Etiket Arşivleri: Margarin

Margarinler ve Sağlığımız ( Yılmaz SEÇKİNER )

MARGARİNLER VE SAĞLIĞIMIZ

Bu konuda yazma fikri internet ortamında margarinlerin sağlığa zararlı olduğunu iddia eden yazılardan etkilenmem sonucu ortaya çıktı.[1] Sağlık açısından margarinin zararları varsa, bunları böyle bir yazıda ortaya koymak isterim. İnternet forumlarında bu konu hakkındaki yazılar öyle uç noktalara gelmiş ki, plastik=margarin gibi gayet ilginç eşitlikler kurulmuştu. Gerçekten bu açıklamaların veya karalamaların ne kadar doğru olduğunu öğrenmek istedim. Yapılan açıklamalara göre neymiş efendim margarin plastikten sadece bir molekül farklıymış… Ne yani H2O2 gibi kuvvetli yükseltgen de sudan (H2O) bir oksijen fazladır. Bu durumda suyun içilmesi de sakıncalı mıdır? Kimyanın bu özgün yanı, kimya alanında okumaya başladığım ilk günden beri ilgimi çekmiştir. Bir atomun fazla veya eksik olması, hatta ve hatta 3 boyutlu düzlemdeki yerlerinin farklı olması (Bkz. Stereokimya) maddeye bambaşka özellikler katabilmektedir. Bu gerekçelerden dolayı ben de margarinin kimyasını araştırmayı düşündüm. Bu yazıda sizlerle birlikte plastik=margarin eşitliğini ya da eşitsizliğini masaya yatıracağız. Yazımıza başlamadan önce margarini bir tanıyalım derim ben. 1869 yılında tereyağ yerine ilk kez üretilen margarin, Latince “Margarita” (inci anlamında) isminden türetilmiş bir kelimeymiş.[2] Türk Gıda Kodeksinde margarin için “İnsan tüketimine uygun bitkisel ve/veya hayvansal yağlardan elde edilen, süt yağı içeriğine göre tanımlanan, temel olarak yağ içinde su emülsiyonu tipinde, süt ve/veya süt ürünleri içerebilen, şekillendirilebilen üründür.” tanımlaması yapılmıştır. Sanayi devrimini tamamlamış Avrupa’da Fransız Kralı III. Napolyon, ciddi boyutta olan beslenme sorununa çözüm amacıyla tereyağına benzer mamüllerin üretimi için bir yarışma açar. Kimyager Mège Mouries don yağı adı verilen hayvansal orijinli yağı, mide özsuyu ve süt ile muamele edip soğuttuktan sonra “Oleo Margarine (inci tanesi)” adını verdiği ilk margarini üretir. [3] Üretimine neden ihtiyaç duyulduğuna gelirsek, tamamen ekonomik nedenlerden kaynaklandığını söyleyebiliriz. Ayrıca tereyağına göre daha dayanaklı bir besin olması kullanım tercihlerinin üzerinde yoğunlaşmasını sağlar.

Margarin sektörü ülkemizde ilk defa 1932 yılında İzmir’de kurulmuş olan fabrika ile gelişmeye başlamıştır. Artan taleple birlikte günümüzde 13 fabrika bitkisel margarin üretimi yapmaktadır. (1999 verileri) [4]

Bitkisel margarinler üç sınıfa ayrılmaktadır:
– Kahvaltılık (sofra) margarin
– Mutfak (yemeklik) margarin
– Gıda sanayi margarini

Kahvaltılık margarin tuzsuz (en fazla % 0.2 tuz içeren) ve tuzlu ( en çok %2 tuz içeren) olmak üzere 2 tür olup en az % 80 yağ içermektedir. Mutfak margarini ise en az %99 yağ içermektedir. Gıda sanayi margarini tip 1 (en az %99 yağ içeren) ve tip 2 (en az %80 yağ içeren) olmak üzere ikiye ayrılır. [4] Margarin üretiminde kullanılan yağ genel olarak soya yağıdır. ABD margarin yağ üretiminde % 84 soya yağını kullanmayı tercih ederken, AB margarin üretiminde soya yağını kullanımı % 23 civarındadır. Ülkemizde ise genelde ucuz olması nedeniyle ham pamuk yağını tercih edilmektedir. Ayrıca ülkemizde palm çekirdeği yetiştirilmediği için margarinde kullanılan palm yağının tamamı yurtdışından ithal edilmektedir.


Yemeklik Yağlar ve Margarinler ( Mehmet ALPASLAN )

YEMEKLİK YAĞLAR VE MARGARİNLER

Mehmet ALPASLAN, Nurullah DEMİR
İnönü Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Malatya E-posta: mehmet.alpaslan@inonu.edu.tr

Özet

Katı ve sıvı yağlar günlük beslenmede temel bileşen olarak yer alan yaygın besin maddeleridir. Bitkisel yağlar ve margarinler esansiyel yağ asitleri olarak bilinen linoleik ve linolenik asit gibi doymamış yağ asitleri içermektedir. Ayrıca bitkisel yağlar, yağda çözünen A, D, E ve K vitaminlerini içermektedir. Yağlar metabolizmada enerji deposu olarak kullanılır ve ağızda yağlama görevi üstlenerek besinlerdeki aroma bileşenlerini algılamaya yardımcı olur. Yemeklik yağlar hayvansal kaynaklı olabileceği gibi daha çok bitkisel kaynaklı olarak üretimi gerçekleşmektedir. Margarin ise yarı katı bir emülsiyon olup hidrojenize yağların su ve diğer bileşenlerin karıştırılması ile üretilir. Hidrojenasyon sonrası doymuş yağ asitleri ve trans yağ asitleri içeren margarinler damar sertliği gibi birçok hastalığa neden olabilmektedir. Bitkisel sıvı yağların ve margarinlerin üretim teknikleri ve kimyasal işlemleri ürün özelliklerini etkilemektedir. Ayrıca margarinlerin üretiminde karışım yağların kullanılıyor olması domuz yağı ve türevleri içerebilme riski taşımaktadır.

Anahtar kelimeler: Bitkisel yağlar, margarin, doymuş yağ asidi, trans yağ asidi, lesitin, mono ve digliserit, kalp ve damar hastalıkları, helal gıda.

EDIBLE OILS AND MARGARINES

Mehmet ALPASLAN, Nurullah DEMİR
İnönü Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Malatya E-mail: mehmet.alpaslan@inonu.edu.tr

Abstract
Fats and oils are common nutrients in the daily diet as the basic compounds.
Vegetable oils and margarines contain unsaturated fatty acids such as linoleic and linolenic acid known essential fatty acids. Furthermore, vegetable fats and oils include A, D, E, and K vitamins. The oils are used as a storage of energy in human metabolism and help to detect the aroma components in food by lubrication in the mouth. Edible oils may be from animal origin but in general, it is mostly produced from plant materials. Margarine is a semi-solid emulsion which is produced by mixing hydrogenated vegetable oils, water and other ingredients, like butter. Margarine, which has over-saturated fatty acids and trans fatty acids, may causes many diseases, such as arteriosclerosis, after hydrogenation process. The production techniques and chemical processes of vegetable oils and margarines may affect features of products. Also, margarines have a risk in terms of containing lard and its derivatives, since mixing oils are used in margarine process.

Keywords: Edible vegetable oil, margarine, saturated fatty acid, trans fatty acid, lecithin, mono and diglyceride, cardiovasculer diseases, halal food.


Dünyada ve Türkiyede Margarin Sanayii ve Gelişmeler

Margarin nedir?
Margarinin Tarihçesi
Margarin Üretiminde Endüstriyel Gelişim
Margarin Üretiminde Kullanılan Bitkisel Yağlar
Margarin Üretim Prosesi
Margarin Üretimi ve Tüketimi – Dünya ve Türkiye
Margarin ve Sağlık
Margarin ve Sağlık – Trans Yağlar
Trans Yağlar ve Türkiye

MARGARİN NEDİR?
İnsan tüketimine uygun
bitkisel ve/veya hayvansal yağlardan elde edilen,
süt yağı içeriğine göre tanımlanan,
temel olarak yağ içinde su emülsiyonu tipinde, süt ve/veya süt ürünleri içerebilen, şekillendirilebilen üründür.
(TÜRK GIDA KODEKSİ)
Haziran 2007
EC Counsil Regulation 2991/4 OF 05.12.1994
Codex Alimentarius Codex Stan. 32.1981 (2005)

MARGARİNİN TARİHÇESİ
~ 140 yıllık bir geçmiş
(1867-2007)
1860 yılı; AVRUPA

Sanayi Devrimi Tamamlanmış; Avrupa’da refah, nüfus artmış ama beslenme sorunu CİDDİ boyutta Fransa Kralı III. Napolyon 1867’de Tereyağına benzer mamul için yarışma açar.

MARGARİN ÜRETİMİNDE ENDÜSTRİYEL GELİŞİM

19. yy. sonu: Oleo – margarin fiyatları yükselir.
1907 : Likit miktarı %30’lara çıkar
1903 : Alman Kimyager Wilhem Norman (Dönüm noktası)
1906 : İlk hidrojenasyon tesisinin kurulması (İngiltere)
1909 : İlk hidrojene Pamuk Yağının Margarinde kullanılması
20.yy son çeyrek: Fraksiyonlandırma ve İnteresterifikasyon
Geçmişi 1920’lere kadar uzanırsa da esas gelişme

Fraksiyonlandırma’da 1960’lardan sonra
Interesterifikasyon’da 1980’lerden sonra
Margarinin ilk 90 yılının özelliği yeni ürünlerden ziyade margarin proseslerinin bulunması, ve bazı yağ proses değişiklikleridir.

MARGARİN ÜRETİMİNDE KULLANILAN BİTKİSEL YAĞLAR

BİTKİSEL YAĞ ÜRETİMİ
1990 81.0 milyon ton
2005 138.0 milyon ton
2020 192 – 200 milyon ton (Tahmini)

Üretim Cinsleri (milyon ton)
Palm yağı 35.0
Soya 32.0
Kolza 13.0
Ayçiçek 9.0
Pamuk 8.0
Coconut 4.0
Yer Fıstığı 5.0
Zeytinyağı 2.2
Diğerleri
Toplam: 138.0
Kaynak: Prof. Dr. F. Gunstone
2006 Dünya Yağ Kongresi

BİTKİSEL YAĞ TÜKETİMİ
Toplam Kişi başı
(milyon ton) (kg/yıl)
Çin 26.8 20.5
EU 25 25.3 55
USA 15.7 52.1
HİNDİSTAN 13.5 12.0
TÜRKİYE 1.45 20

Kaynak: Prof. Dr. F.Gunstone
2006 Dünya Yağ Kongresi
MARGARİN ÜRETİM PROSESİ
MARGARİN BİLEŞİMİ
MARGARİN ÜRETİMİ ve TÜKETİMİ
( Dünya ve Türkiye )
MARGARİN ÜRETİMİ (DÜNYA)
(bin ton)
MARGARİN ÜRETİMİ (TÜRKİYE)
(bin ton)
10 Milyon tonun üzerinde
Tüketim ülkenin alışkanlıklarına bağlı
Tüketim / kişi / yıl
İtalya
İspanya < 1,5 kg İngiltere 8 kg Danimarka Hollanda > 18 kg
Belçika 26 kg
Singapur > 45 kg
Türkiye 2.2 kg

MARGARİN ve SAĞLIK

YAĞLARIN FONKSİYONLARI
İnsanın başlıca enerji deposu (1 gr yağ = 9 kcal)
Yağda çözünen vitaminlerin taşıyıcısı (A,D,E,K)
Yediğimiz besinlerdeki aromaları algılamak için yardımcı
Ağızda lubrikant görevi
Pastacılık ürünlerinde hamurun hava tutmasına yardımcı
Kızartma sırasında ısı tranferi için ortam
Esansiyel yağ asitleri (linoleik ve linolenik asitler) kaynağı olarak, vücudun düzenli çalışması için gerekli bazı hormonların yapımı için gerekli
Bitkisel yağlar kolesterol içermez.

TRANS YAĞ ASİTLERİ NASIL OLUŞUR?
Trans yağ asitleri, çok eski çağlardan beri insan beslenmesinde yer almaktadır. Çünkü inek ve koyun gibi geviş getiren hayvanların sütlerinde ve yağlarında az miktarda bulunurlar.
Trans yağ asitlerinin bir başka kaynağı bitkisel yağların kısmi hidrojenasyonudur. Kısmi hidrojenasyon, yağın yapısındaki bir kısım doymamış bağların hidrojen basıncı altında ve yüksek sıcaklıkta doyurulması işlemidir.
Kısmi hidrojenasyon işlemi, sıvı yağlardaki doymamış yağ asitlerini daha doymuş hale getirirerek sertleşmesine sebep olurlar. Bu sırada bazı çift bağlar, cis formundan trans formuna dönerler.

TRANS YAĞLAR ve TÜRKİYE
AB politikalarına paralel olarak
1995 yılından itibaren
TRANS FREE Margarin Üretim çalışmaları başlamıştır.
Önce KASE Margarinler;
ardından da
Kağıt Ambalajlı Paket Margarinler
TRANS FREE
hale dönüştürülmüştür.
2000 yılından beri ; DERNEK üyemiz
BESLER / ÜLKER
GIDASA/SABANCI
KÜÇÜKBAY
UNILEVER
Şirketlerinin margarin ürünleri
“TRANS FREE”
kapsamındadır.
Dernek üyesi şirketler, ürünlerinin üzerine

“Trans Yağ İçermez”

ibaresinin yazılmasına izin verilmesi için
Tarım ve Köyişleri Bakanlığına müracaat etmişlerdir.
Müracaatta tüm margarin ürünlerinin Üniversite laboratuarlarında yapılmış analizleri eklenmiştir.

SAĞLIKLI BESLENMEDE
GENEL MUTABAKAT
Günlük enerjinin üçte birini (30 -35 %) yağlardan alın.
Trans yağ tüketimi günlük enerji ihtiyacının %1’ini geçmesin
Topluma Yönelik Hedefler
ÖRNEK

GÜNLÜK ENERJİ İHTİYACI

en az 2.000 kcal
%1’i 20 kcal

1 gr yağ 9 kcal
20 kcal = 2.2 gr Trans yağı

2,2 gr trans yağı = ~ 300 gr margarin

Katı ve Sıvı Yağlar

Yağ olarak ifade edilen besin öğeleri bünyesinde birden fazla bileşiği bulundurduğu için kompozisyonlarına göre farklı özellik gösterirler. Ancak yüksek enerji içerikleriyle (ortalama 9,4 Kcal/g) gıdalarımızda en konsantre enerji kaynağını teşkil ederler. Yağın tanımlanmasında aşağıdaki genel ifadeyi kullanmak daha doğru olacaktır. Katı ve sıvı yağlar, gliserol ve yağ asitlerinden oluşan trigliseritlerin (triester) hakim olduğu bileşikler grubudur. Üç değerlikli bir alkol olan gliserin ile üç mol yağ asidinin esterleşmesiyle oluşan trigliseritler yağların ana bileşenini oluşturur.

Gliserin + Yağ asitleri Trigliserid + Su

Trigliseriti oluşturan yağ asitlerinin üçü de aynı ise basit Trigliserid, farklı ise karışık Trigliserid olarak isimlendirilir. Yağların yapısında trigliseritlerden başka % 0,5-2,0 oranında değişen miktarlarda monogliseritler, digliseritler, fosfatidler, serebrosidler, steroller, yağ asitleri, yağda eriyen vitaminler (A,D,E,K), renk ve koku maddeleri gibi maddeler bulunur. Bütün bu madde guruplarına kimyada “lipit” terimi kullanılmaktadır. Yemeklik yağ olarak kullanılan bitkisel ve hayvansal yağların % 98-99’u saf trigliseritlerden meydana gelmiştir. Margarin teknolojik olarak, homojen bir karışım oluşturmayan su ve/veya süt fazı ile yağ fazının meydana getirdiği emülsiyondur. Margarinde su fazı sürekli olan yağ fazı içerisinde dağılmış halde bulunur.
Margarinde esas olarak iki faz mevcuttur. Yağ fazı, çeşitli sıvı ve katı yağların karışımı olup, margarinin tüketildiği sıcaklıkta margarin için uygun katılığı sağlayabilecek katı yağ oranına sahip olmalıdır. Ayrıca yağ fazı, yağda çözünen vitaminler, esanslar, renk maddeleri ve emülsifiye edici maddeleri ihtiva eder. Su fazı ise fermente edilmiş süt, tuz, koruyucu maddeler ve antioksidanları bünyesinde bulundurur. Margarinler için en önemli kalite faktörleri, kristal yapı, kıvamlılık ve plastiklik gibi fiziksel özelliklerdir. Bu faktörler verilen her hangi bir sıcaklıkta birleşimde bulunan gliseritlerin erime noktalarına toplam katı veya kristal gliserit miktarlarına, bu katı kısımların belirli sıcaklık değerleri arasındaki dağılımlarına ve margarinlerin üretildiği çalışma şartlarına bağlıdır.
Margarin kelimesi, Yunanca “inci” anlamına gelen “margoron”dan gelmektedir. 1869 yılında lll. Napolyon’un açtığı bir yarışmada tereyağı benzeri ve emülsiyon halinde bir ürün üretilmesi istenmiştir. 1870 yılında “Hippollyte Mage-Mouries” tarafından margarin formülü bulunmuştur. Bu formül bu güne kadar çeşitli değişikliklere uğramış ancak margarin üretiminden hiçbir zaman vazgeçilmemiştir. Mouries formülünde hammadde olarak hayvansal yağlardan elde edilen “Oleo margarin” kullanılmış ve oleo margarin emülsiyonu yapılmıştır. Oleo margarinin elde edilişi kısaca şöyledir. Koyun beden yağları 47-50 oC’de, sığır iç yağları 42-46 oC’de erirler. Bu yağlar önce eritilir, bilahare 30-35 oC’ye kadar soğutulur ve preslenir. Presten akan sıvı kısım “Oleo margarin” adını alır.
Dünyada ve Türkiye’de daha çok bitkisel margarinler üretilmekte olup, çok az miktarda da hayvansal margarin üretilmektedir.
Margarinler elde edildiği hammaddeye göre iki sınıfa ayrılır. 1. Bitkisel kökenli bitkisel margarinler, 2. Hayvansal ve bitkisel kökenli hayvansal margarinler.

HAM YAĞIN ELDESİ VE RAFİNASYONU
Ön İşlemler:
Yağlı tohumlardan yağ eldesine başlamadan önce tohumlar bazı ön işlemlerden geçirilir. Genel olarak tohumların temizlenmesi, tohumun yapısal farklılığından dolayı uygulanması gereken bir kısım işlemler ve uygulanacak yağ alma yönteminin gerektirdiği hazırlıklar ön işlemleri teşkil eder.
Ön işlemleri; temizleme, pamuk tohumu için linterleme, tohumun nemlendirilmesi, kabuk kırma ve ayırma, pulcuk haline getirme ve kavurma olarak sayabiliriz.
İnsanlar tarafından çeşitli şekillerde tüketilen bitkisel kaynaklı bütün gıdaların işlenmesinde uygulanan aşamalardan ilki genellikle hammaddenin temizlenmesidir. Hammadde çoğu zaman farklı oranlarda taş, toprak, kum, ****l parçaları, bitkisel kalıntılar vb. yabancı maddeler içerir.
Yağlı tohumlardaki yabancı maddeler, irilik, şekil, yoğunluk ve mıknatıslık özelliklerinden yararlanarak çalışan sistemler kullanılarak uzaklaştırılmaktadır.
Elekler, triyörler, pnömatik (havalı) ayırıcılar, mıknatıs sistemi, linterleme makinaları (pamuk tohumunu liflerinden ayırmada), fırçalama makinaları yağlı tohumların temizlenmesinde kullanılan başlıca sistemlerdir. Aşağıda bu sistemlerin tohumun hangi özelliğinden yola çıkılarak oluşturulduğu açıklanmıştır.
Elekler: İrilik esasına göre ayırma.
Triyörler: Şekil farkından faydalanarak ayırma.
Pnömatik ayırıcılar: Yoğunluk farkından yola çıkılarak ayırma.
Mıknatıs sistemi: Yağlı tohumlar içinde bulunması muhtemel olan ve tesislerde yer alan makinalara zarar verme olasılığı bulunan ****l parçalarını mıknatıslık özelliğinden yola çıkarak ayırmada.

