Production of low caloric and spreadable lipid by enzymatic interesterification of terebinth fruit (Pistacia terebinthus L.) oil

Abstract

Bu çalışmanın genel amacı menengiç meyve yağından düşük kalorili ve sürülebilir yapılandırılmış bir yağ üretmektir. Bu amaçla, menengiç meyve yağının sn-1,3 spesifik immobilize lipaz katalizörlüğünde kaprilik ve palmitik asit ile asidoliz reaksiyonları kesikli karıştırmalı tank reaktör ve dolgulu yatak reaktör sistemlerinde gerçekleştirildi. Reaksiyon koşullarının etkisi ve bunlar arasındaki etkileşim dört faktörlü beş seviyeli merkezi bileşik dairesel deney tasarımı kullanılarak yüzey tepki metodu ile araştırıldı ve optimize edildi. Seçilen ana faktörler; enzim miktarı, reaksiyon süresi, sıcaklık, substrat mol oranı ve akış hızıdır. Substrat mol oranı, enzim miktarı, reaksiyon süresi ve sıcaklık reaksiyon ürünlerinin dağılımını düzenleyen anahtar faktörler olarak tespit edildi. Dolgulu yatak reaktör sistemi, istenilen yapılandırılmış yağın üretilmesinde daha etkili bulundu. Bu sistemde, optimum reaksiyon koşulları 45 oC de reaksiyon süresi, enzim miktarı, akış hızı ve substrat mol oranı için sırasıyla 5.9 sa, % 10, 4 mL/dk ve 1:3.10:2.07?dir. Üretilen yapılandırılmış yağın kalorik değeri 38.96 kJ/g olarak bulunmuştur.Üretilen yapılandırılmış yağlar; erime profili, katı yağ oranı ve mikroyapı açısından bazı ticari margarinlerin yağ fazları ile karşılaştırıldı. Çalışmanın sonuçları; üretilen yağın, ticari yağlarla benzer erime özelliklerine ve mikroyapıya sahip olduğunu göstermiştir. Bu özellikleriyle sürülebilir yağlarda kullanılabilir niteliktedir.

The overall objective of the study is to produce a low-calorie and spreadable structured lipid (SL) from terebinth fruit oil. For this purpose, the sn-1,3 specific immobilized lipase (from Rhizomucor miehei) catalyzed acidolysis reaction of terebinth fruit oil with caprylic and palmitic acids was performed in a batch stirred tank reactor and recirculating packed bed reactor (PBR) systems. The effect of reaction conditions and relationship among them were analyzed and optimized by the response surface methodology with a four-factor five-level central composite rotatable experimental design. The major factors chosen were enzyme load, reaction time, temperature, substrate mole ratio and flow rate. The substrate mole ratio, enzyme load, reaction time and temperature were found as key factors for modulating the distribution of reaction products. The PBR system was found more effective to produce target SL. In this system, optimum reaction conditions at 45 oC for reaction time, enzyme load, flow rate and substrate mole ratio were 5.9 h, 10 %, 4 mL/min and 1:3.10:2.07, respectively. The caloric value of the produced SL was found as 38.96 kJ/g. The produced SLs were compared to fat phases of some commercial margarine in terms of solid fat content, melting profile and microstructure. The results of the study showed that the produced SL had similar melting characteristics and microstructure with those of commercial margarine fat extracts. So, it could be used in spreadable fats.