Geri Dön

Formation of epoxy fatty acids during photooxidation

Fotooksidasyon sırasında oluşan epoksi yağ asitlerinin incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 421271
  2. Yazar: MELEK DEMİRCİ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 81

Özet

Gıdaların kalite ve besin değerini olumsuz etkileyerek insan sağlığını tehdit eden ayrıca ekonomik kayıplara da neden olan yağ oksidasyonu, bir dizi kimyasal reaksiyonla gerçekleşir. Yağ oksidasyonu sonucu toksik maddeler oluşmakta ve yağ oksidasyonunu bir sağlık sorunu haline getirmektedir. Gıdalarda oksidasyon sonucu acımsı tat ve aroma oluşumu, klorofil gibi pigmentlerin parçalanması sonucu renk kaybı kaliteyi olumsuz etkilemekte, linoleik asit gibi bazı esansiyel yağ asitlerinin reaksiyonu sonucu ise besin değerinde azalma meydana gelmektedir. Doymamış yağ asitleri, bir ya da daha fazla çift bağ içeren uzun karbon zincirleridir. En bilinen örnekleri 18 karbon içeren oleik, linoleik ve linolenik asittir. Oleik asit bir, linoleik asit iki ve linolenik asit üç çift bağ içermektedir. Linolenik asit, ilk çift bağının karbon zincirindeki üçüncü karbonda bulunması nedeniyle aynı zamanda ω-3 yağ asiti olarak adlandırılmaktadır. Aynı şekilde linoleik asit ω-6 ve oleik asit ω-9 yağ asiti olarak adlandırılır. Yağ oksidasyonu, oksijen, ısı, ışık, metal iyon konsantrasyonu gibi oksidasyonu tetikleyen faktörlere bağlı olarak otoksidasyon, termoksidasyon, fotooksidasyon ve enzimatik oksidasyon şeklinde dörde ayrılmaktadır. Otoksidasyon, oksijen varlığında serbest radikallerin zincir reaksiyonları sonucu stabil ürünlerin oluştuğu bir oksidasyon türüdür. Otoksidasyon, başlangıç, gelişme ve sonlanma olarak üç aşamada gerçekleşir. Başlangıç aşamasında, doymamış yağ asitlerinden hidrojen koparılmasıyla radikal oluşumu gerçekleşir. Daha sonra oluşan alkil radikalleri oksijen ile reaksiyona girerek gelişme aşamasında peroksil radikalleri oluştururlar (ROO•). Bu peroksil radikaller başka bir yağ asit zinciri ile reaksiyona girerek oksidasyonun birincil ürünleri olan hidroperoksitleri oluştururlar. Sonlanma aşamasında ise, iki serbest radikal arasındaki reaksiyon sonucu daha stabil ve radikal olmayan alkol, aldehit, keton ve epoksi asitler gibi ikincil ürünler oluşur. Termoksidasyon reaksiyonları otoksidasyona benzer şekilde gerçekleşen fakat hidroperoksitlerin daha hızlı parçalandığı, ısıyla katalizlenen oksidasyon türüdür. Enzimatik oksidasyonda ise esas etken lipaz, fosfolipaz ve lipoksijenaz gibi enzimlerdir. Bu çalışmada sadece fotooksidasyon üzerinde durulmuştur. Fotooksidasyon ise, ışık ve klorofil, riboflavin gibi fotosensitizer denilen ışığa duyarlı maddelerin varlığında gerçekleşen bir oksidasyon türüdür. Sensitizerler ışıktan aldıkları enerji ile uyarılmış duruma geçerler. Uyarılmış sensitizer, enerjisini moleküler oksijene aktararak singlet oksijeni oluşturur. Doymamış yağ asitleri ise singlet oksijen ile reaksiyona girerek hidroperoksitlerin oluşumuna neden olur. Fotooksidasyon reaksiyonları oldukça reaktif olan singlet oksijen yüzünden başlangıç aşaması olmadan, bu yüzden de otoksidasyondan daha hızlı olarak gerçekleşir. Epoksi yağ asitleri, peroksitlerin parçalanması sonucu oluşan ikincil oksidasyon ürünleridir. İnsanlar tarafından metabolize edildiğinde toksine dönüşebilen potansiyel toksik maddeler olarak bilinmektedir. Yağ oksidasyonu üzerine etkileri ve oluşum rotalarının tam olarak bilinmemesi nedeniyle varlıklarına gerekli önem verilmemektedir. Bu çalışma ile epoksi yağ asitlerinin fotooksidasyon sonucu oluşumları hakkında daha fazla bilgi edinilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, üç farklı yağ türünün (keten tohumu, ayçiçek ve zeytinyağı) klorofil varlığında fotooksidasyonu incelenmiştir. Yağların hepsi sıyırma işleminden geçirilerek bir kısmı 2:1 oranında sıyrılma işlemi yapılmamış rafine zeytinyağı ile karıştırılmış diğer kısmı ise kontrol grubu olarak 2:1 oranında sıyrılma işleminden geçirilmiş rafine zeytinyağı ile karıştırılarak oksidasyon derecesinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Rafine zeytinyağı klorofil kaynağı olarak kullanılmış, klorofil içermeyen sıyırma işleminden geçirilmiş zeytinyağı örneklerin oksidasyon seviyelerinin karşılaştırılması için kontrol grubunda kullanılmıştır. Örnekler saydam tüplere konularak pamukla kapatılmış ve iki ay boyunca, floresan ışık altında, 6 ±1°C soğuk odada muhafaza edilmiştir. Örneklerdeki klorofil miktarı, IUPAC standart methotlarına göre, klorofilin görünür ışığı absorbe ettiği 650, 670 ve 710 nm'lerdeki absorbansın ölçüldüğü spektrofotometre kullanılarak belirlenmiştir. Sıyırma işleminden geçirilen zeytinyağı eklenmiş örneklerde klorofilin varlığına rastlanmamıştır. Sıyırma işleminden geçirilmemiş zeytinyağı eklenen örneklerde ise 56 günlük inkübasyon sonunda klorofil miktarının azaldığı gözlenmiştir. Bununla birlikte, yağ örneklerinin renklerinin zamanla açıldığı ve örneklerin daha viskoz bir yapı aldığı görülmüştür. Yağ asitlerinin metil esterleri gaz kromatografisi (GC) kullanılarak standart yağ asitlerinin alıkonma süresi ile örneklerdeki yağ asitlerinin karşılaştırılması sonucu belirlenmiştir. Keten tohumu yağı içeren örneklerde yaklaşık % 38 linolenik asit (C18:3), ayçiçeği yağı içeren örneklerde yaklaşık % 45 linoleik asit (C18:2) ve sadece zeytinyağı içeren örneklerde ise yaklaşık % 62 oleik asit (C18:1) baskın olarak bulunmuştur. Sıyırma işleminden geçirilmiş zeytinyağı içeren örneklerin diğerlerine göre daha az miktarda bileşik içerdiği görülmüştür. Peroksit değeri (PV), konjuge dien (CD) ve trien (CT) analizleri ile örneklerin birincil oksidasyon ürünleri belirlenmiştir. PV analizi, farklı bir çok yöntem arasından en güvenilir olan IDF methotu kullanılarak yapılmıştır. Peroksitler stabil olmayan, kolayca parçalanabilen bilekşikler oldukları için PV en yüksek değerine ulaştıktan sonra azalma göstermektedir. Bu yüzden de düşük peroksit değerine sahip bir yağın kalitesinin iyi olduğu sonucuna varılamamaktadır. PV, genellikle CD ve CT ile beraber değerlendirilir. CD, serbest radikallerin metilen grubundaki hidrojenlerle reaksiyona girmesi ve çift bağların yer değiştirmesi sonucu oluşur. Analizler sonucu, ketentohumu yağı içeren örnekler yüksek oranda doymamış linolenik asite sahip olması sebebiyle diğer örneklerden daha yüksek PV değeri göstermiştir. Ayrıca CT değeri fotooksidasyon boyunca keten tohumu yağı içeren örnekler dışındaki örneklerde fazla değişiklik göstermemiştir. Hem başlangıçta hem de oksidasyon boyunca CD değeri bütün örneklerde CT'den daha yüksek bulunmuştur. Örneklerdeki epoksi yağ asiti miktarı, oda sıcaklığında sodyum metoksit ile baz katalizli transmetilasyon yöntemi, katı faz ekstraksiyonu (SPE) ve GC analizi yöntemleri kullanılarak üç aşama ile belirlenmiştir. Transmetilasyon ile, sodyum metoksitin kataliz olarak kullanılmasıyla yağ asitlerinin transesterifikasyonu sonucu metil esterleri oluşumu sağlanmıştır. SPE ile takip eden GC analizi için metil esterler, polar olmayan fraksiyonlardan ve diğer safsızlıklardan ayrılmıştır. GC analizinde örnek izooktanda çözülerek kolona enjekte edilmiş, hesaplamalar sonucu örneklerdeki epoksi yağ asidi miktarı µg g-1 yağ olarak ifade edilmiştir. Klorofil içermeyen (sıyırma işleminden geçirilmiş zeytinyağı içeren) keten tohumu yağı örneklerindeki toplam epoksi yağ asiti miktarı 56 günlük inkübasyon süresi sonunda (10866.28 µg g-1 yağ) klorofil içeren keten tohumu yağı örneklerinin (6200.16 µg g-1 yağ) yaklaşık iki katı bulunmuştur. Bununla birlikte, klorofil içeren keten tohumu yağı örneklerinin başlangıç toplam epoksi yağ asidi miktarının en fazla olduğu görülmüştür (82.42 µg g-1 yağ). Klorofil içeren ayçiçeği yağı ve zeytinyağı örneklerinin epoksi miktarları sırasıyla 62.97 µg g-1 yağ ve 61.77 µg g-1 yağ olarak belirlenmiştir. Klorofilin fotosensitizer etkisinden dolayı sıyırma işleminden geçirilmemiş zeytinyağı içeren keten tohumu yağı örneklerinin daha yüksek miktarda epoksi oluşumu göstermesi beklenirken klorofil içermeyen keten tohumu yağı örneklerindeki toplam epoksi miktarı daha