Yağlı Tohumların Nemlendirilmesi:
Yağlı tohumlarda kabuk kırma ve ayırma, pulcuklandırma, kavurma gibi işlemlerin daha kolay uygulanabilmesi için tohumun nem oranının % 16-18 olması gerekmektedir. Bu nedenle yağlı tohumların istenen nem derecesine getirilebilmeleri için aşağıda belirtildiği şekilde nemlendirilmeleri gerekmektedir.

*Tohuma verilen su, homojen bir dağılım saplamak için püskürtme şeklinde verilmelidir.
*Tohumun suyla temas süresi mümkün olduğunca uzun tutulmalıdır. Eğer yığında zedelenmiş tohum miktarı yüksek değilse bu süre 3-4 gün olabilir.
*Nemlendirmeden sonra tohumun yüzeyinde su kalmamalıdır.
*Nemlendirilmiş tohumlar çabuk bozulacağı için hemen yağa işlenmelidir.

Kabuk Kırma ve Ayırma :
Kabuk % 1 yağ içermesi, protein içeriğinin ise çok düşük olması nedeniyle tohumdan uzaklaştırılması gerekmektedir. Kabuğun tohumla uzun süre temas halinde bulunması, presleme sırasında kabuk tarafından emilen yağın geri kazanılamaması nedeniyle yağ kaybına, çözgen ekstraksiyonu sırasında kabuğun renk, tat ve koku maddeleri de çözündüğünden yağın kalitesinin bozulmasına, presleme sırasında pres kapasitesinin düşmesine neden olduğundan kabuk kırma ve ayırma işlemi önem arz etmektedir.
Yabancı maddelerden ayrılıp temizlenen tohumlar özel kırıcılarda santrifüj çarpma yöntemiyle kırılırlar. Silindirik sabit bir gövde içinde dakikada 600-650 devirle dönen paletlerden oluşan bir tambur üstten gelen tohumları cidara savurarak çarptırır. Silindirik gövdenin içi setlerle ve çentiklerle kaplıdır. Kırma işlemi cidar ile tamburun mesafesi ayarlanarak yapılır. Çarpama sonucu tohumların bir kısmı bütün, bir kısmı parçalanmış halde kabuklarından ayrılır.Pamuk tohumu, ayçiçeği ve yerfıstığı gibi esnek kabuklarla kaplı yağlı tohumların kabuklarının soyulmasında bar ve disk kabuk soyucular kullanılır. Keten tohumu, kolza ve susam gibi çok küçük hacimli yağlı tohumlarda kabuk soyma işlemi çok zor olduğundan uygulanmaz. Kabuk soyma makinaları her yağlı tohumun özelliğine göre düzenlenmiştir. İç(badem) ve kabuk bir elekten geçirilerek parçalanmış, ufalanmış olanlar ayrılır. İri kabuklar hava akımıyla emilir. Kabukların tamamının alınması istenmez. Örneğin ayçiçeğinde % 70 kabuk kalması istenir. Çünkü presleme işleminde kabuklar yardımcı olur. Ayrılan kabuklar yan ürün olarak satılır.
Burada belirtilmesi gereken bir husus, kabukların presleme sırasında olumlu katkısının olduğunu ifade etmiş olduğu halde, kabukların presleme kapasitesini düşürdüğünü ileri sürmüştür. Kabukların fiziksel özelliklerinin farklılıkları dikkate alındığında her iki görüşün de farklı tohumlar için doğruluğu saptanabilir.

Tohum İçinin(Bademin) Ezilmesi:
Pulcuklandırma işlemiyle yağı hapseden hücre ve dokular, parçalanarak yağın kendiliğinden dışarı akışı sağlanır. Pulcuklandırma işlemiyle hem hücre içindeki yağın dışarıya sızma alanı genişletilmiş, hem de yağ çıkışına karşı tohum yapısının gösterdiği direnç azaltılmış olmaktadır. Özellikle çözgen ekstraksiyonunda çözgenin içe difüzyonu kolaylaşmakta, bu da ekstraksiyon hızını artırmaktadır.

Tohumların Kavrulması :
Yağlı tohumların yağ verimlerini artırmak ve küspenin daha iyi değerlendirilmesini sağlamak için kavrulması gerekir. Sıcaklık uygulanarak yağın viskozitesi azaltılıp, akıcılığı artırılır. Hücre proteinleri koagüle edilerek, hücre zarlarına gevreklik verilerek yağın hücreden kolayca çıkması sağlanır. Tohumdaki su oranı % 7-8’ den % 4-4,5’ a düşürülür. Kavurma işlemi küçük işletmelerde doğrudan ateşle ısıtılan tek katlı tavalarda, büyük ve modern işletmelerde ise 4-5 katlı tavalarda yapılmaktadır. Tavalara alınan tohum önce 15-20 dakika ısıtılır ve üzerine su buharı veya sıcak su püskürtülüp nemi % 16-18’ çıkartılır. Tohum sıcaklığı 80-90 oC’ ye çıkartılarak kavurma işlemine geçilir. 20-30 dakika kavrulan tohumun proteinleri koagüle edilmiştir. Daha sonra 110-115 oC sıcaklıkta nem oranı % 4-4,5’ a düşürülür, pres veya ekstraktöre sevk edilir.

Tohumlardan yağın alınması:
Mekanik Presleme Yöntemiyle Ham Yağın Üretimi :
Mekanik presleme işlemi; katı-sıvı faz ayırım yöntemi olarak tanımlanabilir. Genellikle yağ oranı % 20’den daha düşük olan yağlı tohumların ham yağa işlenmesinde mekanik presleme yöntemi kullanılabilmektedir. Mekanik presleme işlemi sonucu esas ürün olarak ham yağ, yan ürün olarak yağı alınmış küspe elde edilmektedir.
Mekanik presleme işleminde kesikli çalışan hidrolik presler, sürekli vidalı presler ve döner presler kullanılabilir.

Solvent Ekstraksiyonu Yöntemiyle Ham Yağın Üretimi :
Solventle ekstraksiyonun temeli yağın içinde çözündüğü bir organik çözgenle yağlı tohumu muamele edip yağın tohuma geçmesi sağlanır. Sonra solvent süzülerek ayrılıp, uçurulur ve geriye ham yağ kalır. Pres yöntemine göre üstünlüğü küspede en fazla % 1 oranında yağ kalır ve çoğunlukla % 0,5 civarında bulunmaktadır. Bu yöntemle yağ elde etme özelikle yağ miktarı düşük olan soya ve çiğit gibi yağlı tohumlarda kullanılmaktadır. Yağ çözücü olarak bir çok organik madde kullanılmakla birlikte günümüzde Türkiye ve dünyada en yaygın kullanılan kaynama noktası 64-68 oC olan Hekzandır.

Rafinasyon Aşamaları :
Rafinasyon işlemini kısaca berrak ve normal tatta yağ elde etmek için ham yağda bulunan ve istenmeyen tüm maddelerin yağdan uzaklaştırılması olarak tanımlayabiliriz.
Ham yağlar ne kadar özenli ve temiz elde edilirse edilsin mutlaka rafine edilmelidir. Çünkü tüketici açık renkli, kokusuz, serbest yağ asidi bulunmayan ve berrak yağ satın almak ister. Rafine edilmeden tüketilen tek bitkisel yağ, iyi kalite zeytinlerden elde edilen zeytin yağıdır. Fakat kötü vasıfta olan zeytin yağları da rafine edilir. Türkiye’nin kırsal kesinimde ayçiçeği, susam, haşhaş vb. gibi hammaddelerden elde edilen yağlar yerel halk tarafından rafine edilmeden tüketilir. Musilaj giderme, asit giderme, ağartma, koku giderme ve vinterizasyon rafinasyon işleminin aşamalarıdır.

Musilaj Giderme (Degumming) :
Türkiye’de yetiştirilen ayçiçeği, soya, keten vb. gibi yağlı tohumlar fosfatidlerce zengindir (% 1-2,5). Bunlarda müsilaj giderilmezse rafinasyonda kayıplar olur. Ayrıca yağlı tohumlarda bir de patolojik etkenler veya yaralanmalar sonucu meydana gelen zamksı maddeler de bulunur. Müsilaj gidermede hidroklorik asit, fosforik asit kullanılır. Türkiye’de bu gün daha çok, sodyum klorür veya pirofosfatın %40-65’lik çözeltisi kullanılır. Bu çözeltiden ham yağa %2-3 oranında katılır ve yağ karıştırılarak 40-50 oC’ye kadar ısıtılır. İşlem sonunda çöken sulu tabaka (hidrolasyon çamuru) santrifüjlenerek yağdan ayrılır. Yapışkan maddeler bir elektrolit yardımıyla pıhtılaştırılırken fosfatidler gibi diğer yapışkan maddeler su ve sıcaklık yardımıyla hidrotasyon sonucu çöktürülür. Bu sırada yağda bulunan mineral maddeler ve bazı yabancı maddeler de çöken bu maddelerle birlikte yağdan uzaklaştırılır. Musilaj maddeleri lesitin eldesinde kullanılır. Bu işlemde kontinü veya diskontinü yöntem uygulanabilir.

Asit Giderme (Nötralizasyon) :
Yağ sanayiinde asitlik giderme işlemi yaygın olarak serbest asitlerin bazlarla nötralizasyonu şeklinde uygulanmaktadır. Yağda serbest halde bulunan yağ asitleri NaOH ile muamele edilince yağda erimeyen sabun meydana gelerek çöker. Asit karakterde olan diğer bazı maddelerle sabun tarafından absorbe edilen diğer bir çok maddeler de çöker. Bu işlem için kontinü veya diskontinü yöntemler kullanılabilir ve kullanılacak baz miktarı bir ön deneme ile saptanabilir. Ayrıca, yüksek derecede vakumda damıtılarak serbest yağ asitlerinin yağdan ayrılması işlemi de uygulanmaktadır. Buna fiziksel nötralizasyon denir. Diskontinü sistemde genellikle 10-12 tonluk nötralize kazanları kullanılır. BU kazanlar ısıtıcı buhar helezonları, karıştırma paletleri ve baz çözeltisi püskürten sistemlerle donatılmıştır. Kullanılacak NaOH miktarı serbest asitlik 7 olarak hesaplanır. Fakat bazın bir kısmı nötr yağ ile reaksiyona girebileceğinden hesaplanan miktarın %10 fazlası kullanılır. Asit giderme kayıpları yabancı maddelerin cins ve miktarlarına, serbest yağ asitleri miktarına göre değişir. Fosfatidler az olursa kayıp azalır. Serbest yağ asitlerindeki kayıplar; kakao, palm, kara ve deniz hayvanları yağlarında serbest yağ asitlerinin 1,5 katı, pamuk ve soyada 3 katı, asiditesi düşük yağlarda ise serbest yağ asitlerinin 5-10 katı yağ kaybolur. Yemeklik, kızartmalık, margarin yapılacak yağlarda asitlik giderilmezse serbest yağ asitleri duman çıkararak yanar. Nötralizasyon kuru ve yaş olarak yapılır.

Ağartma (Renk Giderme=Bleaching) :
Yağ sanayiinde ağartma işleminin amacı, ham yağın doğal olarak içerdiği ve tohumun yağa işlenmesi sırasında oluşan renk maddelerinin uzaklaştırılmasıdır. Bu iş için Tonsil, Bentonit gibi çeşitli adlar altında satılan ve sanayide “ağartma toprağı” genel adı ile bilinen adsorbant maddeler kullanılır. Son zamanlarda bu amaçla, sülfirik veya hidroklorik asitle muamele edilip, aktif hale getirilen diğer topraklar da kullanılmaktadır. Ayrıca aktif kömür de kullanılır. Aktif kömür, özellikle kırmızı, mavi ve yeşil renklerin adsorbsiyonunda kullanılır. Pahalı olması ve fazla yağ emmesi nedeniyle yalnız başına kullanılmaz. Kullanılacak ağartma toprağının miktarı yağın rengine toprağın aktivitesine bağlı olarak değişir. Ağartma işlemi kontinü olarak yapılabildiği gibi ülkemizde de kullanılan diskontinü sistemle de yapılabilmektedir. Bu amaçla 25-30 tonluk kazanlar kullanılır. Kazanda ısıtıcı serpantin ve karıştırıcı bulunur. Yağın sıcaklığı, 70-80 oC’ye çıkarılır ve toprak konur. Sıcaklık 90-100 oC’ye çıkarılır. Toprağın ilave edilmesi sırasında karıştırıcılar çalıştırılarak bir süspansiyon elde edilir. Isıtma tamamlandıktan sonra 15-20 dakika daha karıştırmaya devam edilir. Daha sonra yağ presli filtrelerden geçirilerek süzülür. Bu aşamada yağ kaybı en fazla katılan toprak miktarı kadar olmaktadır. Süzme işleminden sonra kazana önce basınçlı hava verilerek serbest yağ, sonra basınçlı buhar verilerek de toprağın adsorbe ettiği yağ alınır. Bu işlemler sırasında oksidasyonu önlemek için vakum da yapılır.

Koku Giderme (Deoderizasyon) :
Koku alma işleminin amacı istenmeyen koku ve tat maddelerinin yağdan uzaklaştırılmasıdır. Koku alma işlemini kısaca yağın tat ve kokusunu bozan bazı uçucu maddeleri, su buharı ile yağdan ayırmak şeklinde tanımlayabiliriz. Koku alma için; kurutma ve gazları uçurma, ısıtma, koku alma, soğutma, boşaltma işlemleri uygulanır. Yağlarda koku alma işlemi kontinü ve diskontinü olarak yapılır. Ülkemizde daha çok diskontinü yöntem uygulanmaktadır. Kokusu giderilecek yağ kazana alınır. Kazana alttan buhar verilerek sıcaklık, 3-5 mm’lik vakumda 180 oC’ye çıkarılır. Buhar kazana alttan verildiği için aynı zamanda yağ karıştırılmış olur. Bu sırada yağda istenmeyen koku maddeleri buharla birlikte uzaklaştırılmış olur. Kokusu giderilmiş yağ yüksek vakum altında 100 oC’ye soğutulur. Oradan da plakalı soğutuculara gönderilerek sıcaklık 30-50 oC’ye soğutulur. Bu arada oksidasyonu önlemek amacıyla 1 kg. yağa 50 mg. Sitrik asit çözeltisi verilmelidir.

Vinterizasyon (Soğuklatma) :
Yemeklik yağlara uygulanan bir işlemdir. Yağlarda bulunan doymuş trigliseritlerin; özellikle de stearinlerin, 8-10 oC’de donarak yağı bulandırmalarını önlemek amacıyla yapılır. Bu işlem genellikle ayçiçeği, çiğit ve mısırözü gibi yağlarda yapılır. Rafinasyonu biten yağ kristalizatörlere alınır ve istenilen kristalizasyon sıcaklığına kadar (0-10 oC ) soğutulur. Böylece yağlarda bulunan ve yüksek derecede eriyen trigliseritlerle (genelde stearin) vax’lar (mumlar) ayrılır. Bu işlemle yağın oda derecesinde kristalleşmeler sonucu bulanması önlenmiş olur. Ayırma işleminden sonra yağ soğutulmuş filtrelerden geçirilerek berrak kısım alınır. Vinterizasyonun başarılı olabilmesi için yağ mutlaka diğer rafinasyon aşamalarından geçmiş olmalıdır. Aksi halde ortamdaki serbest asitlik, yapışkan maddeler ve renk maddeleri kristalizasyonu güçleştirir.

SIVI YAĞLARIN SERTLEŞTİRİLMESİ (HİDROJENASYON)
Hidrojenasyon Hakkında Genel Bilgiler:
Hidrojenasyon, sıvı yağlardaki doymamış yağ asitlerinin çift bağlarını hidrojenle doyurma işlemidir.
Sıvı halde bulunan veya içerisinde düşük erime noktasına sahip moleküller bulunduran bir yağdan erime noktası yüksek,kısmen veya tamamen katı özellikle yağ eldesinde üç yönteme başvurulabilir. Bunlar;

  • Hidrojenasyon

  • İnteresterifikasyon

  • Fraksiyonlama’dır.

Bu işlemlerden hidrojenasyon, diğerlerine göre daha kompleks ve daha geniş uygulama alanı bulmuştur.
Hidrojenasyon işlemi sıvı yağların margarin veya çeşitli shorteninglere işlenmesi durumunda yapılmaktadır.
Organik maddelerin katalitik hidrojenasyonu ilk olarak Debus tarafından 1863 yılında gerçekleştirildi. Modern hidrojenasyon işlemi Sabatier ve Senderes tarafından 1897-1905 yılında gerçekleştirilen araştırmalarla ortaya konuldu. Yağ asitlerinin sıvı fazda hidrojenasyonu ilk defa 1902 yılında Almanya’da Wilhelm Normann tarafından patentlendi. Bunu 1903 yılında Britanya’da yine Wilhelm Normann tarafından alınan patent izledi. Norman tarafından dizayn edilen ilk fabrika 1906 yılında İngiltere’de balina yağının sertleştirilmesinde kullanıldı. Bunu birkaç yıl içinde hızlı bir şekilde Almanya,İngiltere,Birleşik Devletler ve Hollanda’da inşa edilen diğer fabrikalar izledi. Ancak üretilen yağlar belli bir süre sabun yapımı ve diğer işler için kullanıldı.1913’de bir Norveç firması,Alman bilim adamları ile iş birliği yaparak yemeklik yağ olarak hidrojene balina yağının kabul edilebileceğini gösterdi. 1911’de Amerika’da hidrojene pamuk yağı şortening olarak piyasaya sunuldu.1920-1940 yıllarında hidrojene yağlarla uygun erime noktalı,yumuşak,plastik margarin ve şortening üretimi üzerine çeşitli çalışmalar yapılıp,ürünlerin arzulanan kalitelerde üretilmesi konusunda ilerlemeler sağlandı.
Türkiye’de ise hidrojenasyon ve margarin 1950’den sonra geniş ölçüde tanışmış ve üretiminde önemli mesafeler alınmıştır.
Hidrojenasyona tabi tutulacak sıvı yağlar iyi bir şekilde rafine edilmiş olmalıdır. Ayrıca Hidrojenasyondan sonra yağlarda ağartma işlemi de yapılmaktadır. Zira hidrojenasyon sırasında uygulanan sıcaklık 200 oC’nin üzerine çıkmakta ve yüksek basınç (7 atm.) uygulanmaktadır.
Reaksiyon sırasında katalizör değişime uğramamakta, ancak yağda yapısal değişiklikler meydana gelmektedir. Yapısal değişiklikler sonucunda sıvı yağlar yarı katı yada katı hale dönüşmekte bu yağlar ise margarin hammaddesi olarak kullanılmaktadır. Ayrıca tepkimeler sırasında doymamış yağ asitlerinde pozisyonel ve geometrik izomerizasyonun meydana gelmesi, hidrojenasyon işleminin karmaşık bir tepkime olmasına neden olmaktadır.
Yağ Hidrojenasyonun Esasları :
Bitkisel yağlar iki amaçla hidrojenasyona tabi tutulur. Bunlardan birincisi çift bağların sayısını azaltmak,böylece oksidasyona duyarlılığı azaltmak ve tat stabilitesini artırmaktır. İkinci amaç ise fiziksel özelliklerini değiştirerek,ürünün kullanım alanlarını artırmaktır. Böylece hidrojenasyonla bitkisel yağlardan margarin, şortening, kaplama yağı,kızartma yağı gibi değişik amaçlı yağların üretilmesi sağlanır.
Hidrojenasyon işlemi kısaca,doymamış yağ asitleri karbonlar arasındaki çift bağlara hidrojen ilavesidir.
Hidrojenasyon kazanında (otoklav,tank veya reaktörde denilebilir sıvı,katı ve gaz olmak üzere 3 faz bulunur. Bunlardan,doymamış yağ asitleri sıvı,katalizör(genellikle nikel) katı ve hidrojen gaz fazını oluşturur.Bu üç faz bir arada yüksek basınç ve sıcaklıkta bulundurulup karıştırıldığında hidrojenlenme meydana gelmektedir. Elde edilecek mamul yağın yapısı bu üç fazın bir arada bulunma şartlarına göre önemli farklılıklar göstermektedir. Üretilecek üründe istenen yapı ve özelliklere göre bu üç fazı bir arada bulundurma şartları ayarlanır. Böylece istenen erime noktası ve sterillik derecesine sahip yağ elde edilir.
Hidrojenasyon sonucu elde edilen mamul yağın kompozisyon ve özelliklerini şu faktörler etkilemektedir.


