YAĞLAR ve YAĞ TEKNOLOJİSİ

YAĞLAR ve YAĞ TEKNOLOJİSİ

-H₂O

- 3H₂O

Yağlar yağ asitlerinin gliserin ile oluşturduğu esterlerdir

Organik asit + alkol ester

3 yağ asidi +gliserin trigliserit (yağ)

- 3H₂O

O¹⁸ kullanılırsa gliserindeki O’ in

esterde kaldığı görülür

3 R-COOH + C₃O₃H₈ CH₂O-COR₁ CHO-COR₂ CH₂O-COR₃ Ester (yağ)

Tüm yağların kapalı formülü yukarıda yazıldığı gibidir. Yağlar arasındaki fark R₁ , R₂ ve R₃ gruplarının farklılığından kaynaklanır.

Yağlar , protein ve karbohidratlarla beraber insan besininin önemli bir kısmını oluşturur. Yağların ısı değeri karbohidrat ve proteinlerden daha fazladır.

Karbohidrat ve proteinler verdikleri kalori = 4,1 kal/g Yağların verdikleri kalori = 9.3 kal/g dır.

Yağlar birtakım ihtiyaç maddelerinin yapımında ilkel maddedir.

Örnek olarak ; sabun , gliserin , tekstil yardımcı maddeleri , lak(izolasyon maddesi bobini oluşturan teller laklanarak birbiri ile teması engellenir.) ; yağlı boya , mum ; gres yağı bunların en önemlileridir.

Tabiattaki yağlarda genellikle yağ asitleri 16-18 karbon atomludur.

Fakat daha az olmakla birlikte daha az C sayılı veya daha çok karbon sayılı yağ asitleri de bulunur.

Yağ asitlerinin çoğu çift sayılı C atomu içerirler azda olsa tek sayılı C atomu içeren yağ asitleri mevcuttur.(mum = parafin veya steorik asitle yapılır.)

Yağ asitleri : düz zincirli veya dallanmış, doymuş veya doymamış (çifte bağlı) (olefin sınıfı) , üçlü bağlı (asetilen sınıfı) olabilir. Çifte bağ sayısı ;1,2,3,…6 ya kadar yükselebilir. Bunlar izole veya konjuge olabilir. Çifte bağların yağın özelliği üzerinde etkisi vardır.

Bunlardan başka dikarboksilli asitler ve alisiklik asitlere de rastlanmıştır.

Tabiatta bulunan yağ asitleri aşağıda gruplara ayrılması olarak gösterilmiştir.

Düz zincirli doymuş yağ asitleri Çift sayılı karbonlu E.N Asetik asit CH₃COOH 16,5 Butirik asit C₃H₇COOH -5 Kaproik asit C₅H₁₁COOH -3 Kaprilik asit C₇H₁₅COOH 16 Kaprik asit C₉H₁₉COOH 32 Laurin asit C₁₁H₂₃COOH 44 Miristin asit C₁₃H₂₇COOH 54 Palmitin asit C₁₅H₃₁COOH 63 Stearin asit C₁₇H₃₅COOH 70 Arakridin asit C₁₉H₃₉COOH 77 Melissin asit C₂₉H₅₉COOH

Oktatriakontan C₃₃H₇₅COOH

Cyclic dimer of acetic acid; dashed lines represent hydrogen bonds

Tek sayılı karbonlu

Formik asit HCOOH propionik asit C₂H₅COOH valerik asiti C₄H₉COOH (pentanoik asit)

nonanoik asit C₈H₁₇COOH trikosanoik asiti C₂₂H₄₅COOH

Dallanmış zincirli doymuş yağ asitleri İzovalerik asiti C₄H₉COOH

Tüberkülo stearik asit C₁₇H₃₅COOH

(3-Methylbutanoic acid)

Etilen Sınıfı Yağ Asitleri

Kaproleik asit : CH₂=CH(CH₂)₇COOH

Lauroleik asit : CH₃CH₂CH=CH(CH₂)₇COOH

Oleik asit : CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇COOH (E.N= 13 C )

Etilen Sınıfı Poli en Asitleri

Linol asiti (C₁₈H₃₂O₂) (Linoleik asit)

CH₃(CH₂)₄CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₇COOH (E.N= -5 C) 18:2(9,12) Linolen asiti (C₁₈H₃₀O₂) (linolenik asit)

CH₃CH₂CH=CHCH₂CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₇COOH (E.N= -11 C) 18:3(9,12,15)

Asetilen Sınıfı Tabii Yağ Asitleri

Taririn asiti CH₃(CH₂)₁₀C= C(CH₂)₄COOH

Tabii Alisiklik Yağ Asitleri Aleprol asiti C₆H₈O₂

Alepril asiti C₁₂H₂₀O₂

Tabiattaki yağların çoğunluğu karışık gliserit şeklindedir.

