Engerek otu tohumu yağı ve laurik asit kullanarak enzimatik yöntemle düşük kalorili yağ üretimi
Enzymatic production of low-calorie structured lipids by using echium seed oil and lauric acid
Yazar: JÜLİDE GÖKÇE
Danışman: PROF. DR. GÜLDEM ÜSTÜN ; YRD. DOÇ. DR. NEŞE ŞAHİN YEŞİLÇUBUK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Düşük kalori = Low calorie ; Laurik asit = Lauric acid

Özet:
Yağların sağlık ve beslenme açısından önemi ve kalp-damar hastalıkları, kanser ve diğer hastalıklarla ilişkisi düşünüldüğünde tüketilen yağın kalitesinin ve özelliklerinin geliştirilmesi son yıllarda önem kazanmıştır.Düşük kalorili yağlar; kalori alımı sınırlanması gereken ve obezite sorunu olan bireyler için veya tüketici taleplerine uygun gıdalar için geliştirilen yapılandırılmış yağlardır. Düşük kalorili yapılandırılmış yağların enzimatik yollarla üretimi için sn-1,3 pozisyonlarında orta zincir uzunluğundaki yağ asitleri (C6-C12) yer almakta olup, sn-2 pozisyonlarında uzun zincir uzunluğundaki yağ asitleri (C14-C22) bulunmalıdır.Uzun zincirli yağ asitlerini içeren engerek otu tohumu yağı kalp ve damar hastalıkları, bağışıklık sistemi sorunları, alerji problemleri ve diyabet hastalıklarının önlenmesi üzerinde olumlu etkilere sahip omega-3 yağ asitlerine (eikosapentaenoik asit (EPA, 20:5n-3) ve dokosahekzaenoik asit (DHA, 22:6n-3) metabolize olan ?- linolenik (ALA, 18:3n-3) ve stearidonik asitçe (SDA, 18:4n-3) zengin; bu yönüyle DHA ve EPA alımının sağlaması açısından balık yağlarına alternatif ve omega-3 ve omega-6 yağ asitlerinin öncülleri açısından çok zengin bir bitkisel kaynaktır. Orta zincirli bir yağ asidi olan laurik asit ise antiviral, antibakteriyel ve antiprotozal aktivite gösteren bir yağ asididir.Bu çalışmada engerek otu (Echium vulgare) tohumu yağı ve laurik asit kullanılarak enzimatik asidoliz tepkilemeleri ile düşük kalorili yapılandırılmış yağların üretimi amaçlanmıştır.Tepki yüzey yöntemi (TYY) kullanılarak reaksiyon koşulları incelenmesi ve optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Enzimatik asidoliz tepkimelerinde Rhizomucor miehei'den elde edilen ve sn-1,3 spesifik bir lipaz olan Lipozyme® RM IM enzimi kullanılmıştır.Tepki-yüzey yöntemi ile substrat mol oranı (2-5 mol/mol; laurik asit/TAG) ve reaksiyon süresi (4-8 saat) olmak üzere seçilen iki faktörün reaksiyon koşullarına etkisinin modellenmesi ve reaksiyon koşullarının optimizasyonunda 5 seviyeli Merkezil Bileşik Deney Tasarımı (CCD) kullanılmıştır.Reaksiyonlar sonucunda seçilen tepki [laurik asit miktarı (%)] regresyon analizi ile değerlendirildiğinde istatiksel olarak anlamlı kuadratik model elde edilmiştir.Tepki-yüzey grafikleri incelendiğinde, maksimum laurik asit katılımının; substrat mol oranının 5:1(mol/mol); reaksiyon süresininin 4 saat olduğu koşullarda gerçekleştiği görülmektedir.Bu koşulda gerçekleştirilen deneylerle modelin doğruluğu tespit edilmiştir. Buna ek olarak, belirlenen optimum koşulda büyük ölçekte üretim gerçekleştirilerek elde edilen YY'nin karakterizasyonu yapılmıştır. Büyük ölçekte üretilen YY'nin SDA miktarının %8,5 olduğu görülmektedir. Bu koşullarda elde edilen düşük kalorili yapılandırılmış yağ büyük oranda (%43,8) laurik asit içerirken, %11,1 linoleik asit, %16,5 alfa-linolenik asit, %8,7 gama-linoleik asit ve %6,1 stearidonik asit gibi uzun zincirli ÇDYA'leri de içermiştir. Doğada benzeri olmayan yağ asidi profili ile; sağlığa faydalı hem de düşük kalorili bir yapılandırılmış yağ elde edilmiştir.

Abstract:
The importance of fats and oils in terms of health and nutrition and the relation between heart diseases, cancer and other diseases with the consumption of fats and oils is taken in consideration; improving the quality and special features of lipids are becoming important nowadays.Low-calorie lipids are modified lipids developed for obese individuals who have to limit their calorie intakes besides these lipids provide convenient foods to be produced for consumer demands. Low-calorie structured lipids produced by enzymatic modifications contain medium chain fatty acids (C6-12) in the sn-1,3 position and long chain fatty acids (C14-C22) in the sn-2 position of triacylglycerols.Echium seed (Echium vulgare) oil containing long chain polyunsaturated fatty acids (PUFA) is a very rich source of ?- linolenic (ALA, 18:3n-3) and stearidonic acid (SDA, 18:4n-3) which are the precursors of omega-3 fatty acids (eicosapentaenoicacid (EPA, 20:5n-3) and docosahexaenoic acid (DHA, 22:6n-3).Echium seed oil with a unique ratio of omega-3 to omega-6 fatty acids which is not present in any other plant is an alternative vegetable source to marine sources in the means of omega-3 fatty acids that has been positively associated with the prevention of cardiovascular diseases, arthritis, inflammatory diseases, and autoimmune diseases in humans. Lauric acid which is a medium chain fatty acid, also has unique properties related to its antiviral, antibacterial and antiprotozoal functions.In this study, production of low-calorie structured lipids was aimed using Echium seed oil and lauric acid by enzymatic acidolysis reactions. Reaction conditions were investigated and optimized by response surface methodology (RSM). Lipozyme® RM IM, commercially immobilized sn-1,3 specific lipase derived from Rhizomucor miehei, was used in enzymatic acidolysis reactions.Central composite design (CCD) with five levels was and two factors chosen as ?substrate molar ratio? and ?reaction time? were used to model and optimize the reaction conditions via RSM.Good quadratic model was obtained for the response [amount of lauric acid (%)] by regression. Maximum incorporation of lauric acid is achieved with reaction time (4 hour) and substrat molar ratio [(5:1) (mol/mol) (lauric acid/ TAG)].Further experiments were done at these optimal conditions in order to verify the models. In addition, the optimal conditions were used for large-scale production to characterize the obtained sturctured lipid. Stearidonic acid content of the final structured lipid was %8,5.At these reaction conditions, low calorie structured lipid includes very high content of lauric acid (%43,8) and PUFAs like linoleic acid (%11,1), alfa-linolenic acid (%16,5), gama-linoleic acid (%8,47) and stearidonic acid (%6,1). Therefore, a unique low-calorie structured lipid was obtained with having important health benefits.