• Kullanılan katalistin tipi,

• Yağdaki katalist konsantrasyonu,
• Hidrojenasyon ortamının hidrojen gazı basıncı,
• Hidrojenasyon ortamının reaksiyon sıcaklığı,
• Hidrojen gazının ortama dağılım derecesi.


Hidrojen işlemi ile çift bağların bir kısmı yok edilir.Diğer önemli bir kısmı da bu işlem sırasında cis, trans ve yer (pozisyon) izomerizasyonuna uğrar. Yağ asitlerinin bu kimyasal değişikliklere bağlı olarak yağda iki önemli kalite değişikliği ortaya çıkar. Birincisi yağın erime aralığı yüksek derecelere kayar,ikincisi yağ dayanıklılığı (oksidasyon stabilitesi) artar.

Hidrojenleme ekzotermik bir reaksiyondur. Çift bağların doyurulması için gerçekleşen hidrojenasyonda yağın iyot sayısını bir birim düşürmekle serbest bırakılan enerji,yağın spesifik ısısına bağlı olarak,ortamda 1.7 0C’lik sıcaklık artışı oluşturur. Reaksiyonun ekzotermik ısısı bir birim iyot sayısı için 1.7 BTU/lb veya 0.942 kcal/kg olarak hesaplanmaktadır (spesifik ısının 0.6 kcal/kg olduğu söylenir.)Isının serbest hidrojenasyonun otoklavının dizaynında çok önemli bir faktör olarak dikkate alınan kriterler arasındadır. Hidrojenasyonun ekzotermik oluşundan dolayı bazen ısıtma boruları veya cekete buhar sevki durdurulabilir. Hatta soğuk su sirkülasyonu bile gerekebilir.
Hidrojenlemede çift bağlar doyurulduğundan hidrojenlenen yağın iyot sayısı azalır. Bir ton yağın iyot sayısını bir birim düşürmek için 1m3 hidrojen gazına ihtiyaç vardır. Bir başka hesapla 100 kg oleik asidin stearik aside tam indirgenmesi için 8m3 H2 gereklidir. 
İyot sayısı 106 olan pamuk yağı ve iyot sayısı 127 olan soya veya ayçiçeği yağının iyot sayısını 65’e düşürmek için gerekli H2 miktarını hesaplarsak (ton başına): 

Pamuk yağının iyot sayısı 106
Hidrojenasyon sonucu istenen iyot sayısı 65
Fark 41
Bir ton yağın iyot sayısını 1 birim düşürmek için 1m3 H2 gazına ihtiyaç varsa;1 ton pamuk yağının iyot sayısını 65’e indirmek için 41m3 H2 gazına ihtiyaç vardır. Aynı hesaplamayı soya veya ayçiçeği yağı için yaparsak;127-65=62 m3 H2 gazına ihtiyaç vardır. Bu durum,iyot sayısı yüksek yağlardan belli viskozite ve sertlik hidrojene yağ üretmek için daha fazla hidrojen gazına ihtiyaç olduğunu göstermektedir. 1m3 H2 üretmek için yaklaşık 5.5 kw/h elektrik enerjisine ihtiyaç vardır. Dolayısıyla yüksek iyot sayılı yağlardan hazırlanacak hidrojene yağların üretim maliyetlerinin yüksek olacağı anlaşılmaktadır.
Pamuk yağı yaklaşık % 20 palmitik asit içeriğine sahiptir. Bu nedenle pamuk yağı kısmi hidrojene yağ üretimi için iyi bir kaynak ve bu açıdan değerli bir yağdır. Diğer bitkisel yağlarda 18 karbonlu doymamış yağ asitleri hakimdir. Bunlardan üretilen hidrojene ürünlerde istenmeyen β-kristal formu oluşur. Halbuki 16 karbonlu palmitik asidi fazlaca içeren pamuk yağının hidrojene ürünlerinde arzulanan β-kristallerinin oluşum temayülü artar.

Hidrojenasyonda Kullanılan Katalistler ve Katalist Zehirlenmenin Hidrojenasyon Üzerine Etkisi :
Hidrojenasyonda katalist kritik bir elementtir. Bazı özel ürünler hariç çoğunlukla katalist olarak Ni kullanılmaktadır. Hidrojenasyonda kullanılacak katalist aktif,uzun ömürlü,seçici ve filtrasyonla kolayca uzaklaştırılabilen izomer formasyonunda ve partiden partiye tutarlı olmalı,değişmemelidir. Katalist hazırlarken,nikel format bir yağla karıştırılır ve format parçalanıncaya kadar ısıtılır. ****lik nikel üretilir ve formattan üretilen hidrojenle indirgenir. Format uzun süre ısıtılırsa,bazı nikel parçacıkları,kolloidal büyüklüğe ulaşır ve bu sebeple hidrojene yağlardan filtre ile uzaklaştırılması çok zorlaşır. Yeni tip katalizörler kuru indirgenmiş ve destekleyici olarak başka bir ****li içermektedirler. Ayrıca, partikül büyüklüğü yağda kolloidal nikel parçacığı kalmayacak şekilde hızlı bir filtrasyon sağlayacak şekilde ayarlanmıştır. Kendi katalistinizi hazırlamak ekonomik görünmekle birlikte,katalist üreticileri tarafından tavsiye edilen yüksek kaliteli katalistleri satın almak en iyisidir.
Katalistin aktivitesi, bir parti yağı uygun bir zaman dilimi için hidrojene etmek için ne kadar katalist gerektiğini belirtir. Aktivite, belli özel şartlar altında hidrojene edilen yağın iyot sayısının birim zamandaki düşüşüyle belirlenir. Böylece çeşitli katalistlerin aktiviteleri karşılaştırılabilir ve satın alma spesifikasyonlarının bir parçası olarak kullanılabilir.
Katalistin ömrü, katalistin ne kadar süre ile aktif ve kullanılabilir olacağını belirtir. Katalist ömrü, yağdaki sülfür bileşikleri, yağ asitleri ve fosfatitler gibi katalist aktivitesini yok eden bileşiklerle (zehirlerle) azaltılır. İyi bir katalist birkaç defa kullanılabilir. Ancak aktivitede meydana gelen azalmayı tolere etmek için her kullanımda belli oranda hidrojenasyon ortamına katalist ilave edilir. Bununla birlikte daha ileride tartışılacak olan selektivite, katalistin yeniden kullanımıyla değişir. Bu yüzden bitkisel ve hayvansal yağ üreticileri kritik bazlı stoklar üretmek belli özelliklere sahip katalistler kullanılır. Selektivitenin önemli olmadığı tamamen hidrojene yağlar yada katı stok üretimi için bu katalisti tekrar kullanım için biriktirirler. 
Katalist seçiminde dikkat edilecek bir faktör de katalistin izomerizasyon karakteristiğidir. Hidrojenasyon esnasında çift bağların bir çoğu trans ve pozisyon izomerlerine dönüşür. Yağdaki trans asit miktarı yağın sertliğini etkiler. Bu nedenle trans oluşumu kontrol edilmelidir. Bir kataliste trans oluşumunu artırın sülfür gibi ek bir madde yoksa selektivite geniş oranda değişmesine rağmen çoğu aynı şartlarda aynı oranda trans oluşturur.
Sertleştirme işlemi, katalist ile yağın süspansiyon halinde bulunduğu karıştırmalı bir tank reaktörde yapılır. Bütün yağlarda katalist için zehir etkisi, yani katalist etkisini azaltan veya etkisini önleyen yabancı maddeler vardır. Bir yağın içinde normal olan 5 mg/kg’lık kükürt miktarı katalistin 13 m2 ‘lik nikel yüzeyini tersinir olmayan bir şekilde yok eder. Katalistin yağdan kolayca süzülmesi için tane boyutu 5 milimikron olmalıdır. Bu boydaki katı nikel taneciklerini spesifik (özgül) alanları ise 0,15 m2/ /g kadardır. Dolayısıyla her sertleştirme işleminde 1 kg yağ için 87 g nikel veya nikelin % 9’u zehirlenmektedir. Bu durum pratik ve ekonomik olmadığından günlük işlemlerde kullanılan tüm katalistler büyük iç yüzeye sahip gözenekli taneciklerden oluşturulmuştur. Bu şekilde, katalistteki Ni yüzeyi 50-100 m2 /g civarında olup, zehirlenen nikel miktarı 1 ton yağ için 0,2 kg’â kadar düşürülmektedir.

Hidrojenasyon İşleminin Yapılışı:
Kuru ve rafine yağ otoklava alınır. Bir kısım yağ da, ısıtmalı karıştırma kazanında katalist ile karıştırıldıktan sonra otoklava alınır. Çalışmanın her kademesinde otoklav içinde veya sistemde patlayıcı karışımların oluşmasını engelleyici tedbirler alınmalıdır. Otoklavda karışım karıştırılırken buhar ile ısıtılır ve 120 oC’ye ulaşınca hidrojen verilir. İstenilen sertleşme derecesine erişilince karışım 100 oC’nin altına soğutulur ve süzülür. Süzülen yağda çözünmüş veya dağılmış olarak 10 mg/kg kadar nikel bulunabilir. Son ağartma ile bu miktar 0,1 mg/kg seviyesine düşürülür. Filtre preslerde kalan katalist tekrar kullanılır. Fakat çok fazla tekrar kullanım selektivitenin azalmasına ve pratik olmayan uzun süzme zamanlarına neden olur.
Hidrojenasyon işlemi de Batch usulü veya sürekli sistemlerle yapılabilir. 

Batch Usulü Hidrojenasyon :
Hammadde ve istenilen ürünlerin farklı olması sürekli sertleştirme uygulamasını sınırlandırmaktadır. Batch sisteminde sertleştirme işlemi 5-20 ton olabilen silindir şeklinde basınçlı kazanlarda yapılabilir. İçi sıvı yağ ile dolu olan kazanlarda yağ yüksekliği çap oranı 1,5 gibi bir değerde olmalıdır. Kazan üzerinde iki veya daha fazla karıştırıcı bulunan türbin tipi karıştırma ekseni tercih edilir. Doldurma sonucunda üst karıştırıcı yağa fazla batmaz. Böylece üst boşlukta kalan hidrojen gazı yağ içine emilir ve ince habbecikler halinde dağılır.
Kazan içindeki borular yağın buharla ısıtılması ve su ile soğutulmasını (açığa çıkan reaksiyon ısısını uzaklaştırmak ve süzme ısısına kadar soğutmak ) sağlar. 
Sertleştirme işlemi Gaz dolaşım sistemi ve ölü uç (Dead-end) sistemi ile yapılır. Her iki sistemde de hidrojen gazı alt karıştırıcının altındaki bir dağıtm sistemine gönderilir. Gaz dolaşım sisteminde kazanın üstüne gelen gaz bir gaz ayırıcısından ve bazen bir yıkayıcıdan geçerek bir dolaşım pompasıyla tekrar girişe gelir. Kullanılan hidrojen yerine sisteme taze hidrojen verilir. Ölü-uç sisteminde dolaşım yoktur. Sistemde aşağıdan yukarıya doğru ilerleyen gazın iyice dağılması ve üstte biriken gazı geri emilip geniş bir gaz-yağ değme yüzeyi sağlanması için karıştırıcıların çok iyi çalışması gerekir. Ölü-uç sistemi mekanik olarak basittir. Kullanılan malzemenin saflığına ve doldurma sistemiiiiinin yüksekliğine önem verilirse sistem başarı sağlar. Dolaşım sistemi saflık, gaz ve yağın kuruluğu ve doldurma yüksekliği bakımından fazla özen istemez. Ancak tıkanması ve eksilmesi yüzünden fazla bakım ister. Şartlar ve aygıtların özelliklerinin seçimi, reaksiyonun ekzotermik ısısı ve seçimlilik derecesine bağlıdır. Seçimlilik katalist miktarı, hidrojen basıncı ve/veya karıştırma hızının birlikte aktarılması ile sabit bir seviyede tutulur. Bu önlemlerin hepsi bir noktada reaksiyon hızını artırır ve kısa süre içinde açığa çıkan ısı nedeniyle sınırlamaya gidilmesinin gerektirir. Büyük kazanlarda her ton yağ ısısı için 4-5 M2’den daha fazla bir soğutma yüzeyi kurmak zordur. Isı iletim katsayısı da göz önüne alınırsa 180 oC’lik bir sıcaklıkta erişilebilecek en büyük reaksiyon hızı 130 iyot indisi ünitesi/saattir. Bu hız ısı düşüşüyle birlikte çok azalır. Pratikte çalışma basıncı 1-6 atm olup, kazanlar en fazla 10 atm basınca dayanacak şekilde yapılır. İşlem bitince kazan içindeki karışım bir çerçeveli filtreden süzülür. Filtre preslerin çalıştırılması kolay olan değişik mekanik şekilleri mevcuttur. Filtrenin altındaki bir konveyör katalisti tekrar karıştırma kazanına getirir.

Sürekli Hidrojenasyon :

Batch hidrojenasyonda kazan aynı zamanda ön ısıtıcı ve süzmeden önce bekleme tankı olarak iş görür. Dolayısıyla kazanın gerçek kullanım oranı düşüktür. Sürekli sitemde ön ısıtma ve son soğutma sürekli ısı değişimi ile yapılır. Bu da ısı ekonomisi ve cihazların daha iyi kullanılmasını sağlar. Ancak katalistin çökmesi ile sistemin tıkanma ihtimali vardır. En önemli avantajı sabit besleme durumunda ürünün özelliklerinin batch sistemine göre sabit olmasıdır. Üretimde bir kere kararlılık durumuna erişilince üründe sapma az olur ve reaktör sisteminin basıncı ile ürün özelliklerinde ayarlama yapılabilir. Bu sistemin en önemli dezavantajı, sistemin değişikliklere kolayca uydurulamamasıdır. Değişik bir besleme maddesi veya değişik bir ürüne geçişi normal şartlardan 3 defa fazla sistemde kalma zamanı gerektirir ve bu sürede standart dışı ürün elde edilir. Uygulamada kullanılan bütün sürekli sertleşme tesisleri, seri olarak çalışan belli sayıda karıştırıcılı tank reaktörleridir. 

Bütün hidrojenasyon safhalarını şöyle özetleyebiliriz:
• Otoklava yağ dolumu 30 d
• 150-160 oC’ye (veya çalışma sıcaklığına) 60 d
• Kataliz ilavesi 15 d
• Hidrojen gazının tatbiki 80-120 d
• 100 oC’ye (filtreleme sıcaklığına) soğutma 15 d
• Filtre presinde filtreleme 30-60 d
• Toplam işlem süresi 230-300 d

Zeytinyağı ve Bitkisel Sıvı Yağlarda Serbest Yağ Asitliği Tayini

Kullanılan Kimyasallar 

Ayarlı, 0,1 N etanollü potasyum hidroksit çözeltisi (KOH) 
%1’lik fenolftalein çözeltisi (%95’lik etanolde hazırlanmış) 
%97 ‘lik etanol ve dietil eter karışımı (nötralize edilmiş) 

Deneyin Yapılışı 

10 g deney numunesi tartılarak bir erlene alınır. Üzerine 100 mL yarı yarıya hazırlanmış dietileter ve etanol karışımı eklenerek çözünme sağlanana kadar karıştırılır 2-3 damla fenolftalein çözeltisi eklenerek bürete doldurulan 0,1 N ayarlı etanollü potasyum hidroksit çözeltisi ile erlende pembe renk gözleninceye kadar titre edilir. Oluşan pembe renk 30 sn kalıcı olmalıdır. 

Hesaplamalar 

Harcanan her mL 0,1 N KOH 0,028 g oleik aside eşdeğerdir. 

%A = (V x 0,028 x 100)/m 

Burada; 

V = Titrasyonda harcanan 0,1 N potasyum hidroksit çözeltisi hacmi (mL) 
m = Alınan örnek numunesinin ağırlığı (g)

Margarin Üretimi

Margarinin Tanımı:

İsmini, eski yunanca’da inci anlamına gelen “Margarite” kelimesinden alan bu nebatî yağ, lezzet, karakter ve kompozisyon bakımından tamamen tereyağını andıran bir gıda maddesidir. Margarin, tereyağında olduğu gibi katı fazı teşkil eden yağ ile su fazını teşkil eden sütün bir emülsiyonudur.

Dünyada senede 3 milyon tondan fazla üretilen margarini bundan yaklaşık 140 sene evvel ilk olarak fransız kimyager Megé Mooriés bulmuştur.

Bugün dünyanın hemen her köşesinde çok sayıda ve büyük kapasiteli fabrikaların katıldığı bu sanayi kolu aşağıdaki faktörlerin etkisi altında gelişmiştir.

  • Tereyağı, margarine oranla çok daha pahalı bir gıda maddesidir.

  • Modern ve yeni metodlarla imal edilen margarin lezzet bakımından en iyi tereyağından farksızdır.

  • Margarin hammaddesi tereyağına kıyasla çok daha kolay ve ucuz elde edilir.

  • Margarin tamamen sıhhî metodlarla yapılmaktadır.

Modern tıp dünyasında bugün birçok sıhhî sebeplerden dolayı nebatî margarin doktorların ısrarla tavsiye ettikleri bir gıda maddesi haline gelmiştir.

Avrupa’da 1870 senesinde başlayan margarin sanayi, Türkiye’de 1951 yılından itibaren kullanılmaya başlanan bir sanayi koludur.

Türkiye’de margarin üretiminde kullanılan başlıca maddeler pamuk yağı ile ayçiçek yağıdır. Ayrıca Amerika’dan ithal edilen soya yağıda kullanılmaktadır. Diğer ülkelerde margarin üretiminde palm yağı, hindistan cevizi yağı, yer fıstığı yağı gibi Türkiye’de mevcut olmayan nebatî yağlarda kullanılmaktadır.

Margarin katı fazı teşkil eden yağ ile su fazını teşkil eden sütün bir emisyonudur demiştik. Başka bir deyişle margarinlerin yapısında esas olarak su ve yağ fazları yanında değişik amaçlarla kullanılan katkı maddeleri olmak üzere üç grup madde yer almaktadır. Bunlardan su ve yağ fazları margarinlerin ana bileşenleri olup üretilen yağın niteliklerine bağlı olarak su/yağ emülsiyon halinde yapı da yer alırken, katı maddelerin çözünme özelliğine bağlı olarak bu fazlardan birisi içinde çözünmüş halde bulunurlar. Yağ ve suyun oluşturduğu emülsiyonlardan su/yağ emülsiyonda, yağ ortamına dispergiye edilen su damlacıkları yağ tarafından serilirken, yağ/su emülsiyonunda karışımdaki miktarı %39-41 veya daha düşük oranda düşürülen yağ damlacıkları su fazı tarafından sarılmıştır. Margarinlerdeki yağ miktarı değişik ülkelerdeki mevzuat hükümlerine göre bilinen klasik margarinlerde %78-82 ve su fazı miktarı ise yine bu değerlere bağlı olarak %16-20 arasında değişebilmektedir. Ayrıca üretim sırasında yağda sağlanmak istenen niteliklerin bir gereği olarak, su ve yağ fazlarına katılan katkı maddelerinden kaynaklanan yağsız ve susuz madde miktarı ise %2-3 tür.