Stearik asit oleik asit linoleik asit C₁₇H₃₅COOH C₁₇H₃₃COOH C₁₇H₃₁COOH (1çifte bağ) (2çifte bağ)

CH₂OCO(CH₂)₁₆CH₃ CHOCO(CH₂)₁₆CH₃ CH2OCO(CH₂)₁₆CH₃

Basit trigliserit (tristearin) Gliserin tristearat

CH₂OCO(CH₂)₁₄CH₃ CHOCO(CH₂)₁₆CH₃

CHOCO(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇CH₃

Karışık trigliserit (gliseril palmito stearooleat)

Kaynağı C10 ve C12 C14 C16 C18 C18 C18 daha azı

Hayvansal yağlar laurik miristik palmitik steorik oleik linoleik

Tere yağı 12 3 12 28 10 26 2

Sığır iç yağı - 0,2 3 28 24 40 2

Domuz yağı - - 1 28 14 46 5

İnsan - 1 3 25 8 46 10

Bitkisel yağlar Zeytin - - 1 5 2 83 7

Hurma - - 2 43 2 43 8

Mısır - - 1 10 2 40 40

Fıstık - - - 8 4 60 25

Soya 8 5 25 53

Kıvamına göre

*yumuşak

*katı

*sıvı yemeklik

hayvansa l

Hindistan cevizi yağı (koko yağı)

İç yağı(katı)

tereyağı(yumuşak) balık yağı(sıvı)

katı sıvı

bitkisel

Zeytinyağı mısırözü soya susam yer fıstığı ayçiçeği pamuk(çiğit)

-bitkisel -

hayvansal

Yağların Sınıflandırılması

kullanım alanına göre

teknik

katı Sıvı

*Kurumayan

*Yarı kuruyan

*Kuruyan

kaynağına göre

Kıvamına göre sınıflama iklime göre değiştiğinden farklılık gösterebilir. Soğuk bölgelerde yağların çoğu katı, sıcak bölgelerde ise çoğu sıvıdır.

Teknik yağ : katı teknik yağ : iç yağı (hayvansal )

Koko, palmitit (bitkisel)

Sıvı teknik yağlar : *kuruyan yağlar *kurumayan

*yarı kuruyan

Kuruyan yağlar :

ince tabaka halinde havada kuruyarak film teşkil eden yağlardır.

Kuruma özelliği gliseridi oluşturan yağ asitlerinin iki veya daha çok çifte bağ içermesidir. (bezir yağı :keten tohumu yağı )

Yarı kuruyan yağlar :

Bunlar ince film halinde havada kuruyarak film oluştururlar. Fakat daha yavaş kururlar.

Kuruma özelliğini veren gliseritdeki yağ asitlerinin büyük bir kısmının iki çifte bağlı olmasıdır.

Kurumayan yağlar: Bunlar film teşkil etmezler (kurumazlar) Gliseritteki yağ asitlerinin çoğu tek çifte bağ içerir.

Yağlar özelliklerine göre çeşitli yerlerde kullanılırlar.

Yağların özelliği trigliseridi oluşturan yağ asitlerinin cinsi ve miktarına bağlıdır. Eğer gliseritteki yağ asitlerinin çoğu doymuş yağ asitleri ise bu yağ katıdır. Doymamışlık (çifte bağ)çok ise yağ sıvıdır.

Yağların Özellikleri

Özgül ağırlıkları 0,90–0,95 arasındadır. Suda çözünmezler. (hidrofil, hidrofob)

Alkolde hint yağı hariç çözünmezler. 12.C’nunda OH grubu bulunduğundan hint yağı etil alkolde biraz çözünür.

O H

CH₃-(CH₂)₅-CH-CH₂-CH=CH-(CH₂)₇-COOH

12-oksioleinasiti (Risinol asiti)

hint yağı gliseridindeki yağ asitlerinin çoğu 12-oksiolein asididir.

Birçok organik çözücüde (CS_2,kloroform, benzen, benzin tetralin, karbon tetraklorür, klorlanmış diğer hidrokarbonlarda(metilen klorür, etilen klorür, perklor etilen)vb.) çözünürler.

