Mahlep yağ asitleri ile modifiye lipidlerin üretimi
Production of lipids modified with mahaleb fatty acids
Yazar: HÜMA ÖZLEM ELDEN
Danışman: PROF. DR. GÜLDEM ÜSTÜN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Lipaz = Lipase ; Mahlep = Mahaleb ; Optimizasyon = Optimization ; Soya yağı = Soybean oil

Özet:
Soya yağı iki esansiyel yağ asidi olan linoleik asit (LA) ve linolenik asit (ALA) ile zengin olan bir yağdır. LA, ALA ve bunların uzun karbon zincirli türevleri insan sağlığı için gereken önemli bileşiklerdir. Konjüge linolenik asitler (KLNA), oktatrienoik yağ asitlerinin konjüge pozisyonel ve geometrik izomerleri karışımı için kullanılan kollektif bir terimdir. Bunlara hayvansal yağlarda rastlanmaz fakat çeşitli bitki tohum yağlarında bulunur. Örnek olarak, Türkiye'ye özgü bitkilerden olan mahlep (Prunus mahaleb L.) tohum yağında % 27-45 KLNA bulunur ki ana komponent ?-eleostearik asittir. Günümüzde KLNA insan sağlığı üzerine olumlu yararlarından dolayı büyük ilgi görmektedir. Bunların iç organ yağlarını azaltıcı, kandaki kolesterol seviyesini ayarlayıcı, bağışıklık sistemini kuvvetlendirici ve tip 2 diyabet hastalarının metabolik rahatsızlıkları ile bazı kanser tiplerinde ilerlemeyi önlediği beyan edilmektedir.Bu çalışmada, soya yağının sağlık yararları triaçilgliserollerine KLNA katılması ile daha da arttırılmıştır. İçeriğinde % 40,0 KLNA bulunan mahlep yağ asitleri mahlep tohumlarından elde edilmiştir. Soya yağı (SY) ile mahlep yağ asitleri (MYA) arasında Lipozyme TL IM (Thermomyces lanuginosa) lipaz enzimi varlığında asidoliz reaksiyonları yürütülmüştür. Reaksiyon değişkenlerinin (süre, sıcaklık, enzim miktarı ve substrat mol oranının) SY'na KLNA katılımı üzerindeki etkileri incelenmiş ve reaksiyon koşulları Tepki Yüzey Metodolojisine göre optimize edilmiştir.Ön denemelerde enzim miktarının ve reaksiyon zamanının reaksiyon yürüyüşü üzerinde önemli bir etkisi olmadığı tespit edilmiştir. Bundan dolayı reaksiyonlarda iki bağımsız değişken olarak SY:MYA mol oranı ve sıcaklık seçilmiştir. Asidoliz reaksiyonları % 10 enzim kullanarak 3 saatlik reaksiyon süresinde iki değişkenli ve üç seviye değerli küp tasarım noktalarında yürütülmüştür. Her değişken için çalışma aralığı: SY:MYA mol oranı için 1:3-1:7 ve sıcaklık için 35-55 °C olarak belirlenmiştir.Optimal reaksiyon koşulları, SY:MYA mol oranı 1:6,4 ve sıcaklık 36,8 ºC olarak saptanmıştır. Bu koşullarda SY'na katılması beklenen KLNA miktarı % 26,7'dir. Aynı koşullarda yürütülen deney sonucunda % 26,8 KLNA içeren yapılandırılmış lipid elde edilmiştir.Substrat mol oranı ve sıcaklığın fonksiyonu olarak KLNA katılımının tahmini değerlerini veren kuadratik model oluşturulmuştur. Bu modelin regresyon katsayısı (R2) 0,99 olarak bulunmuştur.Sonuç olarak, soya yağından içerisinde % 27 KLNA bulunan ve sağlıklı gıda ürünlerinde kullanılabilecek modifiye bir lipid üretilmiştir.

Abstract:
Soybean oil is rich in two essential fatty acids, linoleic acid (LA) and linolenic acid (ALA). LA and ALA and their long chain derivatives are important components required for human health. Conjugated linolenic acids (CLNA), is the collective term for a mixture of conjugated positional and geometric isomers of octatrienoic fatty acids. They are not very common in animal fats but are found in various seed oils. For example, mahaleb seed (Prunus mahaleb L.) oil, which is virtually unique to Turkey, contains 27-45% of CLNA, mainly ?-eleostearic acid. Recently CLNA have attracted a great attention due to their beneficial effects on human health. It was reported that they reduce visceral lipids, regulate cholesterol level in blood, enhance immune responce, prevent metabolic disorders of type 2 diabetes and progression of some cancer types.In this study, the health benefits of soybean oil was enhanced with the incorporation of CLNA into their triacylglycerols. Mahaleb fatty acids having 40.0% of CLNA were obtained from mahaleb seed oil. Acidolysis reactions were conducted between soybean oil (SO) and mahaleb fatty acids (MFA) in the presence of Lipozyme TL IM (Thermomyces lanuginosa) lipase. The effects of reaction variables (time, temperature, enzyme load, and substrate molar ratio) on the incorporation of CLNA into SO were studied and reaction conditions were optimized by Responce Surface Methodology.Preliminary experiments revealed that enzyme amount and reaction time had no significiant effect on the course of the reaction. Therefore, the molar ratio of SO:MFA and reaction temperature were chosen as two independent reaction variables. Acidolysis reactions were carried out using enzyme load of 10 % for 3 h according to two variable and three level cube design points. The range of each variable was selected as follows: SO:MFA molar ratio, 1:3-1:7 and temperature, 35-55 °C.Optimal reaction conditions were determined to be a SO:MFA molar ratio of 1:6,4 and temperature of 36,8 ºC. Incorporation of 26,7 % CLNA into SO was predicted at these conditions. The structured lipid containing 26,8% of CLNA was obtained at similar conditions.A good quadratic model was obtained to predict CLNA incorporation as a function of substrate molar ratio and temperature with a satisfactory regression coefficient (R2) found as 0.99.In conclusion, modified lipid produced from soybean oil having 27% of CLNA could be used in the formulation of healthy food products.