     Margarin üretiminde yağ fazını hazırlamak üzere kullanılan yağlar kaynak ve nitelikler olarak geniş bir yelpazede dağılım gösterirler. Tüm işleme ve modifikasyon teknolojilerinden yararlanılması ve yenilebilir nitelikte olması kaydı ile, her türlü yağın margarin üretiminde kullanılması olasıdır. Buna göre başta rafine bitkisel sıvı ve katı yağlar olmak üzere tüm deniz ve kara hayvanlarının rafine edilmiş depo ve organ yağları ile bunların margarinde üstenen özelliklere göre modifiye edilmiş tiplerinden, margarin üretiminde ham madde olarak kullanılmaktadır. Ancak günümüzde en kaliteli margarin çeşitlerinin bitkisel sıvı ve katı yağdanelde edildiği ve bu margarinlerin pazarlarda daha fazla arandığı konusunda otoriteler görüş birliği içindedirler.

Bununla birlikte margarinlerin özelliklerini belirleyen temel bileşen olması nedeniyle, yağ fazının hazırlanmasında genellikle tek bir çeşit yağ kullanılmaz. Çünlü son üründe oluşması istenen, beslenme değeri, sürülebilirlik, plastisite,  ergime noktası ve oksidatif kararlılık gibi özellikler doğrultusunda, değişik yağların doğrudan veya modifiye edilerek kullanılmaları gerekebilmektedir. Hatta değinilen modifiye yağların yine aynı amaçla, doğrudan rafine likit yağlarla parçalandığı uygulamalardan da, margarin işletmelerinde oldukça sık ve yaygın bir şekilde yararlanılmaktadır.

Avrupa Birliği margarin Üreticileri Topluluğu, margarinlerdeki yağ fazının taşıması gereken niteliklerde, daha ayrıntılı düzenlemelerin yapılması için aşağıdaki tabloda görüldüğü gibi sınıflandırarak ürün niteliklerini belirleme yoluna gitmiştir.

Kaynağı ve işleniş şekli ne olursa olsun, margarin üretiminde yağ fazı oluşturmak üzere kullanılacak yağların tümü tam bir rafinasyon işleminden geçirilerek tat ve koku bakımından nötr bir özelliğe kavuşturulmalıdır. Aksi halde, üretilecek margarinlerin tat, koku, renk, depolanabilirlik gibi niteliklerinde kararlık sağlanamaz ve margarinler kısa sürede bu niteliklerini yitirebilirler. Bunun dışında üretilecek tüm margarin çeşitlerinde düzgün bir yapı ve sürülebilirlik niteliği sağlamak üzere, emülsiyon tekniğine ilişkin bütün kurumsal ve pratik bilgilerin eksiksiz bir şekilde uygulanmasına özen gösterilmelidir.

Günümüzde kimi uzmanlarca yalnızca soya yağı kullanılarak her çeşit margarin üretilebileceğini öne sürmektedir. Böylesi bir görüşe gerekçe olarak da soya yağının yüksek bir iyot değerine sahip olması, uygun fiyatlarla her zaman bulunabilmesi yüksek oranda esas yağ asitlerini içermesi ve rafinasyon kaybının düşük olması gibi nitelikler ileri sürülmektedir.

Margarinlerin üretiminde en önemli aşamayı daha öncede söylendiği gibi, yağ fazının hazırlanması oluşturur. Eskiden yağ fazının hazırlanmasında daha çok, belirli bir ergime noktası yada iyot sayısına kadar sertleştirilmiş katı yağlarla rafine likit yağlar, uygun ergime noktası verecek şekilde paçal edilirdi. Ancak günümüzde çok farklı sınırlar arasında değişim gösteren tüketici taleplerini karşılamak gerektiğinden, yeni formülasyon ve çalışma şekillerinin geliştirilmesi zorunlu hale gelmiştir. Bunun doğal bir sonucu olarak üretilecek margarinlerin ergime noktaları yine önem taşımakla birlikte, tek başına üzerinde durulması gereken bir kriter olmaktan çıkmıştır.

Terayağı ve margarin gibi %80 civarında yağ içeren ürünler plastik yağ olarak tanımlanır. Ve yapılarında katı yağ kristalleri ile sıvı yağ ve su fazları yer alır. Karışımdaki yağ kristallerinin miktarı olan katı yağ içeriği margarinlerin özelliklerini birinci derecede etkiler. Yani margarinlerin kalitewsi, öncelikle farklı sıcaklıklardaki katı yağ oranına bağlı olarak değişmektedir.

Margarinlerde Su (yada süt) Fazının Hazırlanması:

Margarin üretiminde su fazı olarak, su, yağsız süt, süt tozundan hazırlanmış rekombine süt ve peynir altı suyu veyatozu kullanılabilir. Ancak uygulamada margarinlerde rekombine süt kullanılması halinde margarindeki süt tozundan gelen protein oranının %1-2 arasında olmasına özen gösterilir. Ayrıca yine su fazı olarak yağsız süt yada rekombine sütden yararlanıldığında, özellikle üretilen margarinde tereyağ tat ve kokusunun oluşumu sağlayabilmek için, sütün saf kültürlerinden yararlanılarak laktik asit (süt asidi) fermentasyonuna tabi tutulması son derece önemli bir aşamadır. Bu aşamanın önemi, bir yandan sütte sadece süt asidi fermentasyonunun oluşumunu sağlamak, diğer yandan da hazırlanan efrmente sütün hiç bir şekilde patojen mikroorganizma ile kontamine olmasına fırsat vermemek zorunluluğundan kaynaklanır. Bu nedenle margarinde su fazı olarak kullanılacak olan fer4mente yağsız süt yada rekombine sütün eldesinde, mutlak anlamda steril bir ortam sağlanmalı ve aşağıda açıklanan çalışma şekline aynen uyulmalıdır. Çünkü sütün pastorizasyonu sırasında gereğinden yüksek sıcaklık veya süre uygulanması yada efrmentasyon işleminin gereklerine uyulmaması halinde fermente sütten dolayısıylada bu sütün su fazı olarak kullanıldığı margarinde, kolaylıkla tat ve koku hataları oluşabilir.

Süt Fermentasyonu:

Sorun yaratmayacak bir süt asidi fermentasyonu için her şeyden önce, kullanılacak sütün taze olmasına ve özellikle fabrikaya naklinde, hiçbir koşulda sıcaklığının 12 ˚C’nin üzerine çıkmamasına özen gösterilmelidir. Margarin fabrikalarında işlenecek sütlere, garantili bir pozisyon için sütün plkalı pastörizatörlerden yararlanarak 8-16 saniye gibi kısa bir süreyle ve 85 ˚C’de ısıtılması, daha sonrada süratle soğutulması gereklidir. Böylece bir yandan sütün içerdiği mikroorganizmaların %90’ı etkisiz hale getirilirken, diğer yandan da uygulanan sıcaklık etkisinde, sütte istenmeyen herhangi bir aromanın oluşumu yada besin değeri kaybı, önemli derecede önlenmektedir.

Pastörize işlemi tamamlanmış olan fermente edilecek süt, içinde işlenecek süt miktarının %3-6’sı oranında ve saf kültürden hazırlanmış starterin bulunduğu fermentasyon kabına aktarılır. Fermentasyon kabı, sütün sıcaklığını sabit tutacak şekilde donatılmış olup, aktarılan süt 16-18 ˚C sıcaklıkta ve 12-16 saat süre ile burada fermente edilir. Bu süreç içinde sütte bulunan süt şekeri (laktoz) nin büyük bir çoğunluğu, starterdeki saf kültür organizmalarının faaliyeti sonucu, süt asidine dönüştürülerek fermentasyon tamamlanmış olur.

MARGARİN KATKILARI

Margarin, aslında tereyağı taklidi bir gıda maddesi olması nedeniyle, ergime noktası, yapı ve kıvam açısından olduğu kadar, renk, tat ve koku özellikleri yönünden de tereyağına benzer niteliklerde olması istenir. Bunun doğal bir sonucu olarak da, margarin üretiminde değinilen tüm nitelikleri sağlamak üzere değişik nitelik ve miktarda pek çok katkı maddeleri ile yardımcı maddelerden yararlanılır.

Emülgatörler:

Emülgatörler margarin üretiminde yararlanılan en önemli katkı maddeleridir. Çünkü margarinler temelde su ve yağ fazlarını birlikte içerdiğinden, bu iki farklı nitelikteki fazın tereyağında olduğu gibi, hemojen ve dayanıklı bir emülsiyon haline getirilmesi, ancak bu maddelerin ortama katılması ile sağlanabilmektedir.

Eskiden emülgatör etkisi yanında, yemeklerin pişirilmesi sırasında oluşan sıçramayı da önlemesi ve kızartılan ürünlere hoşa giden bir renk dönüşümü sağlaması nedeniyle, yağ fazının %0.3–1.0 ‘ı oranında yumurta sarısından yararlanılırdı. Ancak günümüzde yumurta sarısının emülgatör etkisini azaltması ve hoşa gitmeyen tat ve kokuya neden olması ile yumurta sarısının mikroorganizmalar için ideal bir ortam oluşturması nedeniyle mutlaka pastörize yada sterilize edilmesinin gerekmesi, emülgatör olarak kullanımının giderek azalmasına yol açmıştır.

Gıda sanayinde ve özellikle margarin üretiminde, doğal emülgatör olarak yararlanılan diğer bir madde gurubu, özellikle soya ve kolzadan elde edilen arıtılmış bitkisel fosfatidler yumurta sarısı kadar güçlü etkiye sahip değillerse de, düşük fiyatı ve bozulmalara karşı daha dayanıklı olması nedeniyle, margarin sanayinde yeğlenmekte ve yağ fazının %0.20-0.25 i oranında kullanılmaktadır.

Doğal emülgatör içinde değinilmesi gereken diğer bir madde, yağsız sütten elde edilen kazein’dir. Kızartmalarda hoşa giden bir kahverengileşmeyi de sağlayan süt kazeini, ayrıca kızartma sırasında ürünlerin yanmasını önleyen ve margarinlere kızartma yağı olarak kullanılabilme niteliği kazandıran sedimeti oluşturması nedeniyle de önem taşımaktadır.

Emülgatörler kapsamında diğer bir madde gurubunu yağ asitlerinin mono- ve digliseritleri oluştururlar. Günümüz margarin sanayinde bunlardan en yaygın olarak kullanılan başlıcaları, palmitik, stearik ve oleik asitler gibi orta ve uzun zincirli yağ asitlerinin mono- ve disliseritleridir. Aslında bu madedeler lesitinle birlikte kullanıldığında, margarin emülsiyonu daha kolay ve dayanıklı bir şekilde oluşmakta ise de, yalnızca bir kısmi gliseritlerden yararlanıldığında, genellikle karışımdaki monogliseritlerin oranı %40-90 olurken, digliseritlerin oranı %10-60 arasında değişebilmektedir. Bununla birlikte kısmi gliseritlerden oluşan emülgatör karışımlarında monogliseritlerin oranı arttıkça, karışımın emülsiyon oluşturma gücü yükselmektedir. Çünkü  monogliseritlerin su bağlama gücü, digliseritlere kıyasla daha yüksektir. Ayrıca monogliseritler emülsiyon ortamında mekanik etkenlere karşı dayanıklı film katmanları oluşturduklarından, karışımın emülsiyon kararlılığını yükseltmesini sağladıkları gibi, kristalize olma yeteneklerinin daha yüksek olması nedeniyle de, margarinde yağ kusması olarak tanımlanan yağ fazı ayrışmasını önlemektedir. Ancak emülgatör olarak yararlanılan kısmi gliserit karışımlarının, ısıtıldıklarında yağlarda meydana gelebilen sıçramaları önlemek yönünde bir etkileri söz konusu değildir.

Bunların dışında eskiden margarinlerin üretiminde emülgatör olarak uzunca bir süre yararlanılan ve genellikle soya yağı gibi yarı kuruyan yağların kısmi oksidasyon ya da polimerizasyonu yoluyla elde edilen emülsiyon yağları, beslenme fizyolojisi açısından sakıncalı olduğu saptandığı için, günümüzde kullanılmamaktadır.

Renk Maddeleri:

Margarin üretiminde temel amaç, her yönü ile ve mümkün olduğunca tereyağına benzer bir yağ elde etmek olduğundan, doğal olarak beyaz renkteki katı yağlardan üretilen margarinlerin, tereyağı rengine yakın bir sarıya boyanması, yaygın bir uygulamadır. Eskiden bu amaçla yalnızca havuç veya palm yağı gibi doğal kaynaklardan elde edilen doğal boyaların margarinleri renklendirmek üzere kullanılmasına izin verilirdi. Ancak günümüzde özellikle  β-karoten’in yapay üretilen ve doğalı ile aynı yapıda olan tiplerine de izin verilmektedir. Buna koşut olarak günümüzde, hidrojene yağlar içine %20 oranında katılarak hazırlanmış preparatlar halinde, piyasaya sunulmaktadır. Bunun dışında diğer gıda boyalarından anotto veya sentetik  -karotenle karıştırılmak kaydı ile biksin de, margarinleri renklendirmede yaygın olarak kullanılmaktadır.

Doğal  β-karoten preparatları, oksidatif bozulmalara karşı direncini artırmak amacıyla antioksidanlarca zenginleştirilmiş yağlı çözeltiler halinde kullanıma sunulmakta ve margarinlere yağ fazına göre ton başına 12-18 gr. arasında katılmaktadır. Margarinleri renklendirmede diğer bir uygulama, rafine edilmiş fakat ağartılmamış, yani  β-karotence zengin palm yağının margarinlere %0.3-0.5 oranında katılması şeklindedir. Palm yağı sentetik β-karotenle karıştırılarak kullanıldığında, genellikle beğenilen bir renk tonu yakalanabilmektedir.

Vitaminler:       

     Özellikle bitkisel sıvı ya da katı yağlardan üretilen margarinler, tereyağının aksine Tokoferal ( E vitamini) dışında vitamin içermez. Bu nedenle pek çok ülkede olduğu gibi, tereyağındaki A vitamini miktarı (3-60 İÜ/g) dikkate alınarak, ülkemizde de margarinlerin yağda eriyen vitaminlerden A vitamini ile 20 İÜ/g olacak şekilde zenginleştirilmesi, beslenme fizyolojisi açısından gerektiği için, mevzuatla zorunlu hale getirilmiştir.

Aynı şekilde tereyağındaki miktarı 0.1-4 İÜ/g arasında değiştiğinden, margarinlere 0.3 İÜ/g düzeyinde D vitamini katılması da, yasal bir zorunluluktur.

Eskiden F vitamini olarak nitelenen ve tüm hayvansal organizmalarda olduğu gibi, insan bünyesinde de sentezlenemeyen esas yağ asitleri, günümüzdeki bilgiler ışığında ve sağlıklı beslenme fizyolojisi yönünden büyük önem taşırlar. Bu nedenle tüketilen bitkisel yağlar vasıtasıyla dışarıdan hazır olarak alınması gereken bu yağ asitlerinin, günümüzde üretilen normal margarinlerle özel amaçlı margarinlerin yapısında belirli oranda bulunmasına özen gösterilmektedir.

Aroma (Tat ve Koku) Maddeleri:

Margarinlerin üretimi sırasında su fazı olarak fermente yağsız süt yada fermente rekombine süt kullanılması, beklenen tereyağına benzer tat ve kokunun sağlanması için her zaman yeterli olmayabilir. Bu nedenle çoğu kez yağa tat ve koku oluşturucu olarak yaklaşık 0.5  0.7 (mg/100 g yağ) oranında diasetil veya asetil metil karbinol ve (0.05-0.07 mg/100 g. yağ) oranında bütirik asit katılmaktadır.

Koruyucu (Antimikrobiyal) Maddeler:

Günümüz margarin sanayinde, yabancı mikroorganizmaların yağı kontamine etmeleri, olabildiğince steril koşullarda çalışılarak sürekli önlenmeye çalışılır. Bununla birlikte tüm çabalara karşın, gerekli sterilitenin her zaman sağlandığı söylenemez. Bu nedenle miktarları değişik ülkelerce farklı değerler halinde sınırlandırılmış olan koruyucu maddelerin kullanımına hemen tüm ülkelerin mevzuatlarında izin verilmiştir. Bugün margarinlere bu amaçla %0.12 ye kadar sorbik asit katılabilmekte, ancak etiket üzerinde “Konservatif madde içerir” ifadesinin yer almasıda şart koşulmaktadır. Katılan sorbik asit, margarinlerde mikroorganizmaların gelişmesini önlediği gibi, yağda acılaşma ve sabunlaşmayı da engellemektedir. Ayrıca sorbik asidin vücutta su ve karbondiokside parçalanması, fizyolojik yönden olumsuz etkisi olan bir katkı maddesi olarak nitelenmesini de oldukça önlemektedir. Bu özelliği dışında, sorbik asidin yağdaki dağılım katsayısının sudakine kıyasla 3 kat daha fazla olması, yağdaki dağılım katsayısı 10 olan benzoik aside kıyasla daha çok yeğlenmesine neden olmaktadır.

Belirteç (İndikatör) Maddeler:

Margarin tereyağı taklidi bir gıda olduğundan, kimi ülkelerin ilgili mevzuatında, özellikle tereyağı olmadığının kanıtlanmasında yararlanılan özgün maddelerin katılması zorunluluğu yer almıştır. Bu nedenle margarinlere %0.2-0.3 oranında suda çözünebilir patates nişastası, yada %5 oranında rafine susam yağı katılması, yaygın bir uygulamadır. Bunlardan patates nişastası iyot veya çözeltileri ile menekşe rengi oluştururken, susam yağı içerdiği sesamol, sesamin ve sesamolin gibi doğal antioksidan maddeler nedeniyle, Villavechia Baudouin testi ile kolaylıkla pembe-kırmızı arası bir renk tepkimesi vermektedir.

Sıçramayı Önleyici Maddeler:

Aslında yapısında önemli miktarda su içeren kahvaltılık tipi margarinlerin, kızartma sıcaklığına kadar ısıtılması halinde, yapılarındaki suyun ani buharlaşması sonucu yağ sıçramaları oluştuğundan ve katılan fermente sütteki proteinler ileri derecede tahrip olduğundan, kızartma işlemlerinde kullanılmamaları gerekir. Buna rağmen kullanım sırasında oluşabilecek sıçramaları önleyebilmek için, margarinlere kimi özgün maddeler katılmaktadır. Eskiden bu amaçla margarinlere çoğunlukla bitkisel yağların okside edilmesi ile üretilen ve emülsiyon yağı da denen oksi polimerize yağlar katılırdı. Ancak söz konusu ürünlerin sağlık açısından gerektiğince güvenilir olmadığı belirlendikten sonra, günümüzde bu sorun yağa %10 oranında hava ya da inert gaz emdirilerek ya da lesitin, kazein veya yumurta sarısı gibi maddeler katılarak büyük oranda önlenebilmektedir.

Mutfak Tuzu:

Margarinlere katılacak tuz miktarı tüketicinin damak zevkine bağlı olup, tuz oranı %0.1 den fazla olan margarinler, tereyağında olduğu gibi tuzlu margarin olarak kabul edilir. Buna karşın tuzlu margarin şeklinde adlandırılmak kaydıyla, margarinlere %0.2 ye kadar tuz katılması normal kabul edilmektedir. Bununla birlikte katılan tuzun, margarinlerde oluşan bozuk tadı bir dereceye kadar gölgelediği de unutulmamalıdır.

Su:

     Margarinlerin üretiminde su fazı olarak, fermente edilmiş yağsız süt yada rekombine süt yanında, doğrudan su ya da peynir altı suyu da kullanılabilmektedir. Böylesi bir uygulama söz konusu olduğunda, kullanılan suyun, en azından içme suyunda bulunması gerekentüm nitelikleri taşıması gerekir. Bu kapsamda kullanılan suyun herşeyden önce, tat ve koku bakımından kabul edilebilir bir nitelikte (nötr tat ve kokuda) olması ve hijyenik yönden hiç bir kuşku yaratmaması gerekmektedir. Ayrıca içerdiği demir miktarı 0.5 mg/l yi ve mangan miktarı 1 mg/l yi aşmamalıdır. Çünkü bu metaller oksidatif tepkimeleri hızlandırdığı gibi mikroorganizma gelişimini de teşvik ederler. Bunlar dışında margarin üretiminde kullanılacak suyun pH derecesi 6 civarında olmalı ve gerektiğinde filtre edilip havalandırılması ve bakteriyolojik yönden sürekli kontrol edilmesi de gerekir.

