KOZMETİK AMACIYLA KULLANILAN BAZI BİTKİSEL YAĞLARIN YAĞ ASİDİ BİLEŞİMLERİNİN ANALİZİ. Seda TORUN YÜKSEK LİSANS TEZİ KİMYA

Transkript

1 KOZMETİK AMACIYLA KULLANILAN BAZI BİTKİSEL YAĞLARIN YAĞ ASİDİ BİLEŞİMLERİNİN ANALİZİ Seda TORUN YÜKSEK LİSANS TEZİ KİMYA GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TEMMUZ 2013 ANKARA

2 Seda Torun tarafından hazırlanan KOZMETİK AMACIYLA KULLANILAN BAZI BİTKİSEL YAĞLARIN YAĞ ASİDİ BİLEŞİMLERİNİN ANALİZİ adlı bu tezin Yüksek Lisans tezi olarak uygun olduğunu onaylarım. Doç. Dr. Olcay ŞENDİL Tez Danışmanı, Kimya Anabilim Dalı Bu çalışma jürimiz tarafından oy birliği ile Analitik Kimya Anabilim Dalında Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiştir. Prof. Dr. Nuran ÖZALTIN Eczacılık Anabilim Dalı, H.Ü Doç. Dr. Olcay ŞENDİL Kimya Anabilim Dalı, G.Ü Prof. Dr. Elif LOĞOĞLU Kimya Anabilim Dalı, G.Ü.. Tez Savunma Tarihi: 04/07/2013 Bu tez ile G.Ü Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu Yüksek Lisans derecesini onamıştır. Prof. Dr. Şeref SAĞIROĞLU Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü

3 TEZ BİLDİRİMİ Tez içindeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde edilerek sunulduğunu, ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm. SEDA TORUN

4 iv KOZMETİK AMACIYLA KULLANILAN BAZI BİTKİSEL YAĞLARIN YAĞ ASİDİ BİLEŞİMLERİNİN ANALİZİ (Yüksek Lisans Tezi) Seda TORUN GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Temmuz 2013 ÖZET Bu çalışmada kozmetik amaçlı kullanılan bitkisel yağların yağ asidi bileşimlerinin analizi yapılmıştır. Gaz kromatografisi-kütle spektrometresi (GC-MS) kullanılarak bitkisel yağlardaki yağ asitleri kalitatif ve kantitatif olarak analiz edilmiştir. Bu analizde, bir aktardan temin edilen avokado, jojoba, üzüm çekirdeği, kayısı çekirdeği yağları ve bir kozmetik fabrikasından temin edilen baobab yağı örnekleri kullanılmıştır. Yağlar KOH hidrolizi ile uçucu metil esterleri haline dönüştürüldükten sonra Metanol/BF 3 ile türevlendirilmiştir. Türevlendirme işleminden hemen sonra yağlar GC-MS ile analiz edilmiştir. Sonuç olarak avokado, kayısı çekirdeği ve baobab yağlarının oleik asit (18:1) yönünden, üzüm çekirdeği yağının linoleik asit (18:2) yönünden, jojoba yağının eikosanoik asit (20:0) yönünden zengin olduğu bulunmuştur. Ayrıca zeytinyağı ve ayçiçek yağlarının analizleri yapılmış ve analiz sonuçları numune yağların sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Avokado yağının zeytinyağı ile, üzüm çekirdeği yağının da ayçiçek yağı ile yağ asidi profillerinin benzer olduğu bulunmuştur.

5 v Yapılan analizler sonucunda yağ örneklerinin çeşitli cilt problemlerinde kullanılan tekli doymamış (oleik asit) ve ω-3, ω-6 yağ asitlerince zengin olduğu görülmüştür. Bilim Kodu : Anahtar Kelimeler : Yağ asidi, GC-MS, Bitkisel yağlar Sayfa Adedi : 67 Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Olcay ŞENDİL

6 vi THE ANALYSIS OF FATTY ACID COMPOSITIONS IN VARIOUS VEGETABLE OIL FOR COSMETIC PURPOSE (M.Sc.Thesis) Seda TORUN GAZİ UNIVERSITY GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES July 2013 ABSTRACT In this study, fatty acid compositions of vegetable oils for cosmetic purpose were analyzed. Qualitative and quantitative analysis of fatty acids in vegetable oils were made by using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). In the analysis, oils of avocado, jojoba, grape seed and appricot seed supplied from herbalist and baobab oil obtained from a cosmetic factory were used. After the oils were converted the methyl ester with KOH hidrolysis, these were derivatizated by MeOH/BF3. Just after the derivatization process the oils were analyzed by GC-MS. In conclusion, it was determined that oleic acid ratio (18:1) of avocado, appricot seed, baobab oils; linoleic acid ratio (18:2) of grape seed oil,eicosanoic acid ratio (20:0) of jojoba oil were rich. Further more olive oil and sunflower oil were also analyzed and results of this analysis were compared to sample oils result. The similarity between fatty acid profiles of avocado oil and olive oil and also the similarity grape seed oil sunflower oil were determined. According to the result of the analysis it was also obtained that these oil samples were rich in monounsature (oleic acid) and ω-3, ω-6 fatty acids which were used for many skin problems.

