KEÇİBOYNUZU ve HURMADAN ENZİMATİK İNTERESTERİFİKASYON YÖNTEMİ ile KAKAO YAĞI İKAMESİ ÜRETİMİ
PRODUCTION OF COCOA BUTTER SUBSTITUTES FROM CAROB AND DATE BY ENZYMATIC INTERESTERIFICATIONMETHOD
Yazar: NEVAL AKÇALIOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR DÖKER
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bilimsel adı "Tanrıların yemeği" olan kakao (Theobroma cacao), Yunan Mitolojisi'nde Theos (Tanrı) ve Broma (yemek) kelimelerinden türemiştir. Ebegümecigiller (Malvaceae) familyasına ait bir bitki olan kakao; günlük hayatta sık tükettiğimiz kakao tozu başta olmak üzere; kakao nibi, kakao likörü ve kakao yağının hammaddesidir. Çikolata başta olmak üzere gıda endüstrisindeki kullanım alanları neredeyse sınırsızdır. Yoğun olarak kullanıldığı alanlarından bir diğeri ise güneş kremleridir. Kakao yağının besleyiciliği, cilde sağladığı nem ve güneşe karşı oluşturduğu koruma kalkanı kuşkusuz ki kakao yağının güneş kremi için oldukça önemli bir bileşen olarak kullanılmasını sağlamıştır. Gerçekleştirilen bu tez çalışmasında keçiboynuzu ve hurmadan Soxhlet ekstraksiyonu ve süperkritik akışkan ekstraksiyonu ile elde edilen yağların, gaz kromatografisi (GC) ile gerçekleştirilen analizleri sonucunda kakao yağı içerisinde bulunan yağ asitlerinin (%33.53 oleik asit, %37.53 stearik asit ve %23.49 palmitik asit) keçiboynuzu yağında (%41.54 oleik asit, %13.22 palmitik asit ve %6.79 stearik asit) ve hurma yağında (%43.16 oleik asit, %10.11 palmitik asit ve %3.35 stearik asit) da yoğun olarak bulunduğu saptanmıştır. Daha sonra yağ örnekleri hem serbest enzimin kullanıldığı hem de tutuklanmış edilmiş enzimlerin kullanıldığı enzimatik reaksiyonlarla kakao yağı ikamelerine dönüştürülmüştür. Sonuçlar immobilizasyon bazında değerlendirildiğinde çapraz bağlama yönteminin jelde tutuklama yönteminden daha iyi sonuçlar sunduğu belirlenmiştir. FTIR ve UV-VIS spektrofotometre ile gerçekleştirilen analizler sonucunda ise enzimatik reaksiyonların yapıda herhangi bir değişikliğe neden olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. Ürünler yağ kalite parametreleri açısından değerlendirildiğinde ise hurma yağı ve ikame yağının daha yüksek serbest yağ asitliği değerinin olduğu, iyot indisi değerlerinde ise keçiboynuzu ve ikame yağının daha yüksek değerlere sahip olduğu belirlenmiştir. Son olarak yağlar güneş kremi uygulamasında kullanılmış ve elde edilen veriler, kullanılan ikame yağların kakao yağından daha yüksek SPF (güneş koruma faktörü) değerine sahip ürünler oluşturduğunu göstermiştir. Bu değerler sırasıyla hurma ikame yağı için 47.1, keçiboynuzu ikame yağı için 45.2 ve kakao yağı için 36.4 şeklinde belirlenmiştir.

Abstract:
Cocoa (Theobroma cacao), whose scientific name is "food of the gods", derives from the words Theos (God) and Broma (food) in Greek mythology. Cocoa, a plant belonging to the (Malvaceae) family; Especially cocoa powder, which we consume frequently in daily life; It is the raw material of cocoa nib, cocoa liquor and cocoa butter. Its usage areas in the food industry, especially in chocolate, are almost unlimited. Another area where it is used extensively is sunscreens. The nutrition of cocoa butter, the moisture it provides to the skin and the protection shield it creates against the sun have undoubtedly enabled cocoa butter to be used as a very important ingredient in sunscreen. In this thesis study, as a result of the gas chromatography (GC) analysis of the oils obtained from carob and date by Soxhlet extraction and supercritical fluid extraction, the fatty acids found in cocoa butter (33.53% oleic acid, 37.53% stearic acid and 23.49% palmitic acid) were determined in carob. It was also found to be abundant in oil (41.54% oleic acid, 13.22% palmitic acid and 6.79% stearic acid) and palm oil (43.16% oleic acid, 10.11% palmitic acid and 3.35% stearic acid). Fat samples were then converted into cocoa butter substitutes by enzymatic reactions using both free enzyme and immobilized enzymes. When the results were evaluated on the basis of immobilization, it was determined that the cross-linking method offered better results than the gel immobilization method. As a result of the analyzes performed with FTIR and UV-VIS spectrophotometer, it was concluded that enzymatic reactions did not cause any change in the structure. When the products were evaluated in terms of oil quality parameters, it was determined that palm oil and substitute oil had higher free fatty acidity values, and carob and substitute oil had higher iodine index values. Finally, the oils were used in sunscreen application and the data obtained showed that the substitute oils used created products with a higher SPF (sun protection factor) value than cocoa butter. These values were determined as 47.1 for palm substitute oil, 45.2 for carob substitute oil and 36.4 for cocoa butter, respectively.