Keten tohumu yağı kullanılarak çok tabakalı yağ/su emülsiyon oluşumu, karakterizasyonu ve stabilitesi
Formation, characterization and stability of multilayer oil/water emulsion by using flaxseed oil
Yazar: CANAN KARTAL
Danışman: PROF. DR. SEMİH ÖTLEŞ ; PROF. DR. MUSTAFA KEMAL ÜNAL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Keten tohumu yağı, sahip olduğu yüksek α-linolenik asit miktarı ile omega-3 yağ asitleri açısından en zengin kaynaklardan biridir ve fonksiyonel gıda alanında önemli fitokimyasal kaynaklardan biri olarak değerlendirilmektedir. Keten tohumu yağı kullanılarak hazırlanan mevcut çalışmanın iki temel amacı bulunmaktadır. Bunlardan ilki, hazırlandığı koşullarda stabilitesini koruyan geleneksel emülsiyon yapısı (tek tabakalı) ile çok tabakalı emülsiyon yapılarının oluşturulmasıdır. Çalışmanın ikinci amacı ise, geleneksel emülsiyon sistemi ile çok tabakalı emülsiyon yapısının, yağ fazının oksidatif stabilitesine karşı ve çevresel stres faktörlerinden biri olan pH değişimine karşı gösterdikleri direncin belirlenmesidir. Bu amaçlar doğrultusunda gerçekleştirilen çalışma iki kısım olarak planlanmıştır.
Çalışmanın birinci kısmında, tek tabakalı emülsiyon yapısı, keten tohum yağı ve değişen konsantrasyonlarda sodyum kazeinat (Na-kazeinat) kullanılarak hazırlanmıştır. Emülsiyon sisteminin karakterizasyonu için partikül boyut dağılımı, zeta-potansiyel ölçümü, bulanıklık değeri, kremalaşma indeksi, görsel değerlendirme ve optik mikroskop ile görüntüleme yöntemleri kullanılmıştır. Yapılan analiz sonuçlarına göre, % 0.7 ağırlık/ağırlık (a/a) Na-kazeinat konsantrasyonuna sahip örneklerin emülsiyon stabilitesinin bozulmadığı görülmüştür. pH 3 ortamında hazırlanan ve değişen konsantrasyonlarında pektin içeren çok tabakalı emülsiyon yapısının karakterizasyonu için partikül boyut dağılımı, zeta-potansiyel ölçümü, bulanıklık değeri, kremalaşma indeksi, görsel değerlendirme ve optik mikroskop görüntüleme yöntemleri kullanılmıştır. %1.5 a/a pektin konsantrasyonuna sahip örnekte homojen partikül dağılımı ve stabil bir yapı belirlenmiştir.
Çalışmanın ikinci bölümünde, elde edilen tek tabakalı ve çok tabakalı emülsiyon örneklerinin oksidatif stabiliteleri ve pH hassasiyetleri değerlendirilmiştir. Oksidatif stabilite belirlenmesi için örnekler 55°C de 22 gün boyunca etüv ortamında depolanmış ve peroksit değeri ve tiyobarbütirik asit reaktif bileşen (TBARS) değerleri ölçülmüştür. 17 günlük depolama sonucunda hidroperoksit değerinin ve 10 günlük depolama sonucunda TBARS değerlerinin pektin ile oluşturulan çok tabakalı emülsiyon yapısında, tek tabakalı (Na-kazeinat) emülsiyona kıyasla daha düşük bir değer aldığı belirlenmiştir. Emülsiyonların ortamın pH değişimine karşı gösterdikleri hassasiyet ise ortam asitliği 3-7 arasında değiştirilerek gözlemlenmiştir. pH değişimine karşı emülsiyon stabilitesinin belirlenmesinde, partikül boyut dağılımı, zeta-potansiyel ölçümü, kremalaşma indeksi, görsel değerlendirme ve optik mikroskop ile görüntüleme yöntemleri kullanılmıştır. Pektin içeren çok tabakalı emülsiyon yapılarının tek tabakalı yapının stabilitesini koruyamadığı pH 3-5 aralığında stabil kaldığı belirlenmiştir. pH değerleri 6-7 aralığında ise fiziksel stabilitelerini kaybetmiş, emülsiyon yapısında yüksek düzeyde flokülasyon ve koalesans oluştuğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Flax seed oil, which has a high amount of α-linolenic acid, is one of the richest sources of omega-3 fatty acids and is regarded as an important source of phytochemicals in the area of functional foods. The present study using flaxseed oil contains two main objectives. The first one, was formed conventional emulsion (single layer) and multilayer emulsion structures that protect their stabilities under prepared conditions. The second aim of the study, was to determine the resistance of conventional emulsion and multilayer emulsion structures against oxidative stability of the oil phase and pH change which is one of environmental stress factors. In accordance with this purpose, this study was planned in two parts.
In the first part of the study, a single-layer emulsion was prepared using with flaxseed oil and varying concentrations sodium caseinate (Na-caseinate). For characterization of the emulsion structure, particle size distribution, zeta-potential measurement, turbidity value, creaming index, visual evaluation and optical microscopy imaging techniques were used. According to the results of the analysis, no alteration was observed in the emulsion stability of 0.7 % weight / weight (w / w) Na-caseinate concentration. For the characterization multilayer emulsion structure, which was prepared in pH 3 and with varying concentrations of pectin, particle size distribution, zeta-potential measurements, turbidity value, the creaming index, visual assessment and optical microscopy imaging techniques are used. A stable structure and uniform particle size distribution was determined in pectin samples having a concentration of 1.5% w/w.
In the second part of the study, the obtained single-layer and multilayer emulsion samples were evaluated for oxidative stability and the pH sensitivity. Samples stored in oven at 55 ° C, for 22 days for determination of oxidative stability and peroxide values and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) values were measured. As a result of 17 days of storage for of hydrogen peroxide value and 10 days of storage for TBARS values, it was determined that multilayer emulsion formed by pectin had a value lower than single layer (Na-caseinate) emulsion. Also, sensitivity of emulsions to changes of pH was observed by amending of the medium acidity between 3-7.  For determination of emulsion stability against changes in pH, particle size distribution, zeta-potential measurement, creaming index, visual evaluation and imaging by optical microscopy were used. Emulsions containing pectin multilayer structures can protect their stability at pH 3-5 range, which the monolayer structure remains unstable were observed. But pH values in the range of 6-7, multilayer emulsions lost physical stability and high level flocculation and coalescencc has been found to ocur in the emulsion structure.