Yağlarda bazı maddeleri çözebilir. Bunlar; reçineler, vakslar, boyar maddeler, fosfatitler vb.dir. Dolayısıyla tabii yağlar hiçbir zaman saf değildirler.

EN < 55°C

Isıtıldıkları zaman bozunurlar. Bu nedenle yağların destilasyonu vakumda yapılmalıdır.

Tamamıyla saf bir yağ: renksiz, kokusuz ve lezzetsizdir. Uzun zaman bozunmadan kalabilir. Yağın içerisinde bulunan yabancı maddeler (azotlu maddeler, fermentler) bozunmayı kolaylaştırırlar.

Bozunma sonucu yağ yükseltgenir ve aldehitler, ketonlar oluşur. Sabunlaşarak yağ asitleri ayrılır. Bu bozunmalar yağın kokusu ve lezzetini değiştirir.”Yağ acır”

Yağlarda Yapılabilen Değişiklikler

1- yağ + H₂O Gliserin + Yağ asitleri

(NaOH çözeltisi) (Yağ asiti tuzu=sabun) Yağlar sulu veya bazik ortamda hidroliz edilirler.(sabun fabrikasyonu)

2-Çifte bağ içeren yağlar “hidrojenasyon”ile doymuş hale getirilirler. Bu şekilde sıvı yağlardan katı yağlar elde edilir.(margarin fabrikasyonu)

3-Çifte bağlı yağ asidi içeren yağlar, derişik sülfat asidi ile sülfone veya sülfate edilirler.

-SO₃H -OSO₃H sülfon sülfat

oleum kullanılırsa sülfon oluşur.

OH grubu varsa:

-CH-CH₂-CH=CH- +H₂SO₄ OH

- CH-CH₂-CH=CH- OSO₃H

1 çifte bağ varsa:

CH₃-(CH₂)₇-CH-CH₂-(CH₂)₇COOH CH₃-(CH₂)₇-CH=CH-(CH₂)₇-COOH +H₂SO₄

OSO₃H

Sülfone veya sülfate yağlar tekstil sanayinde yardımcı madde olarak kullanılırlar. Sülfone yağlar sabun gibi yüzey aktif maddelerdendir.

Sabun ile yıkamada pH = 9,5–9,6 civarındadır. Yün için en uygun pH 4,5 dur.

hint yağı+H₂SO₄ →Türk kırmızısı yağı

Türk kırmızısı yağı (sülfate hint yağı) (Turkish red oil) doku boyacılığında kullanılır

4-Oksijen direkt olarak yalnız yağ asitlerine etkir. Çifte bağlı yağ asitleri içeren yağlar hava oksijeni ile okside ve polimerize olurlar.

İki ve daha fazla çifte bağ içerenler bu sırada kuruyarak film teşkil ederler. Yağlı boya ve lak fabrikasyonunda yağların bu özelliklerinden faydalanılır.

Yağ Kaynakları ve Yağda Bulunan Trigliserit Dışı Maddeler

Yağlar gerek hayvan gerekse bitkide ince dağılmış bir halde belli miktardaki yağ hücrelerinde bulunur. Hayvanda bu yağ vücudunun değişik yerlerinde birikmiş olarak bulunmaktadır.

Bitkide de yağlar bitkinin enerji ihtiyacını karşılarlar. Dolayısı ile her bitkide yağ bulunur. Fakat bitkinin yağından faydalanılmak istenirse, yağların bitkinin belirli yerlerinde (tohum, çekirdek, meyve, filiz özünde) fazla miktarda birikmiş olması gerekir ki bu bitkilere

“yağ veren bitkiler” denir.

Ham yağlar yağdan başka bir takım yabancı maddeler içerirler. Bunlar yağların rengi, kokusu ve lezzeti üzerine etki ederler.

Bu yabancı maddeler: reçineler, vakslar, sterinler, lipokromlar (karatinoidler, glikozitler, fosfatitler ve antioksidanlar) dır. Bunlar rafinasyon sonucunda kısmen veya tamamen yağdan çıkarılırlar.

Reçine: Bitkisel salgıdır. amorf, camsı karakterde organik bileşiklerdir.

Vaks: Bitki ve hayvan salgısıdır. Vakslar termoplastik organik madde karışımı olup, bu karışımın büyük bir kısmını esterler oluşturur. yüksek moleküllü alkollerle yağ asitlerinin oluşturduğu esterlerdir.