fazla bulunmuştur. Klorofil içermeyen keten tohumu yağı örneklerinin daha fazla miktarda epoksi oluşumu göstermesinin, sıyırma işlemi sırasında bazı antioksidan maddelerin de ayrılmış olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Fotooksidasyon boyunca bütün örneklerde oluşan toplam epoksi yağ asiti miktarları karşılaştırıldığında ağırlıklı olarak linolenik asit içeren keten tohumu örneklerinin en yüksek reaksiyon hızına sahip olduğu görülmüştür. İnkübasyon başlangıcında bütün yağ örneklerindeki epoksi yağ asitlerinin cis konfigürasyonu gösterdiği görülmüştür. Bunun nedeni cis izomerlerinin doğal olarak oluşan izomerler olması ve çifli bağ içeren çoğu yağ asidinin cis configürasyonuna sahip olmasıdır. Klorofil içeren ayçiçek yağı ve zeytinyağı örneklerinde inkübasyon boyunca cis konfigürasyonu ağırlıklı olarak bulunurken klorofil içeren keten tohumu yağında bir aylık inkübasyon süresinden sonra trans izomerleri baskın duruma gelmiştir. Klorofil içermeyen bütün yağ örneklerinde trans konfigürasyonu baskın olarak bulunmuştur. İnkübasyon sonunda örneklerdeki epoksi yağ asidi miktarının PV ile karşılaştırıldığında çok daha fazla olduğu görülmüştür. Bu da, peroksit değerinin yağ kalitesini belirlemede tek başına yeterli olmadığını göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Lipid oxidation which adversely affects the human health, the quality and nutritional value of food products, also causes economic losses, occurs in series of reactions. Toxic products are formed during oxidation and make it a health issue. Lipid oxidation can be divided into categories such as photooxidation, autoxidation and thermoxidation depending on the factors triggering the oxidation including oxygen, heat, light and metal ion concentration. Photooxidation is one of the oxidation types which occurs in the presence of light and photosensitizers like chlorophyll and riboflavin. Photosensitizers cause the formation of singlet oxygen from ground state by energy transfer from light. Singlet oxygen leads to the formation of hydroperoxides from unsaturated fatty acids. In this study, photooxidation of three oil types (linseed, sunflower and olive oil) were investigated in the presence of chlorophyll. Fatty acid methyl esters (FAMEs) and epoxy fatty acid content of the oil samples were monitored by gas chromatograph with a flame ionization detector (GC-FID). Samples were kept under fluorescent light for two months. Virgin olive oil used as a chlorophyll source and its chlorophyll stripped counterpart (stripped virgin olive oil) were added to the samples to compare the oxidation levels. Primary oxidation products were also determined by peroxide value (PV), conjugated dienes (CD) and conjugated trienes (CT) analyses. Linseed oil samples had around 38% linolenic acid (C18:3) as the primary component, while sunflower oil samples had around 45% linoleic acid (C18:2). On the other hand, olive oil samples showed around 62% oleic acid (C18:1) as the primary component. Linseed oil samples were found to have the highest oxidation rate due to the high degree of unsaturation of linolenic acid. The amount of CD was higher than CT in all samples. Total epoxy fatty acid amount of all oil blends with chlorophyll were higher than oil blends without chlorophyll in the beginning of the incubation. Linseed oil blend with chlorophyll was found to have the highest amount of total epoxy (82.42µg g-1) in the beginning of the incubation. Sunflower oil blend with chlorophyll and olive oil blend with chlorophyll were determined as 62.97µg g-1 and 61.77µg g-1, respectively. In the end of incubation, linseed oil blend without chlorophyll was found to have the highest amount of total epoxy fatty acid (10866.28µg g-1) compared to the other oil blends. In the beginning of incubation, cis configuration was dominated in all oil blends with chlorophyll, but trans domination was seen in the oil blends without chlorophyll in the end of incubation.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    421081

