Rafine fındık yağının termal oksidasyon kinetiğinin incelenmesi
Investigation of thermal oxidation kinetics of refined hazelnut oil
Yazar: RUKİYE SOLAK
Danışman: DOÇ. DR. SEMRA TURAN
Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Fındık yağı = Hazelnut oil ; Oksitlenme = Oxidation ; Yağ asitleri = Fatty acids

Özet:
Bu çalışmada rafine fındık yağının 80 °C'den 180 °C'ye 20 °C'lik aralıklarla ısıtılması sırasında yağ asidi bileşimi, polimer trigliserit içeriği, tokoferol içeriği, peroksit sayısı, p-anisidin değeri, TOTOX değeri, indüksiyon periyodu ve rengindeki değişim incelenmiştir. Kinetik hesaplamalar peroksit sayısı, indüksiyon periyodu ve renk değerleri dışında 80-180 °C sıcaklık aralığında yapılmıştır. α-tokoferol miktarı, indüksiyon periyodu, peroksit sayısı, p-anisidin değeri, polimer trigliserit içeriği, a* ve b* renk değerleri ile 460 nm'deki absorbans değerlerindeki değişimin sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğine uygun olduğu saptanmıştır. 
Rafine fındık yağının p-anisidin değeri ve polimer trigliserit içeriği için belirlenen hız sabitlerinin 80-160 °C arasında arttığı, peroksit sayısı için ise 80- 140 °C arasında düştüğü bulunmuştur. p-anisidin değeri ve polimer trigliserit oluşumu için aktivasyon enerjileri 47.49 ve 52.65 kj/mol, peroksit sayısı için ise 80-140 °C sıcaklık aralığında 29.95 kj/mol olarak belirlenmiştir. Peroksit sayısı, p-anisidin değeri ve polimer trigliserit içeriği için belirlenen Q10 değerleri ise 80-100  °C sıcaklık aralığında 0.91, 2.72 ve 2.37 olup, diğer sıcaklık aralıklarındaki değerlerden daha yüksek bulunmuştur.
Fındık yağının belirli bir sıcaklıkta bekleme süresinin artırılması C18:1/C16:0 oranlarında çok az değişime neden olurken, C18:2/C16:0 oranlarında düşme gözlenmiştir. Oksidasyonun birincil ve ikincil ürünlerinin toplamının göstergesi olan TOTOX değeri, oksidasyon süresi arttıkça doğrusal olarak artış göstermiştir (p<0.05). Oksidasyon süresi ve sıcaklığa bağlı olarak b* değerinin artması, ısıl işlem ile yağın sarı renk şiddetinin arttığını göstermektedir. 
Fındık yağının farklı sıcaklıklarda ısıtılması α-tokoferolün degradasyonuna neden olmuştur. α-tokoferol miktarı belirli bir değerin altına düştüğünde γ-tokoferol de degradasyona uğramıştır. α-tokoferol degradasyonuna ilişkin hız sabitleri 0.5099 ile 1.7222 mg.kg-1.saat-1 arasında bulunmuştur. Fındık yağının indüksiyon periyodu ısıya maruz kaldığı süre arttıkça kısalmıştır. 80-120 °C'lerde sıcaklık arttıkça indüksiyon periyodu daha hızlı düşüş göstermiştir.  
p-anisidin değeri ile polimer trigliserit içeriği ve p-anisidin değeri ile TOTOX değerleri arasında yüksek korelasyon olduğu saptanmıştır. Ayrıca oksidasyon parametreleri ile α-tokoferol miktarı ve oksidasyon parametreleri ile indüksiyon periyodu değerleri arasında negatif korelasyon olduğu belirlenmiştir. b* değerleri ile oksidasyon ürünleri arası korelasyon 120°C dışında 0.9'un üzerinde olmuştur.

Abstract:
In this study, the changes in fatty acid composition, polymer triglyceride content, tocopherol content, peroxide value, p-anisidine value, TOTOX value, induction period and the color of hazelnut oil during heating from 80 °C to 180 °C at 20 °C intervals were investigated. Kinetic calculations were carried out between 80°C - 180°C except peroxide value, induction period and color values.  It was determined that the changes in α-tocopherol content, induction period, peroxide value, p-anisidine value, polymer triglyceride content, a* and b* color values and absorbance value at 460 nm were in accordance with zero-order reaction kinetics. 
The rate constants determined for p-anisidine value and polymer triglyceride content of refined hazelnut oil increased between 80°C - 160°C while the rate constants for peroxide value decreased between 80°C - 140°C. The activation energy values for p-anisidine value and polymer triglyceride formation were 47.49 and 52.65 kj/mol while the activation energy for peroxide value between 80°C - 140°C was 29.95 kj/mol. Values Q10 for peroxide, p-anisidine and polymer triglyceride content between 80°C - 100°C were 0.91, 2.72 and 2.37, respectively. These values were higher than those determined at other temperatures.
Increasing the resting time of hazelnut oil at a given temperature resulted in minimal change in the C18:1/C16:0 ratios whereas the C18:2/C16:0 ratios decreased. TOTOX value which is indicative of the sum of primary and secondary oxidation products increased directly proportional to the increase in oxidation time (p<0.05). The increase in b* value depending on the oxidation time and temperature showed that the heating process intensified the yellow color of the oil. 
Heating the hazelnut oil at different temperatures led to the degradation of α- tocopherol. Further degradation of γ-tocopherol took place when α-tocopherol decreased to a certain level. Rate constants for the degradation of α-tocopherol were between 0.5099 and 1.7222 mg.kg-1.hour-1. The induction period of hazelnut oil decreased as the heat exposure time increased. The induction period showed a steady decline as the temperature increased between 80°C - 120°C.  
Strong correlations were determined between p-anisidine value and polymer triglyceride content and olso p-anisidine and TOTOX values. Additionally, negative correlations were found between oxidation parameters and α-tocopherol content, and oxidation parameters and induction period values. The correlation between b* values and oxidation products were above 0.9 except at 120°C.