Termoplastik: Isıtıldığında plastikleşen maddelere denir.

Sterin: Azotsuz, polisiklik hidro aromatik bileşiklerdir.

Zoosterin (hayvanda bulunan) örn: kolesterin (D₃ provitamini)

Fitosterin (bitkide bulunan) örn: esgosterin (D2 provitamini)

Fosfatitler: (fosfolipid-fosfoaminolipid)

Fosfolipidler gliserinin yağ asidi

ve fosfat asidi türevleridir. CH₂-OOC-R₁ CH-OOC-R₂

CH₂-OPO(OH)₂

Antioksidanlar: Yağın yükseltgenerek bozunmasını önleyen maddelerdir. Bitkisel yağların çoğunda antioksidanlar bulunur.

Hayvansal yağda bulunmazlar (α-tokoferol(vitamin E),gossipol ve sesamol)

F vitamini: Essensiyel (Essential) yağ asidi de denir. İki çifte bağlı yağ asitine F vitamini denir. İnsan vücudu tek çifte bağlı yağ asitlerinden daha fazla çift bağlı yağ asiti sentez edemez.

Bunlar gerekli olduğundan dışarıdan alınır.(tavuk yağında bulunur)

Gerekli olan yağ asitleri Linol (18,2,(9,12))

Linolen (18,3,(9,12,15,16)) Arasidan (18,4,(5,8,11,14))

Bu gerekli yağ asitleri (başlıca linol) hariçten alınmalıdır.

Bunların bulunmayışı cilt ve başka hastalıklara sebep olur.

F vitamins; Essential fatty acids=Linoleik acid ve α-linoleik asit

YAĞ TEKNOLOJİSİ

Yağ teknolojisi toplanan hammaddeyi depolamadan başlar ve piyasaya sevk edilen mamul ürüne kadar devam eden işlemleri kapsar.

Ham Maddelerin Depolanması

Hammadde katı ise depo veya silolarla sıvı ise tanklarda depolanır.

Depolama sırasında yağlarda değişikliğe (bozunmaya) yol açan çeşitli etkenler vardır.

1-İç etkenler: hücrede bulunan enzimler, solunum ve filizlenmedir.

a-Enzimler: Canlı hücrede bulunan enzimlerden yağlara ait olanlar, yağ sentezini meydana getirirler. Ölü hücrede ise bunlar

tersine etki ederler.(Söz konusu enzimlerden başlıcaları lipazlardır)Bunlar yağın sabunlaşmasına sebep olurlar.

Enzimler 0–50°C arasında faaliyet gösterirler. Enzimlerin faaliyetinde pH, sıcaklık ve nemin etkisi vardır.

Depolama sırasında izin verilen maksimum rutubete “kritik nem”

denir. Kritik nem maddenin cinsine göre değişir.

Soya fasulyesinde %13

Ayçekirdeği (kabuklu) %9,5 kabuksuz %7

b-Solunum: Sadece tohumlarda söz konusudur. Canlı organizmalar olduğundan tohumlar havadan O₂ alır ve CO₂ verir. Bu sırada ısı açığa çıkar ve önce nişasta parçalanır sonra yağlar bozulur ve filizlenme başlar.

c-Filizlenme: Nem ve sıcaklık uygun olduğunda enzimlerin aktivitesi ile filizlenme başlar ve yağlar sabunlaşarak bozulur.

2-Dış etkenler: Bunlar kimyasal ve mikro biyolojik etkilerle parazitlerdir.

a-Kimyasal etkiler: su ve oksijenin etkisidir.

Ester+su→Gliserin+Yağ asidi

Oksijen ile direkt olarak sadece doymamış yağ asitlerine etkir.

Doymamışlık artarsa bozunma çabuklaşır.

Oksidasyon sırasında ara ürün olarak aldehit ve ketonlar oluşur.

Oksidasyon otokatalitik bir olay olduğu için bir kere başlayınca kendiliğinden devam eder.

b-Mikrobiyolojik sebepler: Bunlar küf mantarları ve bakterilerden kaynaklanır.

Küf mantarlarının meydana getirdiği bozunma enzimlerin sebep olduğu bozunmaya benzer.

Bakteriler; hidroliz ve Oksidasyon reaksiyonları oluştururlar.(örn: Metil ketonlar oluşur=keton acıması)

Bozunma Belirtileri: Sıcaklık artması, renk, koku ve lezzet değişmesi ile kendini gösterir.

Sıcaklığın artması kendiliğinden tutuşmaya kadar gidebilir.