    Formation of epoxy fatty acids during autoxidation of linseed, sunflower and olive oil

    Keten tohumu yağı, ayçiçeği yağı ve zeytinyağının otooksidasyonu sırasında epoksi yağ asitlerinin oluşumunun incelenmesi

    SELİN HANDE BAŞARAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK

    YRD. DOÇ. DR. DERYA KAHVECİ

  2. Tez No

    677374

    Gıdalarda proses bulaşanları oluşumu ve azaltılması

    Formation and reduction of process contaminants in foods

    NORDA YILDIZ AGOPYAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Gastronomi ve Mutfak SanatlarıİSTANBUL AYVANSARAY ÜNİVERSİTESİ

    Gastronomi ve Mutfak Sanatları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AZİZ EKŞİ

  3. Tez No

    458860

    Dual-curable textile adhesives for cord/rubber applications

    Çift-kürlenebilen tekstil yapıştırıcılarının kord kumaş/kauçuk uygulamaları

    ZEHRA YILDIZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HACER AYŞEN ÖNEN

  4. Tez No

    183479

    Development of layered silicate/epoxy nanocomposites

    Tabakalı silika/epoksi nanokompozitlerin geliştirilmesi

    ELÇİN DİLEK KAYA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Mühendislik Bilimleriİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. METİN TANOĞLU

    DOÇ.DR. SALİH OKUR

  5. Tez No

    527867

    Nanoparçacık katkılı epoksi esaslı yapıştırıcıların mekanik ve termal özelliklerinin araştırılması.

    Investigation of mechanical and thermal properties of nanopartices-reinforced epoxy based adhesives.

    YASİN ÖZDEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NECATİ ATABERK

Geri Dön