Kızartma yağlarında termal proses indikatörü olarak hidroksimetilfurfural varlığının incelenmesi
Investigation of hydroxymethylfurfural as thermal proses contaminant in frying oils
Yazar: NESLİHAN GÖNCÜOĞLU
Danışman: PROF. DR. VURAL GÖKMEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption

Özet:
Bu çalışmada tekrarlı kullanılan kızartma yağlarında Hidroksimetilfurfural (HMF)'ın birikimi ve termal proses indikatörü olarak izlenebilirliği araştırılmıştır. Kızartma materyali olarak patates ve % 25 şeker içeriğine sahip hamur seçilmiştir. 160°C, 170°C ve 180°C'de hamur kızartılan yağlarda tekrarlı 50 kızartma boyunca HMF miktarı, kızartma tekrar sayısına bağlı olarak, doğrusal artış göstermiştir. Çalışılan bütün sıcaklıklarda 50 hamur kızartma işlemi sonunda kızartma materyalinde oluşan HMF'nin yaklaşık % 10'u kızartma yağına transfer olmuştur. HMF'nin kızartma yağlarında birikerek proses kontaminantı olarak davranacağı kızartma sayısı belirlenmiştir. Bu kızartma sayısında kızartma yağındaki toplam polar madde miktarı hesaplanmış ve toplam polar madde miktarının % 25 seviyelerine ulaşmadığı tespit edilmiştir. Kızartma proseslerinde kızartma tankındaki yağ hacmi % 25 oranında azaldığında tankta kalan yağı stiren-divinilbenzen esaslı Dowex SBR LC NG (OH) ile rejenere etmek ve ardından tanka taze yağ eklemek HMF kontaminasyonuna çözüm olmuştur. Kızartma yağlarından HMF adsorpsiyonunda denge verilerinin Freundlich ve Langmuir izoterm modellerine uygun olduğu bulunmuştur. HMF'nin reçineye adsorpsiyonunun tek tabakada gerçekleştiği belirlenmiştir. Adsorpsiyon prosesinin pseudo-ikinci derece kinetik izlediği ve mekanizmasında por difüzyonunun hız sınırlayıcı basamak olduğu bulunmuştur. Adsorpsiyon prosesinde entalpi değişimi (?H = 114.1 kJ/mol) pozitiftir ve bu da prosesin endotermik olduğunu göstermektedir. Gibbs serbest enerji değişiminin çalışılan bütün sıcaklıklarda negatif olması prosesin kendiliğinden gerçekleşme eğiliminde olduğunu göstermektedir. Sıcaklık artışıyla prosesin kendiliğinden gerçekleşme eğilimi azalmaktadır. Ayrıca sistemin entropi değişimi (?S = - 349.5 J/mol·K) negatif olarak bulunmuştur.

Abstract:
In this study, accumulation of hydroxymethylfurfural (HMF) and its traceability as thermal process indicator in repeatedly used frying oils was investigated. As frying material dough that has relatively high sugar content and potato were selected. During 50 dough frying cycle HMF amount of frying oils, depending on the number of frying, increased linearly at 160°C, 170°C and 180°C. At the end of 50 dough frying cycle, approximately 10 % of HMF that was formed in frying material was transfered to oil at all temperatures studied. The number of frying cycle that HMF will behave as process contaminant was determined. The amount of total polar content in frying oil at that frying cycle was calculated and it was found that total polar content didn?t reach to a level of 25 %. In frying processes, when the volume of oil in the fryer decreased by 25 %, regeneration of remained oil in the fryer with Dowex SBR LC NG (OH) and then addition of fresh oil became a solution for HMF contamination. In the HMF adsorption process from frying oils, equilibrium data was well fitted to Freundlich and Langmuir isotherm models. It was found that monolayer adsorption of HMF was occured in the process. The adsorption process followed pseudo-second order kinetics and the rate limiting step was found to be pore diffusion. Entalphy change in the process was (?H = 114.1 kJ/mol) positive and consequently the process was endothermic. Gibbs free energy change was found to be negative in all temperatures studied and it was indicated that process occured spontaneously. When temperature increased, tendency to occur spontaneously decreased. In addition, entropy change in the process was found to be negative (?S = - 349.5 J/mol·K).