Özellikle pamuk veya ayçiçeği gibi iki ve daha fazla çifte bağ içeren doymamış yağ asitli yağlı maddeler yangına sebebiyet verebilir. Renk koyulaşır kömürleşmeye kadar gidebilir.

YAĞLARIN ELDE EDİLMESİ

Yağlar bitki ve hayvan bünyesinde oluşmuş bir halde bulunur.

Yağ sanayinde bunlar saflaştırılırlar.

Yağları ayırmak için 4 metot kullanılır.

1-Isıtarak eritmek ve akıtarak ayırmak 2-Pres ile ayırmak

3-Extraksiyon (çözücü ile çekmek) 4-Santrifüj

Hayvansal Yağlar; sığır ve koyunun depo yağlarıdır. Balık yağları balığın karaciğer ve depo yağlarıdır.

1-Isıtarak Eritme ve Akıtarak Ayırma

Hayvansal yağları elde etmede kullanılmaktadır.

Yağ et vb. kısımlardan ayrılır ve yıkanır, küçük parçalara ayrılır.

Eritme iki şekilde yapılır:

a)Kuru eritme: eritme sırasında madde su veya su buharı ile temas etmez (Endirekt metot)

b)Yaş eritme: eritme esnasında madde su veya su buharı ile temastadır.

Kuru Eritme: kuru eritmede ufaltılmış yağlar bir kazana konulup alttan ateşle ısıtılır. Daha modern metotta ise çift cidarlı kazanlar arasından sıcak su veya istim geçirilir.

Eritme 65–70°C de yapılır. Eritme bittikten sonra karıştırmaksızın 20 dk. kendi halinde bırakılır. Kıkırdağın çabuk çökmesi için bir miktar tuz verilir.(1–1,5 ton yağ için 10 kg tuz) ve erimiş yağ kazanın altındaki vanadan alınır.

Sıcak su buharı

Eritme birkaç aşamada yapılır:

Birinci eritmede yağın %30u alınır. (I.kalite yemeklik yağ) İkinci eritmede yağın %25i alınır. (II. kalite yemeklik yağ) Üçüncü eritmede yağın %20 si alınır (Teknik yağ)

Geriye kalan % 25 yağ ise kıkırdakta kalır. Kıkırdak

preslerinde preslenir ve bir miktar yağ daha çıkarılır. Yağın tamamı ancak extraksiyonla elde edilebilir.

Birinci eritmede ele geçen yağ soğutulup preslenirse yumuşak tereyağı kıvamında bir yağ akar. Buna “oleomargarin” adı verilir.

Geriye kalan sert yağ kısmına da oleostearin adı verilir. Yumuşak kısım eskiden margarin fabrikasyonunda kullanılmaktaydı.

Yaş Eritme: Yaş eritmede yağlı hammadde direkt sıcak su veya istim ile eritilir. Bu metot daha çok teknik yağlarda uygulanır.

Eriyen yağ bir yağ separatörüne akar ve burada sudan ayrılır. Eritme sonunda kıkırdakta %5 yağ kalır.

Bitkisel Yağlar

Meyve, çekirdek ve tohum yağlarıdır.

Meyve; zeytin, defne, hindistan cevizi (kopra) ve yağ hurmasıdır.

Tohum ve çekirdekler; Ay çekirdeği, pamuk çekirdeği (çiğit), yer fıstığı, keten tohumu, tütün tohumu, susam vs. dir.

Meyvelerin temizlenmesi: Yıkama ile yapılır.

Tohum tanelerinin temizlenmesi: Temizleme ya depoya sevk edilmeden veya depodan işletmeye sevk edilirken yapılır.

a-Elekler: Sallantılı, titreşimli ve dönen elekler kullanılır. Tel örgü veya delikli sac kullanılır.

A B

ince elek tanelerin geçeceği büyük boyutlu kirler (atılır) örgüsü büyüklükte elek

(toz)

elek hafif eğimlidir

b)Ayıklama masaları;Aynı büyüklük ve şekilde tanelerin spesifik ağırlık farklarından faydalanarak ayrılmasında kullanılır.Bu masalar hafif meyillidir.Sarsıntı ile hafif taneler yukarı ağır olanlar aşağı doğru hareket eder.

Hafif

Ağır

c)Aspiratörler: Hava akımı ile hafif ve ağır kısımları ayırmak için kullanılır.

YAĞLI TOHUM

ORTA AĞIR

HAFİF