Bitkisel sıvı yağların oksidatif stabilitelerinin ve termal davranışlarının diferansiyel tarama kalorimetresi ile belirlenmesi
Oxidative stabilitiy and thermal property of vegetable oils determined by differential scanning calorimetry
Yazar: HAMİDE DİLVİN SIRMA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH SİNAN ÇOLAKOĞLU
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Bitkisel yağlar = Plant oils ; Differensiyel tarama kalorimetresi = Differential scanning calorimetry ; Oksidatif stabilite = Oxidative stability ; Otoksidasyon = Autoxidation

Özet:
Bu çalışmada, 10 çeşit rafine edilmiş, ağartılmış ve deodorize edilmiş bitkisel sıvı yağların (aspir, ayçiçeği, fındık, kanola, keten, mısır, pamuk, prina, soya ve yerfıstığı) oksidatif stabiliteleri ve termo-oksidatif davranışları, izotermal (130-160 oC) ve dinamik (5 oC/dak) modlarda diferansiyel tarama kalorimetresi ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca, bu özellikler ile yağların fizikokimyasal özellikleri arasındaki ilişkiler de ortaya konulmaya çalışılmıştır. Genel olarak yağlar, Türk Gıda Kodeksinde belirtilen özelliklere (serbest asitlik, iyot, sabunlaşma ve peroksit sayıları) uygun bulunmuştur. Ancak, aspir ve yerfıstığı yağlarının peroksit sayıları verilen limitin üzerinde belirlenmiştir. Palmitik, stearik, oleik ve linoleik asitler tüm yağlarda en fazla bulunan yağ asitleri olmuştur. Kanola, keten ve soya yağları linolenik asidi, yerfıstığı yağı araşidik, behenik ve lignoserik asitleri, kanola ve keten yağları ise gondoik asidi, diğer yağlara göre, daha fazla içerdiği tespit edilmiştir. Yağların toplam klorofil ve karotenoid miktarları 1 mg/kg'ın altında bulunmuştur. Tokoferol miktarları ise 114-585 mg/kg aralığında değişmiş olup, en düşük mısır, en yüksek ise ayçiçek yağlarında tespit edilmiştir. Yağların oksidatif indüksiyon sürelerinde (OIT), izotermal sıcaklıktaki her 10 oC'lik artışta ortalama %50, 130 oC'den 160 oC'ye çıkarılması ile de ortalama %85 azalma meydana gelmiştir. Tüm izotermal sıcaklıklarda OIT süresi en düşük aspir, en yüksek ise prina yağları için bulunmuştur. Yağların oksijen gazı altında termal davranışları 163-327 oC arasında gerçekleşmiştir. Yağ çeşidine göre termo-oksidayona ait başlangıç, pik ve bitiş sıcaklıkları ile entalpi değeri yağlara göre farklılık göstermiştir. Sıcaklık artışına karşı en düşük dayanıklılık keten yağında olurken, en yüksek dayanıklılık fındık ve prina yağlarında olmuştur. Yağların OIT süreleri ve termo-oksidatif parametreleri ile fizikokimyasal özellikleri arasındaki korelasyonlar ‒0.50 ile ‒0.83 arasında ters yönde ve zayıf bulunmuştur. Diğer yandan en yüksek korelasyon lineer olarak OIT süreleri ile TBaşlangıç sıcaklığı (R2: 0.90) arasında hesaplanmıştır. Elde edilen bu sonuçlara göre, yağların OIT süreleri ve termo-oksidatif davranışları üzerine, yağların fizikokimyasal özelliklerinin tek başlarına değil ama sinerjik olarak etkileri olabileceği ortaya konulmuştur.

Abstract:
In this study, the oxidative stability and thermal behavior of 10 types of refined, bleached and deodorized edible vegetable oils (safflower, sunflower, hazelnut, canola, flaxseed, corn, cotton, olive pomace, soybean and peanut) were compared by the isothermal (130-160 oC) and dynamic (5 oC/min) modes of differential scanning calorimeter. In addition, the relationship between these properties and the physicochemical properties of oils were demonstrated. In general, the physicochemical properties (free acidity, and iodine, saponification and peroxide values) of oils were within the limits specified in the Turkish Food Codex. However, the peroxide values of safflower and peanut oils were determined above the given limit. Palmitic, stearic, oleic and linoleic acids were the most abundant fatty acids in all oils. Compared to other oils, canola, flaxseed and soybean oils contained higher linolenic acid, peanut oil contained higher arachidic, behenic and lignoceric acids, and canola and flaxseed oils contained higher gondoic acid. Total chlorophyll and carotenoid amounts of oils were found to be less than 1 mg/kg. Tocopherol concentration changed in the range of 114-585 mg/kg, with the lowest corn oil and the highest in sunflower oil. The oxidative induction times (OIT) of oils decreased by an average of 50% in every 10 oC increase in the isothermal temperature, and by an average of 85% when the temperature increased from 130 oC to 160 oC. The OIT at all isothermal temperatures was the lowest for safflower oil, and the highest for hazelnut and olive pomace oils. Thermal decomposition of oils under oxygen gas occurred between 163-327 oC. The onset, peak and end temperatures, and enthalpy value of thermo-oxidation varied according to the oil type. The lowest resistance to temperature increase was observed in flaxseed oil, while hazelnut and olive pomace oils had the highest resistance. The OIT and thermo-oxidative parameters had inverse relation with a correlation coefficient ‒0.50 - ‒0.83. On the other hand, the highest correlation was found linearly between the OIT and TOnset temperature (R2: 0.90). According to these results, the physicochemical properties of oils may not influence alone but rather have synergistic effects on the OIT and thermo-oxidative behaviors of oils.