MARGARİN EMÜLSİYONUNUN HAZIRLANMASI

Margarin üretiminde son ürünün nitelik ve kalitesi açısından çok önem taşıyan aşamalardan biri, özllikle hijyenik koşullara özen gösterilerek ayrı ayrı hazırlanan yağ ve su fazlarının emülgiye edilmesidir. Ancak fazların emülgiye edilmesi işlemini, sadece emülsiyon oluşturmayı amaçlayan bir karıştırma olarak algılamamak gerekir. Çünkü bu aşamada margarini oluşturan su ve yağ fazlarının homojen bir yapıda karışmalarını sağlamak önemli bir amaç olsa da, oluşturulan emülsiyon son tüketim aşamasına kadar kararlı bir yapıda kalabilmesi, çoğu kez salt bir karıştırma işlemi ile sağlanamaz. Bu nedenle fazları emülgiye ederken, aynı zamanda oluşan emülsiyonun kırılmasını önlemek için, yavaş bir soğutmanın uygulaması yanında, yağ fazının kısmen kristalize olması da sağlanmalıdır.

Birinci derecede beklenen nitelikler göz önüne alınarak hazırlanan yağ paçalı, margarin emülsiyonunda yağ fazını oluşturur. Bu amaçla hazırlanan yağ paçalı, su fazı ile amülgiye edilmeden önce, ergime noktasının 6-8 ˚C üzerinde bir sıcaklığa kadar ısıtılarak, berrak bir görünümde sıvılaştırılır. Daha sonra elde edilen bu sıvı yağdan bir miktarı alınarak, içine tüm margarin kitlesi için hesaplanan miktarlarda yağda çözünen katkılardan, emülgatörler, renk maddeleri, koruyucu maddeler, aroma konsantresi ve vitaminler katılarak, homojen bir şekilde çözündürülür.

Margarin yapısında yer alacak su fazının hazırlanmasında, genellikle önceden gereken düzeyde süt asidi fermentasyonuna tabi tutulmuş ve +5 ˚C ye kadar soğutulmuş olan doğal yada rekombine yağsız süt kullanılır. Ancak bu arada su fazına da emülsiyon öncesi kimi işlemlerin uygulanması gerekir. Bunun için önce doğrudan katılacak olan tüm katkı maddelerinin çözeltileri de, önce fermente sütün sıcaklığına kadar soğutulmalı ve daha sonra da, yine bu sütün belirli bir miktarına katılarak karıştırılmalıdır. En son aşamada ise, hazırlanan bu ön karışım, su fazının oluşturacak tün kitle ile homojen bir şekilde karıştırılarak, su fazının hazırlanması da tamamlanır.

Yukarıda açıklandığı şekilde hazırlanan yağ ve su fazları, sürekli karıştırılarak ve gerekirse basınç altında yoğurularak, emülgiye edilir. Bu işlem sırasında fazları birbiri içinde homojen bir şekilde ve genellikle yağ fazının su fazını sarması şeklinde dağılması sağlanmalıdır.

Margarinlerde dayanıklı ve iyi bir emülsiyon sağlayabilmek için, yağ fazı içine dispergiye edilen su damlacıklarının çapının, belirli sınırlar arsında olması gerekir. Konu mikroorganizmalar açısından irdelendiğinde, küflerin ve mayaların çapı 40 mikrodan küçük olan su damlacıkları içinde gelişemediklerinin unutulmaması gerekir. Ayrıca su damlacıklarının çapı 4-6 mikron arasında olduğunda, hücre çoğalması mutlak anlamda sona ermektedir. Buna karşın, margarinler dispergiye edilen su damlacıklarının %80 ninde çap 1 mikron ve geri kalan %20 sinde 3 mikron olduğunda ise, margarinde kuru ve ağır bir tat oluşmaktadır. Bu nedenle günümüzde ideal olarak margarinlerde dispergiye formdaki su damlacıkları çaplarının, %95 inde 1-5 mikron, % 4 ünde 5-10 mikron ve % 1 inde 10-20 mikron arasında olması tavsiye edilmekte ve günümüzde emülgiye işlemi için geliştirilmiş olan sürekli vatatorlardan yararlanarak, bu koşul kolaylıkla yerine getirilebilmektedir.

Emülsiyonun Soğutulması ve kristalizasyonu

     Yağ fazının bileşimler yanında yağ ve su fazlarının emülgiye edilme dereceleri ile, emülsiyon soğutulması ve kristalize edilme derecesi de, margarinlerin yumuşaklık, yapı ve sürülebilme yeteneklerini önemli ölçüde etkilemektedir. Ayrıca margarinlerde oluşturulan emülsiyon konsintensi de, yağ fazındaki katı yağ miktarı, kristallerin büyüklüğü ve dolayısı ile, soğutmada izlenen işlem tekniği ve koşullarına bağlı olarak değişmektedir.

Emülsiyonun kristalizasyonu sırasında, margarinin kararlı bir emülsiyon yapısına kavuşturulabilmesi için, yağ fazının en az %20 oranında yumuşak ve ince kristaller içerecek şekilde kristalize olması sağlanmalıdır. Çünkü yağ fazının bu nitelik ve oranda kristal içermesi, yağ fazının %80 inini oluşturan sıvı kısmının, 20 ˚C sıcaklıkta bile, margarin kitlesi içinde kalmasına yeterli olmaktadır. Böylece emülsiyonun kırılıp, ileride sıvı yağ fazını salarak yağ kusması şeklinde nitelenen yapısal hatası önlenmiş olur. Ayrıca bu kristallerin iri yapı yerine ince ve yumuşak yapıya sahip olması, margarinlere oldukça geniş sınırlar içinde ekmeğe sürülebilme ve yapı kaybına uğramaksızın, hamur işlerinde kullanabilme niteliği kazandırır. Değinilen bu özellikler dikkate alınarak, kararlı bir yapıya kavuşturulan emülsiyon, daha sonra ve gerekli plastisite niteliğine kavuşturulana değin yoğurma işlemine devam edilir.

Genel bir uygulama olarak, kristalizasyon sırasında yağ fazının çapı 3-10 mikron büyüklüğünde olan kristallerin oluştırılmasına çalışılır. Çünkü organoleptik yeönden böylesi bir yapı, margarinlerin dil üzerinde pürüzsüz ve kaygan bir hiz bırakmasını sağlamaktadır. Kristalizasyon işlemi sırasında kristal çekirdeklerinin olabildiğince süretli oluşması ve daha sonraki aşamada, uygulanan karıştırma ve yoğurma gibi mekanik işlemlerle, optimum kristal büyüklüğüne ulaşması istenir. Ancak çok iri kristallerin oluşması, son üründe yağ kusmasına yol açabileceğinden, margarinin 20 ˚C deki kristal yapısında, en az %16 oranında ince ve yumuşak kristallerin yer almasına özen gösterilir. Böylesi bir yapı oluşturulabildiğinde, oluşan kapilerlerin yaklaşık %64 oranında yağ ve %20 oranında v, ortalama 6 mikron çapında damlacıklardan oluşan su fazını içermesi sağlanabilmektedir.

Süreksiz yöntemle çalışıldığında, daha emülgiye işlemi yapılırken kitlenin sağutulması başlanır. Eskiden olabildiğince soğutularak viskos bir özellik kazandırılan ve 1,5-6 atü’lük bir basınç altında bir musluktan akıtılan karışım, 0 ˚C soğutulmuş su ile dışlanırdı. Ayrıca böylesi bir çalışma sırasında, kütlenin sıcaklığının 2-3 ˚C indirilebilmesi için, soğutulacak kütlenin 8 katı civarında soğuk su kullanılması yanında, kullanılan soğutma suyunun kapasitesinin verimli bir şekilde yararlanılamaması, suyun enfeksiyon kaynağı oluşturabilmesi ve duşlama sırasında %0.5 oranında katı yağın, su ile sürüklenerek kaybedilmesi, söz konusu yöntemin başlıca olumsuz yönlerini oluşturuyuordu. Bu nedenle günümüzde kuru yada dolaylı soğutma tekniğinin uygulandığı trommelli soğutucularla borulu soğutuculara yönelinmiştir. Hatta günümüz sanayinde bu soğutuculardan borulu olanları, trommelli soğutuculara kıyasla daha çok yeğlenmektedir.

Katı Emülsiyonun Temperlenmesi ve Yoğurulması

Margarin üretiminde kristalizasyon, birinci derecede emülsiyonun sağutulması ve katılaştırılması işlemi olarak kıabul edilirse, emülsiyonun dayanıklı yada sıkı bir yapıya kavuşturulmasında, mekanik işlemlerde son derece etkilidir. Çünkü margarinlere dayanıklı konsistens kolay sürülebilirlik ve hafif tat gibi istenen özelliklerin kazandırılmasında, kimi mekanik işlemlerin uygulanması, iyi ve uygun bir teknolojinin gereğidir. Bu işlemler sırasında, bir yandan oluşan kristallerin grıplandırılması sağlanırken, diğer yandan da kısmen ergiyen gliseritlerin düşük sıcaklık derecelerinde yeniden kristalize edilerek, yeni kristallerin oluşturulması sağlanmaktadır. Sıvı ve katı gliseritler arasında bulunması gereken uygun bir oranı sağlayabilmek için, kristalizasyondan sonra uygun bir olgunlaşma dönemi devreye sokulur ve bu aşamada emülsiyonun sıcaklığı 12-15 ˚C ye yükselir. Ancak bu süreçte, yüksek ve düşük sıcaklık derecelerinde ergiyen kristaller arasında oluşan karışık kristal yapısının bozulmasına fırsat vermemek için, sıcaklığın 20 ˚C nin üzerine çıkılmasına hiçbir şekilde izin verilmez. Aksi koşullarda yüksek sıcaklık derecelerinde ergiyen kristallerin karışık kristal yapısından ayrılması ve margarinlerde kıvamlı bir tadın oluşması gibi önemli bir sakınca ortaya çıkmaktadır.

Margarinlere uygulanan bu olgunlaşma süreci, uygulanan tekniğe bağlı olarak, birkaç dakikadan birkaç saate dek sürebilmektedir. Bununla birlikte katı yağların kristalizasyon sırasında gösterdikleri davranışlar, içerdikleri katı yağ oranı ile sıcaklık arasındaki ilişkiye göre açıklanabilmektedir. Uzun zincir yapısındaki organik bileşiklerin gösterdikleri polimorfiye bağlı olarak, örneğin bir yağdaki düşük ergime noktasına sahip α-kristal yapısı ile, yüksek ergime noktasına sahip β-kristal yapısının sıcaklık karşısındaki davranışları şekilde verilmiştir.

Şekil incelendiğinde görüleceği gibi, margarin üretimi sırasında su-yağ emülsiyonunun süratli bir şekilde soğutulması halinde, α-kristalleri Tα sıcaklığı daha fazla düşürülerek, α-kristallerin margarindeki miktarı artırılabilmektedir. Daha sonra ise oluşturulan bu kristaller, adiyabatik koşullar altında tutulduklarında ise, β-kristallerine dönüşürler. Söz konusu dönüşüm ekzotermik bir karater gösterdiğinden, ortam sıcaklığında bir artış meydana gelmekte ve ortamdaki α-kristallerinden bir kısmının ergimesine neden olmaktadır. İşte bu başlangıçta uygulanan hızlı soğutma sırasında oluşan α-kristallerinin bir kısmının çözünerek adyabatik koşullarda yapılan olgunlaşma sırasında β-kristallere dönüşmesi, bu kristallerin margarindeki miktarını artırmaktadır. Bunun sonucu olarak da, son ürünün fiziksel özelliklerini doğrudan etkileyerek dilenen özellikteki margarinler üretilebilmektedir.

Ayrıca bu şekilde sertleştirilmiş olan emülsiyon kitlesinin iyi bir kayganlık ve plastisite gösterebilmesi için, son aşama olarak valslenip yoğurulması gerekir. Böylece uygulanan bu son işlemler sırasında, bir yandan yapıdaki iri ve sert kristallerin parçalanmaları sağlanırken, diğer yandan da oluşan bu yeni kristallerin yağ fazı içine homojen bir şekilde dağıtılmaları sağlanarak, margarinlerde istenen plastisite özelliği artırılmış olur.

Emülsiyon yağ fazını oluşturan yağ yada paçallarına ait özgün davranışlarının, öngörülen sağutma ve kristalizasyon koşullardaki sıcaklık dereceleri açısından, ön denemelerle belirlenmesi gerekmektedir. Çünkü daha sonraki çalışma koşullarının bu verilere dayandırarak düzenlenmesi, üretilecek margarinlerde kusursuz bir kristal yapının oluşturulabilmesine olanak vermektedir. Nitekim bu konuda yapılan çalışmalar sonucu, değişik yağlar ve yağ paçallarının kristalize olabilecekelri maksimum sıcaklık dereceleri ile, bu sıcaklıkta kristalize olabilmeleri için gerekli en az süreler, şekilde verildiği gibi saptanmıştır.

Sonuç olarak yukarıda ayrıntılı olarak incelenen tüm bu işlemlerin yürütülmesinde, margarinlerde istenen özelliklerin sağlanabilmesi yönünden dikkate alınması gereken başlıca önemli noktalar aşağıdaki şekilde özetlenebilir.

  • Margarin emülsiyondaki yağ fazının kristalizasyonu, soğutma şekli ve hızı dışında, bu fazın trigliserit yapısı ile de yakın ilişkidedir. Kristalizasyon işleminin hatalı olarak yürütülmesi yada depolama sırasında sıcaklığın sık sık değişmesi halinde, margarinlerde emülsiyon kırılması oluşur ve olası polimorfik dönüşüm etkisinde, bir yandan oluşturulan kristal yapı, β-formunu yitirirken, diğer yandan da margarinde yağ kusması denilen faz ayrışması görülebilir.

  • Emülsiyonun soğutma silindirlerinde işlenmesi sırasında, yağ fazının önemli bir kısmı kristalize olduğundan, karışımın viskozitesi yükselir. Eğer bu işlemde bir hata yapılırsa, bu hata ileride yapılacak çalışmalarla da düzeltilemez. Bu nedenle nitelikleri tam olarak bilinmeyen bir emülsiyona soğutma, kristalizasyon, yoğurma ve olgunlaştırma gibi işlemler uygulanmadan önce, emülsiyondaki yağ fazının kristalizasyon sırasındaki davranışlarının ön denemelerle belirlenmesi, düzeltilemeyecek hataların oluşmasını önlemek yönünden önerilmektedir.

Margarin Üretiminde Teknolojik Uygulamalar

     Margarin üretiminde bu gün için ulaşılmış olan ürün çeşitliliği, ilgili konular kapsamında ayrıntılı olarak ele alınacaktır. Buna karşın günümüz sanayinde halen kullanılan ve tümünde istenen niteliklerin margarin üretiminin temel amacı olarak benimsendiği teknolojik uygulamaları, süreksiz ve sürekli yöntemler olarak iki ana grupta incelemek olasıdır.

1)Süreksiz (Baç) Yöntem:

     Margarin üretimi süreksiz olarak yapıldığında, üretilen partiler arasında tekdüzelik sağlamak amacıyla, valsli karıştırma makinalarından yararlanılır. Bu makinalara bir çalışma sürecinde helezonlu taşıyıcılar vasıtasıyla toplam 600 kg.a kadar margarin sevk edilebilmekte ve yarım silindir yapısındaki devrilebilen tekne içinde, birbirine karşı 500 dev/dk. Lık ters dönüşte olan çelik valsler arasından geçirilerek karıştırılmaktadır. Yaklaşık 10 saniye süren emülsiyon yüklemesinden sonra, yağa en fazla 1 dk. Süreyle ve vakum altında bir karıştırma işlemi uygulanmaktadır. Karıştırma işlemini çok daha kısa sürede tamamlamak olası ise de, margarin normal uygulamaya kıyasla daha fazla ısıtılması gerekebilmekte ve böylesi bir uygulama ise, margarin kıvamının sıvaşan yada yapışkan bir yapıya dönüşmesine neden olmaktadır. Bu nedenle günümüzde margarin sadece birkaç saniyelik bir ısıtma uygulayarak, onun kaygan ve parlak bir yapı kazanması sağlanmaktadır. Ayrıca karıştırma ve yoğurma işleminin vakum altında yapılması, margarinde yeterli bir parlaklığı sağlamak ve margarinin yapısına, yaklaşık 10-12 cm³ / 100 g oranında girebilecek hava kitlesini önlemek açısından gerekli görülmektedir.

2)Sürekli Yöntem

Margarin sanayinde yapılan teknoloji geliştirme çalışmaları sonucu, üretim sürecinde en önemli aşamayı oluşturan kristalizasyon ve mekanik işlemler için, 1935 yılında ve Amerikalı araştırıcılar tarafından, Vatator ya da Borulu Soğutma Prensibi denilen sistemler geliştirilmiştir. Şekilde basitleştirilmiş bir akış şeması verilen söz konusu sistemin esasına, dıştan uygun bir soğutucu ile sürekli bir şekilde soğutulan ve bu soğutma sonucu içindeki emülsiyonu kristalize ederek cidarlarına sıvaştıran bir trommelin kullanılması oluştırmaktadır. Diğer bir deyişle margarin karışımlarının bu sistemde kristalize edilmeleri, dıştan içe doğru radyal bir yayılma ile sağlanmaktadır.

Sistem içine alınan margarin emülsiyonu, önce soğutulan trommelin iç yüzeyini donmuş ince bir katman haline sarar. Daha sonra oluşan bu kristal katmanı, dönen hareketli bıçaklar tarafından sıyrılarak alınır. Sıyırma işlemini gerçekleştiren bıçaklarla trommelin dönüşü, birbirlerine kıyasla arasında ters yönlü olabildiği gibi, trommelin ya da bıçakların sabit olduğu tipler de geliştirilmiştir.

Ancak sistemde kazıyıcı döner bıçakların yer alması halinde, hem yağ-su karışımının emülsiyonu daha iyi sağlanmakta, hem de kazınan donmuş margarin katmanı gerektiği şekilde yoğrulabilmektedir. Bu arada vatatorlar kapalı sistemler olduklarından, karıştırma ve yoğurma sırasında iç yüzeyden bıçakların sıyırdığı margarinlerin yapısına havanın girmesi de, büyük ölçüde engellenmektedir.

Vatatorların dizeyn ve çalışma şekline ait şekilde verilen şema incelendiğinde de görüleceği gibi, a,b,c ve d fazları hazırlama tanklarında ayrı ayrı hazırlanan ve e emülsiyon tankında %5 oranına kadar emülgatör, %18-20 fermente edilmiş yağsız süt, %80-82 yağ ve gerektiğinde %2.5-3.0 oranında mutfak tuzu içererek şekilde birleştirilip ısıtılır ve daha sonra hazırlanan emülsiyon, önce bir ön soğutucudan geçirilerek 32-50 ºC ye kadar soğutulur. Daha sonra bir pompa (f) vasıtası ile ve 21.5 atü’lük bir basınç altında vatatorun üç silindirli A ünitesine (g) ve buradan da, iki silindirli B ünitesine (h) sevk edilir. Bu ünitelere gelen emülsiyon, hacminin yaklaşık %10 u oranında verilen inert gazla birlikte yoğrulur. Fakat aynı anda yapılan ani soğutma sırasında, A ünitesi içindeki emülsiyonda süretle kristal nüveleri oluşurken, emülsiyonun katı bir kitleye dönüşmesine fırsat verilmez.

Böylece karışımdaki kristal nüvelerine kıyasla henüz daha sıcak olan sıvı faz, A ünitesinden başlayarak katedeceği B ünitesi, şekil verme paketleme üniteleri yanında, depolama aşamasında da bu nevelerin çevresinde kriatalleşerek, iri kristallerin oluşumu sağlanmış olur. Ancak bu arada az da olsa, sıvı faz içinde yeni kristal nüvelerinin oluşumu da söz konusudur. Vatatorların kullanıldığı yöntemin diğer yöntemlere kıyasla üstünlüğü, kriatalizasyon, kristal olgunlaştırma, yoğurma ve paketleme gibi tüm işlemlerin kapalı bir sistem içinde gerçekleştirilmesi ve böylece, çalışmada gerekli steril koşulların sağlanabilmesidir. Ayrıca vatatorlarla yapılan sürekli çalışma sırasında, üretim süresince hem tekdüzelik, hem de balirli bir hız kolaylıkla sağlanabilmektedir.

