-mol oranı, 54,2ºC sıcaklık, %10 enzim miktarı ve 3 saat reaksiyon süresi olarak saptanmıştır. Bu koşullarda, kanola yağına %36,9 oranında konjuge linolenik asit inkorpore edilmiş ve yapılandırılmış yağlar elde edilmiştir.

Abstract:
Fats and oils are essential components of the diet. They are good sources of energy, essential fatty acids, fat-soluble vitamins, and so it?s recommended to consume fats and oils properly. In recent years, with the developments in science and technology, the production of enriched and healthier fats has started.Structured lipids are triacylglycerols that have been modified by incorporation of new fatty acids or changing the positions of existing fatty acids. Structured lipids are referred to as functional foods. They provide specific health benefits by their functional properties. Besides, improved fat modifications have produced a wider assortment of fat based products, reduced production costs and paved the way for the production of specific products.Canola is produced by the genetic modification of rape seeds (Brassica napus L. and Brassica campestris L.). Canola oil obtained from the canola seeds is low in saturates, high in monosaturates and a good source of polyunsaturated fatty acids. Canola oil has various health benefits with its fatty acid profile.Bitter gourd (Momordica charantia L.) is a medicinal plant which grows in tropical regions. Bitter gourd also named as karela shows antimicrobial and anticancerogenic activity, and regulates blood sugar level. Together with these health effects, the conjugated linolenic acid (CLNA) content makes the fruit more valuble. CLNA is an imprecisely defined term describing a group of positional and geometric isomers of octadecatrienoic acids that contain three double bonds in conjugation. CLNA mainly exists in seed oils of specific plants. CLNA defends against hearth diseases, controls body weight and enriches immunity system.In this study, enrichment of canola oil with CLNA from bitter gourd seed oil and production of structured lipids with various functional properties are aimed. The acidolysis reactions of canola oil with CLNA are carried out in the presence of Thermomyces lanuginosa L. lipase. The effects of reaction parameters (substrate-molar ratio, enzyme load, temperature, reaction time) on the incorporation of CLNA are analyzed and reaction conditions are optimized by Response Surface Methodology.By evaluating the experimental results, substrate-molar ratio and temperature are chosen as the parameters that affects on the incorporation of CLNA. 11 acidolysis reactions are performed by the two-factor, third-order Face Centered Cube Experimental Design and the optimum reaction conditions are determined as 6,8:1 substrate-molar ratio, 54,2ºC temperature, %10 enzyme load ve 3 hour reaction time. Under these conditions, the incorporation ratio of CLNA into canola oil is established as %36,9 and so structured lipids are produced.