Gıda sanayiinde süperkritik ekstraksiyon ve uygulama alanları

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, Süperkritik Ekstraksiyonun yeni bir uygulama alam olarak fındıkta yağ düzeyinin düşürülmesi, deneysel çalışma konusu olarak seçilmiştir. Gıda sanayiinde gelişen teknolojiye paralel olarak yeni yöntemler kullanılmakta ve yeni ürünler üretilmektedir. Bu çerçevede, süperkritik ekstraksiyon sistemi de gıda sanayiinde giderek daha çok uygulama alanı bulmaktadır. Bu çalışmanın ilk bölümünde Süperkritik Ekstraksiyon sisteminin çalışma ilkesi ve ekstraksiyonda çözücü olarak kullanılan CCVin süperkritik özellikleri açıklanmakta, bu sistemin avantaj ve dezavantajları belirtilmektedir. Bu çerçevede, öncelikle ekstrakte edilecek Andıkların kimyasal bileşimi belirlenmiş ve uygulanan süperkritik ekstraksiyon işlemi sonucunda içerikte meydana gelen değişimler incelenmiştir. Ayrıca, değişik basınç, sıcaklık ve ekstraksiyon sürelerinin fındıktaki yağın azaltılmasına olan etkileri araştırılmıştır. Fındığın Süperkritik Ekstraksiyonunda 100, 200 ve 280 bar işlem basıncı ile 40 ve 45°C'lik sıcaklıklarda 4, 6 ve 12 saatlik ekstraksiyon sürelerinde yağ ekstraksiyonu denemeleri gerçekleştirilmiştir. Bu denemelerde, işlem basıncının, sıcaklığın ve sürenin yağ ekstraksiyonunu önemli ölçüde etkilediği saptanmıştır. Denemelerde en yüksek yağ verimi 45°C de 280 bar basınçta ve 12 saatlik ekstraksiyon süresinde saptanmıştır. Bu denemede Andığın yağ oranının % 76. 20 'den % 54.55'ejcadar düştüğü belirlenmiştir. Ekstraksiyon sonucunda, ürünün nem, kül, protein ve karbonhidrat değerlerinde sırasıyla %13, %29, %33 ve %62 düzeylerinde göreceli artışlar saptanmıştır. Bı ve B2 vitaminlerinde meydana gelen değişimler sırası ile %4.7 ve %19 iken, E vitaminindeki azalmanın büyük oranda (%54) olduğu saptanmıştır. Bu çalışmalara paralel olarak, fındıktan maksimum miktarda yağ ekstraksiyonunun sağlanması için gerekli işlem koşullarının belirlenmesine yönelik ithesaplamalar yapılmıştır. Bu yöntemde yağ asitlerinin süperkritik CO2 içerisindeki diffiizyon katsayıları ve çözünürlük değerleri hesaplanarak maksimum verimin hangi koşullarda gerçekleşebileceği belirlenmeye çalışılmıştır. Bu hesaplamalar sonucunda 40°C sıcaklıkta 625 bar ve 45°C sıcaklıkta ise 400 bar işlem basıncı düzeylerinde maksimum yağ verimi alınabileceği bulunmuştur. m

ABSTRACT The present experimental study was undertaken with the aim of reducing the oil content of hazelnuts as a new application of supercritical extraction. In parallel to the rapidly developing technologies in the food industry, new methods are used to develop novel products of high quality. Within this framework, supercritical extraction is finding a wide area of application. In the first two sections of the presentation, the working principles of the supercritical extraction system and the supercritical properties of CO2, the solvent used in the extraction, were given together with a discussion on the comparison of the various advantages and shortcomings of the technique. In the experimental part of the study, the chemical compositions of the nut samples before and after the extraction process were assessed and compared. Effects of different pressures, temperatures and extraction time on the reduction of the fat content were also investigated. The experimental trials for the extraction of the nuts were conducted at 100, 200 and 280 bars and 40 and 45°C for periods of 4, 6 and 12 hours. The results showed that pressure, temperature and time were important factors influencing the amount of oil extraction from the nuts. The highest oil yield was availed when the system was run for 12 hours at 280 bars and 45°C, whereby the fat content of the nuts was reduced from 76.20% to 54.55%. Changes in moisture, ash, protein and carbohydrate levels were found to be 13%, 29%, 33% and 62% respectively. The reduction in the water soluble vitamins Bi and B2 were 4.7% and 19% respectively while the loss in the oil soluble vitamin E was considerably 54%. In parallel to these studies, computations were done to establish the processing conditions that would give the highest level of oil extraction from the nuts. This was rvachieved by calculating the diffusion coefficients and solubilities of the individual fatty acids in the oil which were then used to predict the conditions under which maximum yield could be realized. As a result of the calculations, maximum oil yield is expected from an extraction carried out either at 40°C and 625 bars or at 45°C and 400 bars.