Oldukça değişik ham yağlarla çalışmak zorunda olan Avrupa ülkeleri, borulu soğutucu sistemlerin yer aldığı kombinatörlerin, vatatorlara kıyasla en belirgin farklılığı şekilde görüldüğü gibi, soğutma sisteminin kademesiz olarak kullanılabilmesidir.

Ayrıca çalışma yoğunluğu ve süresi de, işletmenin ürün stoklarına ayarlanabilmektedir. Bu sistemde de, margarin için daha önce ayrı ayrı hazırlanmış olan yağ ve su fazları, içlerinde hızlı karıştırıcıların bulunduğu ön karştırma kazanlarında (a), emülsiyona hava karışmasına fırsat verilmeksizin tek düze bir karışım haline getirilirler. Daha sonra oluşturulan bu homojen emülsiyon, bir basınç pompa (b) vasıtası ile üçlü soğutma silindirlerine (c)gönderilerek, burada süratle soğutularak, kristaj oluşumu sağlanır. Böylece kristalizasyon sonucu katılaştırılan emülsiyon, silindir içlerinde yer alan bıçaklar tarafından kazınıp yoğurularak, sıvı ve katı fazların birbirleri içinde homojen bir şekilde dağılmaları sağlanır. Çalışmanın son aşamasında oluşan kristallerin geliştirildiği silindire (d) gelen karışım, burada olgunlaştırılarak uygun bir kristal yapısı kazandırıldıktan sonra, paketlenmek üzere, en son şekil verme makinasından geçirilerek paketlenme (e) sevk edilir.

Paketleme makinasına sevk edilen margarin, öngörülen şekil ve miktar sağlandıktan sonra piyasaya sunulacak şekilde hazırlanmış olur.

Borulu sistemlerin işletme ölçüsündeki konum ve işlevleri, yukarıda açıklandığı şekilde olmakla birlikte , bunların çalışmalarına esas ayrıntılarını şekilde verilen şema üzerinden, aşağıdaki gibi açıklamak olasıdır.

Sistem içine alınan emülsiyon, sürekli bir yoğurma eşliğinde soğutulur. Kısa süren bu işlem sırasında, aslında tam bir kitlesel kristalizasyon oluşmayıp, emülsiyon çoğunlukla henüz margarin olarak nitelenemeyen kıvamlı bir sıvıya dönüşür. Bu nedenle margarinin yapısal yönden tam oluşumu, söz konusu şekilde kesiti verilen sistem içinde ve peşpeşe birden fazla yer almış olan, tam kristalizasyon ve olgunlaştırma boru hatlarında oluşturulmaktadır. Bu boru bağlantıları içinde emülsiyon bir yandan tamamen statik koşullara bağlı olarak kristalize olurken, diğer yandan da açığa çıkan kristalizasyon ısısı etkisinde kristal yapısına β’- formunu kazandıran polimorfik bir dönüşüm oluşarak, paketlenmeye uygun bir yapı kazanır.

Soğutma ve Kristalizasyon Ünitelerinin Tasarımı:

Margarin üretiminde su ve yağ fazlarının emülsiyon haline getirilip, soğutma eşliğinde kristalize edilerek yoğrulduğu üniteler şekilde basitçe şematize edildiği gibi, genellikle peşpeşe bağlanmış ve içinde soğutucu sıvıların dolaştığı çift cidarlı boru sistemlerinden oluşmuştur.

Emülsiyonun 5 mm.lik katmanlar halinde kristalize edildiği üç borulu A ünitesinde, borulardan her biri 1.35 m² lik soğutma yüzeyine sahip olup, 120 mm çapında ve 1200 mm. uzunluğundadır. Ayrıca emülsiyonun bu ünitede kalış süresi 7-10.6 saniye arasında değişmektedir. Buna karşın sistemde kristal olgunlaştırıcı olarak yer alan B ünitesinin hacmi 55 litre olup, çapı 178 mm ve boyu 2100 mm. dir. Ayrıca emülsiyonun buradaki kalış süresi ise, 57-85 saniye arasında değişmektedir. Saatlik soğutma ihtiyacı 100.000 kcal olan bu sisteme, margarinin soğutulacak su ve yağ fazları ayrı ayrı veya daha önce emülsiyon haline getirildikten sonra birlikte verilebilmektedir.

Modern soğutma sistemlerinin yer aldığı margarin işletmelerinde, margarin üretimi kademeli bir soğutma prensibine göre yapılmaktadır. Böylesi bir çalışma şekli izlendiğinde, değişik kademelerde yapılan soğutma işleminin sınırları, üründe istenen niteliklere bağlı olarak belirlenmektedir. Özellikle son yıllarda geliştirilen üç yada dört borulu kombinatörlerde farklı derecelerde soğutma yapılabildiği gibi, üç silindirde yapılan soğutmadan sonra dördüncü silindirde  yoğurma ve olgunlaştırma yapılarak, saatte 8 ton değişik margarin ve şortening (shortening) tipi, yani hamur işlerinde lif kısaltıcı yağlar bile üretilebilmektedir.

Margarinlerin kapalı sistem üretimleri sırasında, eğer emülsiyon önceden güvenilir bir sterilizasyon işleminden geçirilmişse, ayrıca koruyucu maddelerin katılmasına gerek yoktur. Ancak bu durumda üretimin her aşamasında özellikle hijyenik koşulların korunmasına ve bakteriyolojik kontrollere çok fazla özen gösterilmelidir.

Margarin üretiminde sağlanan bu teknolojik gelişmelere koşut olarak, margarinlerle paketleme malzemelerinin özelliklerine uygun ve oldukça yüksek kapasite ile çalışabilen paketleme makinaları da geliştirilmiştir. Günümüzde geliştirilmiş olan paketleme makinalarının kapasitesi, dakikada 200 adet 250 g.lık pakete kadar yükseltilmiştir. Ayrıca yakın bir geçmişe kadar, margarin sayesinde yaygın olarak kullanılan dikdörtgen pirizma şeklindeki paketleme formu, günümüzde ve özellikle plastik kaplarda paketleme şekli geliştirildikten sonra, neredeyse hiç kullanılmaz olmuştur.

Bu arada margarinleri paketlemek için kullanılacak paketleme malzemelerinin pek çok yönden yüksek nitelik göstermesi gerekir. Bu kapsamda söz konusu paketleme malzemeleri bakteriyolojik yönden tam güvenli olması yanında, yağı ve suyu kesinlikle sızdırmayan bir yapıda da olmalıdır. Ayrıca kullanılacak paketleme malzemelerinin ışık geçirmeyen nitelikte olması, bu özelliklerin tam olarak sağlanamaması halinde, ürün üzerine sarı ışık gönderecek veya ultraviyole ışığı absorbe ederek süzücü (Filtrant) maddeleri içermesi gerekmektedir.

DEĞİŞİK MARGARİN TİPLERİ VE ÜRETİLMELERİ

Sanayide üretilen börek gibi katmerli hamur ürenleri ile kek ve pastaların üretiminde kullanılan margarin tiplerinin üretimi nitelik ve üretim teknolojileri bakımından evlerde kullanılan margarinlere kıyasla farklılık gösterir. Çünkü sanayide kullanılan margarin herşeyden önce, taşıdıkları özgün bileşim ve yapısal nitelikleri nedeniyle, üretiminde kullanıldıkları ürünlere, tüketicinin beğenisine uygun ek nitelikler sağlayabilmektedir.

Börek, Kek ve Pastacılık Margarinleri:

Bu tip margarinler evlerde ve sanayide, daha çok da hamur işlerinin üretiminde kullanılırlar. Çünkü içerdikleri ve yüksek sıcaklık derecelerinde ergiyen tripalmitin, palmito-distearin ve palmito-stearo-olein gibi trigliseritler yanında, %25-40 oranındaki sıvı yağ fazı nedeniyle, hamur işleri için gerekli plastisite ve hacim artışını, istenen ölçüde sağlayabilmektedirler.

Bu açıdan değerlendirildiklerinde; tuttukları hava miktarının yüksek olması ve içerdikleri su fazının homojen bir şekilde dispergiye edilmiş olması nedeniyle, üretiminde yer aldıkları hamur ürünlerine çok iyi bir gevreklik sağlamaktadır. Ayrıca bu margarinlerin, özellikle fabrikasyon halinde üretilen hamur ürünlerinde gerekli hacim artışı sağlayan ve kremleşme gücü olarak tanumlanan hava tutma ve aktarabilme yetenekleri oldukça yüksektir. Bu arada tipleri, plastisite özelliklerini geniş sıcaklık sınırları arasında dahi koruyabilmektedir.

Benzer nitelikte olan şorteninglere kıyasla, tereyağı tadına sahip olmaları hamur ürünlerinde daha çok yeğlenmektedir. Hamur üzerinde yumuşatıcı bir etkiye sahip oladuklarından, hamur ürünlerinde kullanıldıklarında, diğer margarin tiplerine kıyasla, daha uzun süreli bir tazalik sağlar. Ancak bu tip margarinler özellikle, bol yumurta içeren, ya da pişirme süresi çok uzun olan ve bu nedenle katı yağ fazı yükseltilerek, oksidasyon kararlılığı artırılmış yağlarla hazırlanması gereken hamur ürünleri için, pek tavsiye edilmemektedir.

Bu tip margarinlerde bulunması gereken doymuş yapıdaki gliseritler, hidrojene edilmiş, ya da palm yağı ve türevleri gibi katı yağ içeriği yüksek olan doğal yağların, margarin yağ paçalı8na katılması ile sağlanmaktadır. Buna karşın, söz konusu margarinlerin doymamış ya da sıvı karekterdeki gliseritleri ise, pamuk ayçiçeği ve soya gibi tohum yağlarının doğal veya hafif hidrojene edilmiş formda, yağ fazı paçalına katılarak karşılanmaktadır.

Değinilen bu margarin tiplerinin üretimleri sırasında emülgatör olarak genellikle doymuş yağ asitlerinin mono- ve diglisertlerinden yararlanılmakta ve yaklaşık %5 oranında kullanılmaktadır.  Çünkü bu emülgatörler, margarinlerin yapısında oluşturdukları kuvvetli emülsiyon nedeniyle, yağa hamurun yoğurulması sırasındaki mekanik işlemlere karşı, yapısal bir dayanıklılık kazandırmaktadır.

Eritme Margarinler:

Eritme margarinler, aynen tereyağından su fazının uçurulması ile elde edilen sade yağ gibi, %100 yağ fazından oluşan ve su fazı ile protein içermeyen yağlardır. Bu nedenle bu unsurların neden olabileceği bozulmalara karşı oldukça iyi bir dayanıklılığa sahiptir. Aslında eritme margarinleri de yapı olarak diğer margarinlere benzerse de, bileşimlerinde yer alan koko, palm çekirdeği ve palm yağları nedeniyle dayanıklılıkları bu yağlardan daha fazla değildir.

Eritme margarinlerin üretiminde, kristalizasyon yeteneği yüksek olan yağlar kullanılır ve üretim sırasında bu yağlar tamamen ergitildikten sonra, yaklaşık 60 ºC sıcaklıkta fermente edilmiş soğuk süt ile emülsiyon oluşacak şekilde karıştırılırlar. Yayıklama aşamasına geçildikten 10 dakika sonra, bu emülsiyona iyi bir süt yağı aroması ve rengi kazandırabilmek amacıyla, ton başına 5 g.diasetil, 20 g. bütikik asit ve gereken oranda renk maddesi katılır. Katkıların aktılıp karışımda homojen bir şekilde dağılmaları sağlandıktan sonra, kristalizasyon oluşumu için yavaş bir şekilde soğutularak, emülsiyon kıvamlı bir yapı kazandırılır. Ancak yukarıda değinilen yapısal özelliklere, karşımın sıcaklığı yaklaşık 33 ºC ye düşürüldüğünde ulaşılabileceği unutulmamalıdır.

Bu işlemlerin bitiminde oluşan kıvamlı emülsiyon, ısıtma için çift cidarlı dinlendirme tanklarına sevk edilir ve burada üç saat süre ile, süt yağı aroması kazanması için beklenir. Daha sonra yavaş bir şekilde karıştırılarak, 65 ºC ye ısıtılan emülsiyondaki yağ fazının, fermente süt ve kazainden ayrılması sağlanır. 16-20 saatlik bir dinlendirme sonunda süt fazının tümüyle çökmesi sağlanır. Çöktürme işlemi tamamlandıktan sonra, üstte toplanan yağ filtre edilerek kalaylanmış tavalara aktarılır ve bu tavalarda kristalizasyona terk edilir.

Vanaspati:

Vanaspati tipi margarinler, Hindistan gibi asya ülkelerinde yaygın olarak kullanılan ve hidrojene bitkisel yağlardan üretilen yemeklik katı yağlardır. Bu margarinler aslında tereyağı ile hayvansal eritme yağlarının kullanıldığı mutfaklara ve genellikle bu yağlara alternatif olarak kullanılmaktadır. Vanaspati tipi margarinler, oldukça katı konsistens gösteren, genellikle açık sarı veya beyaz renkte ve daneli (pütürlü) bir dokudadır. Bu yağların üretiminde hidrojene edilmiş pamuk, soya, yerfıstığı ve ayçiieği yağlarından yararlanılmakta ve özellikle Hindistan’da dini yaklaşımlar nedeniyle, ergitilerek hazırlanmış hayvansal yağlar kullanılmamaktadır. Günümüzde vanaspati tipi margarinler için düzenlenmiş mevzuat hükümlerine göre, bu yağlar aşağıdaki özelliklerde olmalıdır.

Ergime noktası                        32-37 ºC

Refraktometre sayısı (40 º)         >48

Sabunlaşmayan madde (%)        <1.5

Serbest asitlik (% Oleik asit)      >0.25

Nem (%)                                     <0.25

Diasetil (ppm)                             <6

Ayrıca yine ülkelerin ilgili mevzuatına göre, tereyağı olmadığının kanıtı olarak çözünmüş nişasta veya belirli oranda susam yağı katılması da zorunludur.

Şortening (lif kısaltıcılar):

Şortening tipi margarinler de, mutfaklarda daha çok yemeklerin pişirilmesi ve kızartma yemeklerinin hazırlanmasında kullanılır. Saf yağların karıştırılması ile elde edilen bu margarinler, esas olarak tereyağına benzeyen bir yağ yapabilme düşüncesiyle geliştirilmiş olup, ekmeğe sürülebilen yağlar olmasına karşın, hamur işlerinin hazırlanmasında da kullanılır.

Şortening kısaltıcı demektir. Bu adın verilmesinin nedeni, hamur işlerinde kullanıldıkları zaman, birbirini sararak uzun bir diziliş gösteren glüten ve nişasta yapısının hücre duvarlarını kırmasıdır. Çünkü bu etki sonucu hamur, uzun lifler yerine kısa ve yağlı lif parçaları içeren yeni ve yumuşak bir yapı kazanırlar. Bunun doğal bir sonucu olarak da yoğurma sırasında küçük hava kabarcıklarını hapsedebildiğinden,hamurun işlenmesi kolaylaştığı gibi, kabarma gücüde artmış olur. Bu açıklamalar ışığında, yapılarındaki yağ fazını oluşturan yağlar şorteninglerle aynı niyelikte olsalar bile, margarinler, emülsiyon halinde su fazı içerdiklerinden, değinilen etkiyi gösteremezler.

Şortening üretimi sırasında, içine %10-15 oranında hava veya azot gazı verilmesi, yağın krema oluşturma gücünü artırmaktadır. Şortening tipi yağların üretiminde, hidrojene yağ olarak genellikle pamuk, yerfıstığı, balina, palm ve palm çekirdeği yağları, sıvı yağ olarak da, yine doğal pamuk ve yerfıstığı yağları yanında bazen ayçiçeği ve soya yağları da kullanılmaktadır. Ancak bu katı ve sıvı yağlar interesterifiye edildikten sonra kullanıldıklarında, elde edilen şorteninglerin özellikle fiziksel nitelikleri daha farklı olmaktadır. Şortening tipi yağların kızartma yağı olarak kullanılabilmeleri için, yüksek bir dumanlanma noktası ile, polimerizasyon ve oksidasyon kararlılığına sahip olmalarının yanında, ergime noktaları da soğutulduğunda çabuk bir donmayı sağlamaktadır. Günümüzdeki bilgilere göre, bu nitelikleri en iyi yer fıstığı yağından üretilen şorteningler göstermektedir.

Şorteningler bir terazi, bir karıştırıcı bir ön soğutucu trommelle bir kristalizatörün olduğu tüm basit işlemlerde üretilebilse de, günümüzde vatatorlar kullanılarak, daha modern ve kolay çalışılabilmektedir. Ancak üretimde hava ya da azot gazı kullanılacaksa, vatatorlarda soğutma borusu bağlantıları olan vakum pompalarının da bulunması gerekmektedir.

Kakao Yağı Benzeri (Muadili) Yağlar

Kakao yağı, özellikle  çikolata ve şekerleme sanayinde çok yaygın olarak, kullanılmasına karşın, fiyatının çok yüksel olması nedeniyle, yağ sanayi diğer yağları modifiye ederek, kakao yağı ve benzeri yağlar üretmeye yöneltmiştir.

Günümüzde kakao yağı benzeri yağların üretilmesindeki en önemli hareket noktası, doğal kakao yağına ait niteliklerin ayrıntılı bir şekilde belirlenmiş olmasıdır. Kakao yağı çok yüksek ve kırılgan bir sertlik göstermesi yanında, ergime noktası 28-36 ºC’ler arasında değişen şekilde düşüktür ve tringliseritlerindeki doymuş ve doymamış yağ asitlerinin dağılımı oldukça homojendir. Bu yapısal ayrıntıların tam olarak belirlenmesi sonucu, günümüzde hidrojene bitkisel yağlar kullanılmak kaydıyla, yapısında yüksek oranda palmitik ve stearik asitleri içeren ve trigliserit yapısı kakao yağınınkine oldukça yaklaştırılmış olan, kakao benzeri yağlar üretilebilmektedir. Bu tip yağların üretilmesinde halen yaygın olarak yararlanılan yönteme göre, özellikle pamuk yağı ile zeytin yağı gibi triolein fraksiyonu yönünden zengin yağlarla, hidrojene yağlardan oluşturulan paçallarlardan yaralanılmaktadır. Hazırlanan  bu paçallar önce yönlendirilmeksizin interesterifiye edilmekte, daha sonrada elde edilen yağın kakao yağına yakın bileşim ve özellikteki fonksiyonu, asetonun çözgen olarak kullanıldığı ortamdan, fraksiyone-kristalizasyon yolu ile alınmaktadır. Ayrıca bu yöntemde pamuk yağının olmadığı durumlarda, hidrojene ve doğal yerfıstığı veya susam yağlarından da yararlanılmaktadır.

Günümüzde kakao benzeri yağların üretiminden yararlanılan başlıca yağ gurupları ile çeşitleri için, oldukça farklı reçeteler önerilmektedir. Ancak bunların içinde yaygın olarak yararlanılanları aşağıdaki gibi özetlemek olasıdır;

Doğal yağlar : ürünün birleşiminde % 50 ye kadar yer alan bu yağlara örnek olarak, İllipe butter, Movrah butter ve Borneotalg verilebilir. Buna karşın aynı gurupta yer alan palm çekirdeği yağı (% 10), kakao yağı (% 10), palm yağı ve tere yağı, bileşimde ancak çok sınırlı oranlarda yer alırlar.

     Hidrojen bitkisel yağları : Yağın bileşiminde değişik olarak yer alan bu grup yağlara örnek olarak, pamuk yağı (% 3 e kadar),  yerfıstığı yağı ( % 10 a kadar), ayçiçeği yağı, kahve çekirdek yağı (% 70e kadar) ve kakao yağı verilebilir.

