Rafinasyon ve moleküler destilasyon koşullarının pirina yağındaki polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH) üzerine etkisi
Effect of rafination and molecular distillation conditions on polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) of olive pomace oil
Yazar: SÜNDÜZ SEZER KIRALAN
Danışman: PROF. DR. AZİZ TEKİN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada, rafinasyon aşamalarında (degumming, nötralizasyon, ağartma, deodorizasyon) uygulanan işlem koşullarının ve moleküler destilasyon işleminin pirina yağında bulunan 15 polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) (Piren, krisen, naftalin, antrasen, asenaften, floren, fenantren, floranten, benzo(a)piren, benzo(b)floranten, benzo(a)antrasen, benzo(k)floranten, benzo(g,h,i)perilen, dibenzo(a,h)antrasen, indeno(1,2,3-cd)piren) bileşiklerinin yağdan uzaklaştırılmasına etkisi incelenmiştir. Su ve asit ile yapılan degumming işleminde %1, %2 su ve %0.1, %0.2, %0.3 fosforik asit kullanılırken, nötralizasyon işleminden sonra 3 ayrı yıkama yapılmıştır. Ağartma işleminde %3 ağartma toprağı ile birlikte %0.3, 0.6 ve 0.9 oranlarında aktif kömür kullanılmıştır. Deodorizasyon işlemi ise 230°C sıcaklıkta 0.5, 1 ve 5 mbar basınçlarında gerçekleştirilmiştir. Damıtma işleminde, farklı sıcaklık (110°, 130°, 150°, 170°, 190°, 210° ve 230°C) ve farklı basınç (0.05, 0.5 ve 5 mbar) işlem değerleri kullanılmıştır. PAH analizleri, HPLC cihazında floresans dedektör yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Rafinasyon işleminin etkinliğinin değerlendirilmesi amacıyla, pirina yağlarının serbest yağ asitliği, peroksit ve renk değerleri belirlenmiştir.

Sonuçlar, degumming işleminde en fazla toplam PAH azalışının (%82) %1 su ile yapılan degumming işlemiyle gerçekleştiği bulunmuştur. Nötralizasyon işlemi sonunda toplam PAH miktarı %94 oranında azalmıştır. Ağartma işleminde kullanılan %0.9 aktif kömür PAH'ları %91 oranında azaltmıştır. Deodorizasyonda en etkili PAH azalışı 230°C, 0.5 mbar basınç altında sağlanmıştır. Damıtma uygulamalarının tümü PAH birleşiklerini uzaklaştırmada etkili olurken, en fazla PAH azalışı 230°C sıcaklıkta 0.05 mbar basınç altında yapılan damıtma sonrasında gözlenmiştir. Rafinasyon uygulamaları sonunda, pirina yağı örneklerinde belirlenen serbest yağ asitliği ve peroksit değerleri Türk Gıda Kodeksi Zeytinyağı ve Pirina Yağı Tebliğine uygun bulunmuştur. Ağartma sonunda, pirina yağlarının L* ve b* değerleri önemli oranda artarken a* değerinin azaldığı tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, the effects of process conditions of refining steps (degumming, neutralization, bleaching and deodorization) and molecular distillation on the removal of 15 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) (naphthalene, acenaphthene, fluorene, phenanthrene, anthracene, fluoranthrene, pyrene, benzo(a)anthracene, chrysene, benzo[a]pyrene, benzo(k)fluoranthene, benzo(b)fluoranthene; dibenzo(a,h)anthracene, benzo(g,h,l)perylene,  indeno(1.2.3-cd)pyrene) from olive pomace oil were investigated. During water and acid degumming 1%, 2% water and 0.1%, 0.2%, 0.3% phosphoric acid were used. The oil was subjected to three separate wash after neutralization. In bleaching process, 3% of bleaching earth with 0.3, 0.6 and 0.9% of activated carbon was used. The deodorization was performed at 230°C under 0.5, 1 and 5 mbar pressures. During shorth-path distilation, elevated temprature (110°, 130°, 150°, 170°, 190°, 210° and 230°C) and pressure (0.05, 0.5 and 5 mbar) parameters were used. PAH analyses were carried out by HPLC with fluorescence detector. Free fatty acid contents, color and peroxide values of olive pomace oils were determined to evaluate the oil quality. 

Results have shown that during degumming process the highest PAH removal (82%) was observed using 1% of water. The total PAH reduction with neutralization was 94%. Bleaching with 0.9% activated carbon was provided 91% total PAH reduction. During deodorization, 230°C temprature and 0.5 mbar pressure condition was the most effective parameter for total PAH reduction. All shorth-path applications showed a significiant effect on reducing of PAHs while at 230°C temprature and 0.05 mbar pressure led to the most significant reduction. After refining process, free fatty acid and peroxide value were consistent with Turkish Food Codex Communique of Olive Oil and Olive Pomace Oil. At the end of bleaching, L* and b* values were significantly increased but a* values were decreased.