     Yağ fraksiyonları : İşlem görmemiş ham yağlardan elde edilen bu fraksiyonlar, yağın bileşiminde %5-20 oranında yer alırlar ve başlıcalarına örnek olarak, palm çekirdeği yağı, kakao yağı, hidrojene yerfıstığı yağı, sığır içyağı, domuz eritme yağı be illipe butter den elde edilen fraksiyonlar sayılabilir.

     İnteresterfiye yağlar : Ürünün bileşiminde % 50’ye kadar yer lan bu yağlara en yaygın örnek olarak, trioleinle intereseterifiye edilmiş pamuk yağı verilebilir.

Kakao benzeri yağlarda teknik açıdan bir ürün standardizasyonuna ulaşabilmek için, bilinen klasik parametreler yanında, termopenetrometrik ölçülerin de sokulması gerekir. Hatta dilatasyon verileri yanında kristal yapılarının belirlendiği diferansiyel-kalorimetrik ölçülerin verilerinden yararlanılması da, oluşturulmak istenen standardizsayon  için sağlıklı bir yol olarak düşünülmelidir.

MARGARİN İŞLETMELERİNİN TEMİZLENMESİ

Margarin işletmelerinde süt fermentasyonu ünitelerin de yer alması nedeniyle, özellikle bakteriyolojik yönden oluşabilecek kontaminasyona kesinlikle izin verilmemektedir. Bu yüzden tamamen sürekli teknikle çalışan modern margarin fabrikalarında, bilgisayar kontrolüne bağlı olan ve cihazlarda kısmı ya da daha  ileri bir demontasyona  gerek duymaksızın haftalık temizliği gerçekleştirebilen temizlik üniteleri oluşturulmuştur.

Böylesi bir temizlik ünitesinin oluşturulduğu bir işletim şeması şemasın da verilmiştir. Değinilen şeklin incelenmesinden de incelemede görüleceği gibi işletmenin temizlik ve dezenfeksiyonunda kullanılan her türlü çözelti, öngörülen sıcaklıkta olmak üzere, bilgisayar programına bağlanmış pompalardan yaralanarak, işletme içindeki gerekli tüm bölümlere sirküle edilmektedir. Ayrıca böylesi işletmelerin dezenfeksiyonunda, dezenfektan madde olarak genellikle aktif  klor bileşenleri kullanılmaktadır.

Bir margarin işletmesiyle ilgili olarak buraya kadar gerek işlem, gerekse donanım yönünden değinilen tüm ayrıntıları içeren diğer bir şema ise, da verilmiştir. Kristalizasyondan paketlenmeye değin tüm istasyonların yer aldığı şemada, tüm madde akış hatları, dozoj istasyonuna bağlı bir şekilde ve çok yönlü olarak gösterilmiştir. Yine şeklin incelenmesinden anlaşılacağı gibi, işletme içinde üretim sırasında gerekli olan yağ, fermente süt, katkılar ve suyun temini, bunlar için oluşturulan özel istasyonlar tarafından sağlanmaktadır.

Bu yaklaşım içinde, işletme içinde yer alan değişik istasyon, cihaz ve donanımları, şekilde yapılan numaralama üzerinden aşağıdaki gibi açıklamak olasıdır;

  1. Yağda çözünen katkılar deposu.

  2. Suda çözünen katkılar deposu.

  3. Yağda çözünen katkıları hazırlama tankları.

  4. Suda çözünen katkıları hazırlama tankları.

  5. Rafine yağ tankı.

  6. Süt Fermantasyon tankları.

  7. Süt ara tankları.

  8. Buzlu su soğutucusu

  9. Buzlu su filtresi.

  10. Buzlu su tankı.

  11. Çok kademeli dozaj pompası.

  12. Ara tank.

  13. Homojenizasyon pompası.

  14. Yüksek basınçlı pompa.

  15. A ünitesi.

  16. Paketleme öncesi olgunlaştırma.

  17. Paketleme makinası.

  18. Margarin geri dönüş kabı.

  19. Margarin geri dönüş dozaj pompası.

  20. Atık su toplama hunisi.

  21. Atık su toplama kabı.

  22. Temizlik maddesi ve sıcak su kabı.

  23. Temizlik çözeltileri tesisat donanımı.

  24. Temizlik çözeltileri geri dönüş tesisatı.

Margarin Üretimi ve Trans Yağ Asitleri ( Prof. Dr. Aziz TEKİN )

MARGARİN ÜRETİMİ VE TRANS YAĞ ASİTLERİ
Prof. Dr. Aziz TEKİN
Ankara Üniversitesi
Başlıklar
Trans asit nedir?
Trans asit nasıl oluşur?
Hidrojenasyon
Hidrojenasyonda trans yağ asiti oluşumu
Alternatif teknolojiler
Ülkemizdeki durum
Yağ Asiti
Yemeklik yağlarda bulunan yağ asitleri büyük oranda çift karbonlu ve düz zincirlidir
Doymuş veya doymamış yapıda olabilirler
Doymamış yağ asitleri cis veya trans yapıda bulunabilir
Bitkisel yağlarda doğal yapı cis formudur
Trans yağ asiti nedir?
Oleik asit
Elaidik asit
Trans yağ asiti nasıl oluşur?
Biyokimyasal hidrojenasyon
Yüksek sıcaklık
Kısmi hidrojenasyon
Biyokimyasal hidrojenasyon
Hayvanların rumen bölgesinde rumen bakterileri tarafından üretilir
Hayvansal yağlarda %3-8 aralığında trans asit bulunabilir
Trans form daha çok vaccenik asit (trans-11-oktadesenoik asit) ve CLA yapısındadır
Yüksek sıcaklık
Rafinasyon sırasında uygulanan yüksek sıcaklıklarda (>240 ºC) trans yağ asiti oluşabilmektedir
Fiziksel rafinasyon veya deodorizasyonda uygulanan sıcaklık < 240 ºC ise, oluşan miktar genellikle %1’in altındadır
Bu nedenle rafine yağlar trans asit kaynağı olarak görülmez
Kızartma işlemleri sırasında temel dönüşüm trans dönüşümü değildir. Trans asit kullanılan yağdan kaynaklanır Kısmi hidrojenasyon En önemli trans asit kaynağıdır
Yağların katalizör eşliğinde, H2 basıncı altında ve yüksek sıcaklıkta belirli bir iyot sayısına kadar doyurulması işlemidir
Neden hidrojenasyon?
Amaca göre her türlü hammadde ile çalışılabilir Farklı fiziksel özelliklere sahip (ergime, SFC, kristal yapı, sürülebilirlik vb) yağlar elde edilebilir Yağın oksidatif stabilitesi yükselir
Yağlar bazı fonksiyonel özellikler kazanır (kristal özellikler, hava tutma, vb)
Hidrojenasyonda
ESAS TEPKİME
DOYURMA TEPKİMESİ
YAN TEPKİMELER
İZOMERİZASYON
Hidrojenasyon sırasında trans yağ asitleri oluşumuna etki eden faktörler
Katalizör tipi
Tepkime koşulları
-Tepkime sıcaklığı
-Hidrojen basıncı
-Karıştırma hızı
Ayrıca
Yağın çeşit ve nitelikleri
(başlangıçtaki kompozisyonu, rafine olup olmaması vs.)
Trans Asit Oluşumuna Katalizör Etkisi
Trans oluşumu doğrudan katalizör tipine bağlıdır
Selektif katalizörler daha yüksek trans asit oluşturmaktadır
Katalizör konsantrasyonu trans oluşumunu etkilememektedir
Destek maddelerinin (alumina, karbon, silika vb) trans asit oluşuma etkisi düşüktür
Farklı katalizörlerin trans asit oluşumuna etkileri
Farklı dozlarda Ni222 kullanımının trans asit oluşumuna etkisi
Hidrojenasyon koşullarının etkisi
Sıcaklık trans oluşumu
Karıştırma hızı trans oluşumu
Basınç (1-4 bar ) trans oluşumu
(düşük sıcaklık ve yüksek basınçlarda trans asit seviyesi düşürülebilmektedir)
Farklı hidrojenasyon koşullarının trans asit oluşumuna etkisi
Nasıl hidrojenasyon?
Kontrollü hidrojenasyon
-Selektivitesi düşük katalizör seçimi
-Selektif olmayan koşullar (düşük sıcaklık, yüksek basınç ve karıştırma hızı)
Tam hidrojenasyon
-Ergime derecesi yüksektir (65-70 ºC)
-Doğrudan kullanılmaz
-Diğer teknolojilerde katı faz olarak
kullanılabilir
Alternatif Teknolojiler
Interesterifikasyon
Fraksiyone kristalizasyon
Paçallama
Doymuş doğal yağlar veya düşük iyot sayısına sahip modifiye yağlar
Emülsifikasyon ve kristalizasyon
Hangi teknoloji?
Ürünün kullanım amacı ve buna bağlı olarak
Ürün özellikleri belirlenmelidir (SFC ve ergime özellikleri)
Buna göre trans asit üretmeyen teknolojiler araştırılmalıdır
Maliyet
Ancak endüstriyel amaçla kullanılan yağlarda trans yağ asiti oranının düşürülmesi, kullanılan ürünlerin reolojik ve duyusal özelliklerini de etkilemektedir
Hangi gıdalar trans asit içerebilir?
Sürülebilir yağlar ve margarinler
Susuz katı yağlar ve kızartma yağları
Süt yağları ve hayvansal gıdalar
bunlara bağlı olarak;
Kızartılmış gıdalar
Fırıncılık ve pastacılık
ürünleri
Ülkemizdeki Durum
Kahvaltılık margarinler
1996 , 1 ürün “sıfır” trans asit, diğerleri % 5.54-34.52 (Kayahan ve Tekin, 1994)
2002, 4 ürün “sıfır” trans asitli, diğerleri %7.7-37.8 (Tekin ve ark., 2002)
2007, kahvaltılık margarinlerin tamamında trans asit içeriği
< %1(MÜMSAD)
Ülkemizdeki Durum
Hidrojene yağ kullanılabilen ürünler
Ülkemizde üretilen bisküvi çeşitlerinde trans yağ asidi içerikleri, %1.0-30.5 (Dağlıoğlu ve ark., 2000),
Gofret, mısır cipsi, kek, kraker, milföy hamuru ise sırasıyla ortalama %21.8, %0.7, %4.6, %2.1, %2.1, %16.3 oranlarında trans yağ asiti içermektedir (Dağlıoğlu ve ark., 2002).
Ülkemizdeki Durum
Hidrojene yağ kullanılabilen ürünler
Nasıl belirlenir?
En yoğun kullanılan GC yöntemidir
metilasyon
SP 2560 (100m), CPSil 88 veya DB 23
İzotermal koşullar

Margarin, Bitkisel ve Hayvansal Yağlar ve Tahindeki Serbest Yağ Asitliğini Tespit Etme

1.       AMAÇ ve KAPSAM

Margarin , bitkisel ve hayvansal yağlar  ve tahindeki serbest yağ asitliğini tespit etmektir.

2.       PRENSİP

Belli miktardaki bitkisel yada hayvansal yağın nötrleştirilmiş etanol-dietil eter karışımında çözülmesi ve bundan sonra ortamda bulunan serbest yağ asitlerinin etanollü KOH çözeltisi ile titrasyonu ilkesine dayanır.

3.       ALET EKİPMAN

  • Genel laboratuvar cihaz ve malzemeleri

  • Hassas terazi

4.       KİMYASALLAR

·         1+1 (v/v) %95 v/v etanol ve dietil eter karışımı: Kullanmadan hemen önce, bu karışımın her 100 mL’sine 0,3 mL belirteç katılır Etanollü KOH çözeltisi  ile nötrleştirilir.

·         0,1 N etanollü KOH ( % 95 (v/v)  lik etanolde ) :En az 5 gün önce hazırlanmış ve lastik tıpalı, kahve renkli cam bir şişe içine aktarılmış bir çözelti kullanılmalıdır. Çözelti renksiz veya saman sarısı renkte olmalıdır. kullanmadan hemen önce ayarlanmalı ve faktörü bilinmelidir.

Not: Etanolün, 1 litresine 5-10 g KOH katarak geri soğutucu altında 1 saat kaynatmak ve sonunda damıtmak suretiyle arıtılması tavsiye edilir.

·         % 1 (m/v) lik fenol ftalein  % 95 (v/v) lik etanolde

5.       İŞLEM

Katı numuneler erime noktasının 10 °C üstünde bir sıcaklıkta etüvde eritilir. Numune berraklaşmış ise karıştırarak homojen hale getirilir. Bulanık ise 50 °C de tutulur. Yine berrak değilse 50 °C deki etüv içinde süzülür. Süzüntü berrak olmalıdır. Sıvı ve berrak numuneler ise karıştırmak sureti ile homojen hale getirilir.

Tahmin edilen asitliğe göre 5-10 g numune 0,01 g hassasiyetle 250 mL’lik erlen içine tartılır. Deney numunesi önceden nötrleştirilmiş olan etanol ve dietil eter 1+1 karışımının yaklaşık olarak 150 mL’si içinde çözülür. Elde edilen çözelti tam berrak değilse, karışımdan bir miktar daha katılır. 0,1 N etanollü KOH ile belirtecin dönüm noktasına kadar ( fenol ftaleinin pembe renginin en az 10 saniye kararlı kaldığı) titre edilir.

6.       HESAPLAMALAR

Analiz sonucu , 1 kg yağdaki asitliği nötrleyecek KOH in miktarını ifade eden asit sayısı olarak verilebilir.

Asit sayısı   =  f x V x 56,1 / m

V: Kullanılan 0,1 N etanollü KOH çözeltisinin hacmi, mL

m : Deney numunesinin ağırlığı, g

f : 0,1 N Etanollü KOH çözeltisinin faktörü

56,1 : KOH ‘in eşdeğer gramı.

Asitlik aynı zamanda, bitkisel veya hayvansal yağın niteliğine göre, Laurik asit (hindistan cevizi, hurma çekirdeği vb. yağlarda) , Palmitik asit  (palm , hurma yağında) , Erusik asit (bazı turpgillerden elde edilen bitkisel yağlarda) ve Oleik asit (diğerlerinde) yüzdesi olarak ifade edilebilir.

f x N x V x meg  x  100

% Asitlik ( sonucun ifade edildiği asit cinsinden ) = ———————————-

m

N: Titrasyonda kullanılan etanollü KOH çözeltisinin normalitesi

V: Titrasyonda kullanılan etanollü KOH çözeltisinin hacmi , mL

m: Deney numunesinin ağırlığı , g

meg = sonucu ifade için kullanılan yağ asidinin mili eşdeğer gramı.

Laurik asit için meg                    0,200                  Palmitik asit için meg           0,256

Oleik asit için meg                      0,282                   Erusik asit için meg              0,338

NOT:

  Çözelti titrasyon sırasında bulanıklaşırsa içine etanol-dietil eter karışımından  yeterli bir miktar  katılır.

  Potansiyometrik metot standardize edilinceye kadar koyu renkli bitkisel ve hayvansal yağlarda  belirtecin dönüm noktasının açıkça görünmesi için fenol ftalein yerine belirteç olarak alkali mavisi 6 B kullanılabilir. Bu takdirde de belirteçte maviden kırmızıya dönüşen renk en az 10  saniye kalmalıdır.

  İçinde laurik asit bulunan bitkisel ve hayvansal yağlarda  etanol eter çözeltisinin sıcaklığı titrasyon sırasında 15 ve 20 °C arasında tutulmalıdır.

7.       KAYNAK

TS 1605 / Nisan 1974

Yağlar ( Yrd.Doç.Dr. İbrahim BİLİCİ )

Esterler adlandırılırken, önce oksijene bağlı alkil grubundan sonra asit grubunun adı söylenir. Asit grubu okunurken -ik asit yerine -at eki getirilerek adlandırılma yapılabilir. Yağlar, çift karbon sayılı (4-24) doymuş ve doymamış yağ asitlerinin gliserin triesterleridir. Yağ asitleri, uzun, düz zincirli ve çift karbonlu monokarboksilli asitlerdir. Gliserin üç değerli bir alkol olduğundan üç mol yağ asidiyle birleşerek esterleşir. Yağ oluşumunda gliserin kullanıldığı için bunlara gliserit de denir. Saf yağın bileşiminde C, H, ve O elementleri bulunur. Bu bileşikler suda çözünmediği halde pek çok organik çözücüde çözünürler. Sudan daha düşük yoğunluğa sahiptirler.

Yağ olarak ifade edilen besin öğeleri bünyesinde birden fazla bileşiği bulundurduğu için kompozisyonlarına göre farklı özellik gösterirler. Ancak yüksek enerji içerikleriyle (ortalama 9,4 Kcal/g) gıdalarımızda en konsantre enerji kaynağını teşkil ederler. Linoleik asit, linolenik asit ve araşidonik asit, insanlar için esansiyeldirler. Yani vücutta sentez edilmezler; besinlerle dışarıdan alınmaları gerekir. Linoleik asit, mısır yağı, yer fıstığı, pamuk yağı ve soya fasülyesi yağı gibi tohum yağlarında bulunur Linolenik asit, ayrıca keten tohumu yağında bulunur Araşidonik asit, yer fıstığı yağında daha fazla miktarda vardır.

YAĞLAR… Yağ asiti Adı Karbon sayısı Formülü Laurik 12 Doymuş CH3-(CH2)10COOH Miristik 14 Doymuş CH3-(CH2)12COOH Palmitik 16 Doymuş CH3-(CH2)14COOH Stearik 18 Doymuş CH3-(CH2)16COOH Arakhidik 20 Doymuş CH3-(CH2)18COOH Oleik 18 Doymamış CH3(CH2)7CH= CH(CH2)7COOH Risinoleik 18 Doymamış CH3-(CH2)-CHOH-CH2-CH=CH-(CH2)7COOH Linoleik 18 Doymamış CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7COOH Linolenik 18 Doymamış C2 H5-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7COOH Oleostearik 18 Doymamış CH3-(CH2)3-CH=CH-CH=CH-CH=CH-(CH2)7COOH Lisanik 18 ‘‘ CH3-(CH2)3-CH=CH-CH=CH-CH=CH-(CH2)4-CO-(CH2)2COOH

Margarin teknolojik olarak, homojen bir karışım oluşturmayan su ve/veya süt fazı ile yağ fazının meydana getirdiği emülsiyondur. Margarinde su fazı sürekli olan yağ fazı içerisinde dağılmış halde bulunur. Margarinde esas olarak iki faz mevcuttur. Yağ fazı, çeşitli sıvı ve katı yağların karışımı olup, margarinin tüketildiği sıcaklıkta margarin için uygun katılığı sağlayabilecek katı yağ oranına sahip olmalıdır. Ayrıca yağ fazı, yağda çözünen vitaminler, esanslar, renk maddeleri ve emülsifiye edici maddeleri ihtiva eder. Su fazı ise fermente edilmiş süt, tuz, koruyucu maddeler ve antioksidanları bünyesinde bulundurur. Margarinler için en önemli kalite faktörleri, kristal yapı, kıvamlılık ve plastiklik gibi fiziksel özelliklerdir. Bu faktörler verilen her hangi bir sıcaklıkta birleşimde bulunan gliseritlerin erime noktalarına toplam katı veya kristal gliserit miktarlarına, bu katı kısımların belirli sıcaklık değerleri arasındaki dağılımlarına ve margarinlerin üretildiği çalışma şartlarına bağlıdır.

Bitkisel ve hayvansal yağlar, bünyelerindeki serbest asitlerin nötrleştirilmesi ile rafine edilir. Yağlara süzme, renk ve koku giderme ve gerekiyorsa hidrojenlendirme (katılaştırma)işlemleri yapılır Koyun beden yağları 47-50 C’de, sığır iç yağları 42-46 C’de erirler. Bu yağlar önce eritilir, 30- 35 C’ye kadar soğutulur ve preslenir. Presten akan sıvı kısım “Oleo margarin” adını alır. Dünyada ve Türkiye’de daha çok bitkisel margarinler üretilmekte olup, çok az miktarda da hayvansal margarin üretilmektedir. HAM YAĞIN ELDESİ VE RAFİNASYONU Ön İşlemler: Yağlı tohumlardan yağ eldesine başlamadan önce tohumlar bazı ön işlemlerden geçirilir. Genel olarak tohumların temizlenmesi, tohumun yapısal farklılığından dolayı uygulanması gereken bir kısım işlemler ve uygulanacak yağ alma yönteminin gerektirdiği hazırlıklar ön işlemleri teşkil eder. Ön işlemleri; temizleme, pamuk tohumu için linterleme, tohumun nemlendirilmesi, kabuk kırma ve ayırma, pulcuk haline getirme ve kavurma olarak sayabiliriz. İnsanlar tarafından çeşitli şekillerde tüketilen bitkisel kaynaklı bütün gıdaların işlenmesinde uygulanan aşamalardan ilki genellikle hammaddenin temizlenmesidir. Hammadde çoğu zaman farklı oranlarda taş, toprak, kum, metal parçaları, bitkisel kalıntılar vb. yabancı maddeler içerir.

Yağlı tohumlardaki yabancı maddeler, irilik, şekil, yoğunluk ve mıknatıslık özelliklerinden yararlanarak çalışan sistemler kullanılarak uzaklaştırılmaktadır. Elekler, triyörler, pnömatik (havalı) ayırıcılar, mıknatıs sistemi, linterleme makinaları (pamuk tohumunu liflerinden ayırmada), fırçalama makinaları yağlı tohumların temizlenmesinde kullanılan başlıca sistemlerdir. Aşağıda bu sistemlerin tohumun hangi özelliğinden yola çıkılarak oluşturulduğu açıklanmıştır. Elekler: İrilik esasına göre ayırma. Triyörler : Şekil farkından faydalanarak ayırma. Pnömatik ayırıcılar: Yoğunluk farkından yola çıkılarak ayırma. Mıknatıs sistemi: Yağlı tohumlar içinde bulunması muhtemel olan ve tesislerde yer alan makinalara zarar verme olasılığı bulunan metal parçalarını mıknatıslık özelliğinden yola çıkarak ayırmada.

Yağlı Tohumların Nemlendirilmesi: Yağlı tohumlarda kabuk kırma ve ayırma, pulcuklandırma, kavurma gibi işlemlerin daha kolay uygulanabilmesi için tohumun nem oranının % 16-18 olması gerekmektedir. Bu nedenle yağlı tohumların istenen nem derecesine getirilebilmeleri için aşağıda belirtildiği şekilde nemlendirilmeleri gerekmektedir. *Tohuma verilen su, homojen bir dağılım saplamak için püskürtme şeklinde verilmelidir. *Tohumun suyla temas süresi mümkün olduğunca uzun tutulmalıdır. Eğer yığında zedelenmiş tohum miktarı yüksek değilse bu süre 3-4 gün olabilir. *Nemlendirmeden sonra tohumun yüzeyinde su kalmamalıdır. *Nemlendirilmiş tohumlar çabuk bozulacağı için hemen yağa işlenmelidir Kabuk Kırma ve Ayırma : Kabuk % 1 yağ içermesi, protein içeriğinin ise çok düşük olması nedeniyle tohumdan uzaklaştırılması gerekmektedir. Kabuğun tohumla uzun süre temas halinde bulunması, presleme sırasında kabuk tarafından emilen yağın geri kazanılamaması nedeniyle yağ kaybına, çözgen ekstraksiyonu sırasında kabuğun renk, tat ve koku maddeleri de çözündüğünden yağın kalitesinin bozulmasına, presleme sırasında pres kapasitesinin düşmesine neden olduğundan kabuk kırma ve ayırma işlemi önem arz etmektedir.

Yabancı maddelerden ayrılıp temizlenen tohumlar özel kırıcılarda santrifüj çarpma yöntemiyle kırılırlar. Silindirik sabit bir gövde içinde dakikada 600-650 devirle dönen paletlerden oluşan bir tambur üstten gelen tohumları cidara savurarak çarptırır. Silindirik gövdenin içi setlerle ve tohumların bir kısmı bütün, bir kısmı parçalanmış halde kabuklarından ayrılır. Pamuk tohumu, ayçiçeği ve yerfıstığı gibi esnek kabuklarla kaplı yağlı tohumların kabuklarının soyulmasında bar ve disk kabuk soyucular kullanılır. Keten tohumu, kolza ve susam gibi çok küçük hacimli yağlı tohumlarda kabuk soyma işlemi çok zor olduğundan uygulanmaz. Kabuk soyma makinaları her yağlı tohumun özelliğine göre düzenlenmiştir. İç(badem) ve kabuk bir elekten geçirilerek parçalanmış, ufalanmış olanlar ayrılır. İri kabuklar hava akımıyla emilir. Kabukların tamamının alınması istenmez. ayçiçeğinde % 70 kabuk kalması istenir. presleme işleminde kabuklar yardımcı olur. Ayrılan kabuklar yan ürün olarak satılır. Tohumların Kavrulması: Yağlı tohumların yağ verimlerini artırmak ve küspenin daha iyi değerlendirilmesini sağlamak için kavrulması gerekir. Sıcaklık uygulanarak yağın viskozitesi azaltılıp, akıcılığı artırılır. Hücre proteinleri koagüle edilerek, hücre zarlarına gevreklik verilerek yağın hücreden kolayca çıkması sağlanır. Tohumdaki su oranı % 7-8’ den % 4-4,5’ a düşürülür. Kavurma işlemi küçük işletmelerde doğrudan ateşle ısıtılan tek katlı tavalarda, büyük ve modern işletmelerde ise 4-5 katlı tavalarda yapılmaktadır. Tavalara alınan tohum önce 15-20 dakika ısıtılır ve üzerine su buharı veya sıcak su püskürtülüp nemi % 16-18’ çıkartılır. Tohum sıcaklığı 80-90 C’ ye çıkartılarak kavurma işlemine geçilir. 20-30 dakika kavrulan tohumun proteinleri koagüle edilmiştir. Daha sonra 110-115 C sıcaklıkta nem oranı % 4-4,5’ a düşürülür, pres veya ekstraktöre sevk edilir.

Tohumlardan yağın alınması: Mekanik Presleme Yöntemiyle Ham Yağın Üretimi : Mekanik presleme işlemi; katı-sıvı faz ayırım yöntemi olarak tanımlanabilir. Genellikle yağ oranı % 20’den daha düşük olan yağlı tohumların ham yağa işlenmesinde mekanik presleme yöntemi kullanılabilmektedir. Mekanik presleme işlemi sonucu esas ürün olarak ham yağ, yan ürün olarak yağı alınmış küspe elde edilmektedir.Mekanik presleme işleminde kesikli çalışan hidrolik presler, sürekli vidalı presler ve döner presler kullanılabilir.

Solvent Ekstraksiyonu Yöntemiyle Ham Yağın Üretimi : Solventle yağın tohuma geçmesi sağlanır. Sonra solvent süzülerek ayrılıp, uçurulur ve geriye ham yağ kalır. Pres yöntemine göre üstünlüğü küspede en fazla % 1 oranında yağ kalır ve çoğunlukla % 0,5 civarında bulunmaktadır. Bu yöntemle yağ elde etme özelikle yağ miktarı düşük olan soya ve çiğit gibi yağlı tohumlarda kullanılmaktadır. Yağ çözücü olarak bir çok organik madde kullanılmakla birlikte günümüzde Türkiye ve dünyada en yaygın kullanılan kaynama noktası 64-68 olan Hekzandır. Rafinasyon Aşamaları : Rafinasyon işlemini kısaca berrak ve normal tatta yağ elde etmek için ham yağda bulunan ve istenmeyen tüm maddelerin yağdan uzaklaştırılması olarak tanımlayabiliriz. Ham yağlar ne kadar özenli ve temiz elde edilirse edilsin mutlaka rafine edilmelidir. Çünkü tüketici açık renkli, kokusuz, serbest yağ asidi bulunmayan ve berrak yağ satın almak ister. Rafine edilmeden tüketilen tek bitkisel yağ, iyi kalite zeytinlerden elde edilen zeytin yağıdır. Fakat kötü vasıfta olan zeytin yağları da rafine edilir. Türkiye’nin kırsal kesinimde ayçiçeği, susam, haşhaş vb. gibi hammaddelerden elde edilen yağlar yerel halk tarafından rafine edilmeden tüketilir. Musilaj giderme, asit giderme, ağartma, koku giderme ve vinterizasyon rafinasyon işleminin aşamalarıdır.

Musilaj Giderme (Degumming) : Türkiye’de yetiştirilen ayçiçeği, soya, keten vb. gibi yağlı tohumlar fosfatidlerce zengindir (% 1- 2,5). Bunlarda müsilaj giderilmezse rafinasyonda kayıplar olur. Ayrıca yağlı tohumlarda bir de patolojik etkenler veya yaralanmalar sonucu meydana gelen zamksı maddeler de bulunur. Müsilaj gidermede hidroklorik asit, fosforik asit kullanılır. Türkiye’de bu gün daha çok, sodyum klorür veya pirofosfatın %40-65’lik çözeltisi kullanılır. Bu çözeltiden ham yağa %2-3 oranında katılır ve yağ karıştırılarak 40-50 oC’ye kadar ısıtılır. İşlem sonunda çöken sulu tabaka (hidrolasyon çamuru) santrifüjlenerek yağdan ayrılır. Yapışkan maddeler bir elektrolit yardımıyla pıhtılaştırılırken fosfatidler gibi diğer yapışkan maddeler su ve sıcaklık yardımıyla hidrotasyon sonucu çöktürülür. Bu sırada yağda bulunan mineral maddeler ve bazı yabancı maddeler de çöken bu maddelerle birlikte yağdan uzaklaştırılır. Musilaj maddeleri lesitin eldesinde kullanılır.

Asit Giderme (Nötralizasyon) : Yağ sanayiinde asitlik giderme işlemi yaygın olarak serbest asitlerin bazlarla nötralizasyonu şeklinde uygulanmaktadır. Yağda serbest halde bulunan yağ asitleri NaOH ile muamele edilince yağda erimeyen sabun meydana gelerek çöker. Asit karakterde olan diğer bazı maddelerle sabun tarafından absorbe edilen diğer bir çok maddeler de çöker. Ayrıca, yüksek derecede vakumda damıtılarak serbest yağ asitlerinin yağdan ayrılması işlemi de uygulanmaktadır. Buna fiziksel nötralizasyon denir. Kullanılacak NaOH miktarı serbest asitlik 7 olarak hesaplanır. Fakat bazın bir kısmı nötr yağ ile reaksiyona girebileceğinden hesaplanan miktarın %10 fazlası kullanılır. Asit giderme kayıpları yabancı maddelerin cins ve miktarlarına, serbest yağ asitleri miktarına göre değişir. Fosfatidler az olursa kayıp azalır. Serbest yağ asitlerindeki kayıplar; kakao, palm, kara ve deniz hayvanları yağlarında serbest yağ asitlerinin 1,5 katı, pamuk ve soyada 3 katı, asiditesi düşük yağlarda ise serbest yağ asitlerinin 5-10 katı yağ kaybolur. Yemeklik, kızartmalık, margarin yapılacak yağlarda asitlik giderilmezse serbest yağ asitleri duman çıkararak yanar. Nötralizasyon kuru ve yaş olarak yapılır.

Ağartma (Renk Giderme=Bleaching) : Yağ sanayiinde ağartma işleminin amacı, ham yağın doğal olarak içerdiği ve tohumun yağa işlenmesi sırasında oluşan renk maddelerinin uzaklaştırılmasıdır. Bu iş için Tonsil, Bentonit gibi çeşitli adlar altında satılan ve sanayide “ağartma toprağı” genel adı ile bilinen adsorbant maddeler kullanılır. Son zamanlarda bu amaçla, sülfirik veya hidroklorik asitle muamele edilip, aktif hale getirilen diğer topraklar da kullanılmaktadır. Ayrıca aktif kömür de kullanılır. Aktif kömür, özellikle kırmızı, mavi ve yeşil renklerin adsorbsiyonunda kullanılır. Pahalı olması ve fazla yağ emmesi nedeniyle yalnız başına kullanılmaz. Kullanılacak ağartma toprağının miktarı yağın rengine toprağın aktivitesine bağlı olarak değişir. Bu amaçla 25-30 tonluk kazanlar kullanılır. Kazanda ısıtıcı serpantin ve karıştırıcı bulunur. Yağın sıcaklığı, 70-80 C’ye çıkarılır ve toprak konur. Sıcaklık 90-100 C’ye çıkarılır. Toprağın ilave edilmesi sırasında karıştırıcılar çalıştırılarak bir süspansiyon elde edilir. Isıtma tamamlandıktan sonra 15-20 dakika daha karıştırmaya devam edilir. Daha sonra yağ presli filtrelerden geçirilerek süzülür. Bu aşamada yağ kaybı en fazla katılan toprak miktarı kadar olmaktadır. Süzme işleminden sonra kazana önce basınçlı hava verilerek serbest yağ, sonra basınçlı buhar verilerek de toprağın adsorbe ettiği yağ alınır. Bu işlemler sırasında oksidasyonu önlemek için vakum da yapılır.

Koku Giderme (Deoderizasyon) : Koku alma işleminin amacı istenmeyen koku ve tat maddelerinin yağdan uzaklaştırılmasıdır. Koku alma işlemini kısaca yağın tat ve kokusunu bozan bazı uçucu maddeleri, su buharı ile yağdan ayırmak şeklinde tanımlayabiliriz. Koku alma için; kurutma ve gazları uçurma, ısıtma, koku alma, soğutma, boşaltma işlemleri uygulanır. Kokusu giderilecek yağ kazana alınır. Kazana alttan buhar verilerek sıcaklık, 3-5 mm’lik vakumda 180 C’ye çıkarılır. Buhar kazana alttan verildiği için aynı zamanda yağ karıştırılmış olur. Bu sırada yağda istenmeyen koku maddeleri buharla birlikte uzaklaştırılmış olur. Kokusu giderilmiş yağ yüksek vakum altında 100 C’ye soğutulur. Oradan da plakalı soğutuculara gönderilerek sıcaklık 30-50 C’ye soğutulur. Bu arada oksidasyonu önlemek amacıyla 1 kg. yağa 50 mg. Sitrik asit çözeltisi verilmelidir. Vinterizasyon (Soğuklatma) : Yemeklik yağlara uygulanan bir işlemdir. Yağlarda bulunan doymuş trigliseritlerin; özellikle de stearinlerin, 8-10 C’de donarak yağı bulandırmalarını önlemek amacıyla yapılır. Bu işlem genellikle ayçiçeği, çiğit ve mısırözü gibi yağlarda yapılır. Rafinasyonu biten yağ kristalizatörlere alınır ve istenilen kristalizasyon sıcaklığına kadar (0-10 oC ) soğutulur. Böylece yağlarda bulunan ve yüksek derecede eriyen trigliseritlerle (genelde stearin) vax’lar (mumlar) ayrılır. Bu işlemle yağın oda derecesinde kristalleşmeler sonucu bulanması önlenmiş olur. Ayırma işleminden sonra yağ soğutulmuş filtrelerden geçirilerek berrak kısım alınır. Vinterizasyonun başarılı olabilmesi için yağ mutlaka diğer rafinasyon aşamalarından geçmiş olmalıdır. Aksi halde ortamdaki serbest asitlik, yapışkan maddeler ve renk maddeleri kristalizasyonu güçleştirir.

SIVI YAĞLARIN SERTLEŞTİRİLMESİ (HİDROJENASYON) Hidrojenasyon, sıvı yağlardaki doymamış yağ asitlerinin çift bağlarını hidrojenle doyurma işlemidir. Sıvı halde bulunan veya içerisinde düşük erime noktasına sahip moleküller bulunduran bir yağdan erime noktası yüksek,kısmen veya tamamen katı özellikle yağ eldesinde üç yönteme başvurulabilir. Bunlar; Hidrojenasyon İnteresterifikasyon Fraksiyonlama’dır. Bu işlemlerden hidrojenasyon, diğerlerine göre daha kompleks ve daha geniş uygulama alanı bulmuştur. Hidrojenasyon işlemi sıvı yağların margarin veya çeşitli shorteninglere işlenmesi durumunda yapılmaktadır

Bitkisel yağlar iki amaçla hidrojenasyona tabi tutulur. Bunlardan birincisi çift bağların sayısını azaltmak,böylece oksidasyona duyarlılığı azaltmak ve tat stabilitesini artırmaktır. İkinci amaç ise fiziksel özelliklerini değiştirerek,ürünün kullanım alanlarını artırmaktır. Böylece hidrojenasyonla bitkisel yağlardan margarin, şortening, kaplama yağı,kızartma yağı gibi değişik amaçlı yağların üretilmesi sağlanır. Hidrojenasyon işlemi kısaca,doymamış yağ asitleri karbonlar arasındaki çift bağlara hidrojen ilavesidir. Hidrojenasyon kazanında (otoklav,tank veya reaktörde denilebilir sıvı,katı ve gaz olmak üzere 3 faz bulunur. Bunlardan,doymamış yağ asitleri sıvı,katalizör(genellikle nikel) katı ve hidrojen gaz fazını oluşturur.Bu üç faz bir arada yüksek basınç ve sıcaklıkta bulundurulup karıştırıldığında hidrojenlenme meydana gelmektedir. Elde edilecek mamul yağın yapısı bu üç fazın bir arada bulunma şartlarına göre önemli farklılıklar göstermektedir. Üretilecek üründe istenen yapı ve özelliklere göre bu üç fazı bir arada bulundurma şartları ayarlanır. Böylece istenen erime noktası ve sterillik derecesine sahip yağ elde edilir. Hidrojenasyon sonucu elde edilen mamul yağın kompozisyon ve özelliklerini şu faktörler etkilemektedir. Kullanılan katalistin tipi, · Yağdaki katalist konsantrasyonu, · Hidrojenasyon ortamının hidrojen gazı basıncı, · Hidrojenasyon ortamının reaksiyon sıcaklığı, · Hidrojen gazının ortama dağılım derecesi.

Hidrojen işlemi ile çift bağların bir kısmı yok edilir. Diğer önemli bir kısmı da bu işlem sırasında cis, trans ve yer (pozisyon) izomerizasyonuna uğrar. Yağ asitlerinin bu kimyasal değişikliklere bağlı olarak yağda iki önemli kalite değişikliği ortaya çıkar. Birincisi yağın erime aralığı yüksek derecelere kayar,ikincisi yağ dayanıklılığı (oksidasyon stabilitesi) artar. Hidrojenleme ekzotermik bir reaksiyondur. Çift bağların doyurulması için gerçekleşen hidrojenasyonda yağın iyot sayısını bir birim düşürmekle serbest bırakılan enerji,yağın spesifik ısısına bağlı olarak,ortamda Hidrojenasyonun ekzotermik oluşundan dolayı bazen ısıtma boruları veya cekete buhar sevki durdurulabilir. Hatta soğuk su sirkülasyonu bile gerekebilir. Hidrojenlemede çift bağlar doyurulduğundan hidrojenlenen yağın iyot sayısı azalır. Bir ton yağın iyot sayısını bir birim düşürmek için 1m3 hidrojen gazına ihtiyaç vardır. Kuru ve rafine yağ otoklava alınır. Bir kısım yağ da, ısıtmalı karıştırma kazanında katalist ile karıştırıldıktan sonra otoklava alınır. Çalışmanın her kademesinde otoklav içinde veya sistemde patlayıcı karışımların oluşmasını engelleyici tedbirler alınmalıdır. Otoklavda karışım karıştırılırken buhar ile ısıtılır ve 120’ye ulaşınca hidrojen verilir. İstenilen sertleşme derecesine erişilince karışım 100 C’nin altına soğutulur ve süzülür. Süzülen yağda çözünmüş veya dağılmış olarak 10 mg/kg kadar nikel bulunabilir. Son ağartma ile bu miktar 0,1 mg/kg seviyesine düşürülür. Filtre preslerde kalan katalist tekrar kullanılır. Fakat çok fazla tekrar kullanım seçiciliğin azalmasına ve pratik olmayan uzun süzme zamanlarına neden olur. Hidrojenasyon işlemi de Batch veya sürekli sistemlerle yapılabilir.

Kaynak: http://web.hitit.edu.tr/dersnotlari/ibrahimbilici_19.03.2014_7N4Z.pdf