7 vii Science Code : Key Words : Fatty acid, GC-MS, Vegetable oils Page Number : 67 Adviser : Assoc. Prof. Dr. Olcay ŞENDİL

8 viii TEŞEKKÜR Çalışmalarım boyunca değerli yardım ve katkılarıyla beni yönlendiren değerli hocam Doç. Dr. Olcay ŞENDİL e, bilgi ve tecrübeleriyle bana yardımcı olan Kimyager Hasan Basri İSKENDER ve Ali AKYILDIZ a, maddi ve manevi destekleriyle beni hiçbir zaman yalnız bırakmayan sevgili aileme teşekkürü bir borç bilirim.

9 ix İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET... iv ABSTRACT... vi TEŞEKKÜR... viii İÇİNDEKİLER... ix ÇİZELGELERİN LİSTESİ...xii ŞEKİLLERİN LİSTESİ... xiii RESİMLERİN LİSTESİ... xv SİMGELER VE KISALTMALAR... xvi 1. GİRİŞ GENEL BİLGİLER Yağlar Dünya da Bitkisel Yağ Üretimi Türkiye de Bitkisel Yağ Üretimi Türkiye nin bitkisel sıvı yağ dış ticareti Yağlarda Genel Analiz Metotları Su tayini Yoğunluk tayini Kırılma indisi tayini Renk tayini İyot değeri tayini Gaz Kromatografisi Türevlendirme... 14

10 x Sayfa Türevlendirme çeşitleri Yağ Asidi Bileşimi Analiz Edilen Yağlar Avokado yağı Jojoba yağı Kayısı çekirdeği yağı Üzüm çekirdeği yağı Baobab yağı Yağların Kimyasal Yapısı Trigliseritler Yağ asitleri Fosfolipitler Sfingolipitler Yağ alkolleri Steroller Hidrokarbonlar Renk maddeleri Yağda çözünen vitaminler LİTERATÜR ÇALIŞMALARI MATERYAL VE METOT Materyal Kimyasallar ve cihazlar Numunelerin analize hazırlanması Analizde kullanılan cihazlar ve GC-(EI)MS koşulları... 38

11 xi Sayfa 4.2. Metot Türevlendirme işlemi Bileşenlerin Aydınlatılması İstatistik BULGULAR VE TARTIŞMA Numune Yağlarda GC-(EI)MS ile Yağ Asitlerinin Analiz Koşullarının Belirlenmesi Zeytinyağının analizi Ayçiçek yağının analizi Standart Supelco Fame (C8-C24) Karışımının Analizi Avokado Yağının Analizi Jojoba Yağının Analizi Kayısı Çekirdeği Yağının Analizi Üzüm Çekirdeği Yağının Analizi Baobab Yağının Analizi SONUÇ KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ... 67

12 xii ÇİZELGELERİN LİSTESİ Çizelge Sayfa Çizelge 2.1. Türkiye nin bitkisel yağ ithalatı ve ihracatı... 9 Çizelge 2.2. Doymuş yağ asitleri Çizelge 2.3. Doymamış yağ asitleri Çizelge 2.4. Dallanmış yağ asitleri Çizelge 2.5. Halkalı yapılı yağ asitleri Çizelge 2.6. Bazı yağ alkolleri Çizelge 2.7. Başlıca karotinoidler ve kapalı formülleri Çizelge 4.1. GC-(EI)MS spektrumunun alındığı deneysel koşullar Çizelge 5.1. GC-(EI)MS analiz koşulları Çizelge 5.2. Standart yağ asidi karışımında tespit edilen yağ asitleri ve alıkonma süreleri Çizelge 5.3. Zeytinyağı ve avokado yağının yağ asidi profilleri Çizelge 5.4. Ayçiçek yağı ve üzüm çekirdeği yağının yağ asidi profilleri Çizelge 6.1. Çalışılan numunelerin yağ asidi içeriklerinin karşılaştırılması... 61

13 xiii ŞEKİLLERİN LİSTESİ Şekil Sayfa Şekil 2.1. Dünya da bitkisel yağ üretimi... 7 Şekil 2.2. Gaz kromatografisinin fonksiyonel şeması Şekil 2.3. Trigliserit örnekleri Şekil 2.4. Basit trigliseritler Şekil 2.5. Karışık trigliseritler Şekil 2.6. Yağ asitleri Şekil 2.7. cis- ve trans- yağ asidi Şekil 2.8. Dallanmış yağ asidi Şekil 2.9. Halkalı yağ asidi Şekil Fosfolipit örnekleri Şekil Sfingomiyelin Şekil Sterol Şekil 5.1. Zeytinyağının GC spektrumu (a) Şekil 5.2. Zeytinyağının GC spektrumu (b) Şekil 5.3. Zeytinyağının GC spektrumu (c) Şekil 5.4. Zeytinyağının GC spektrumu (d) Şekil 5.5. Zeytinyağının MS spektrumu Şekil 5.6. Ayçiçek yağının GC spektrumu Şekil 5.7. Ayçiçek yağının MS spektrumu Şekil 5.8. Yağ asidi standardının GC spektrumu Şekil 5.9. Yağ asidi standardının MS spektrumu... 49

14 xiv Şekil Sayfa Şekil Avokado yağının GC spektrumu Şekil Avokado yağının MS spektrumu Şekil Jojoba yağının GC spektrumu Şekil 5.13.Jojoba yağının MS spektrumu Şekil Kayısı çekirdeği yağının GC spektrumu Şekil Kayısı çekirdeği yağının MS spektrumu Şekil Üzüm çekirdeği yağının GC spektrumu Şekil Üzüm çekirdeği yağının MS spektrumu Şekil Baobab yağının GC spektrumu Şekil Baobab yağının MS spektrumu... 59

15 xv RESİMLERİN LİSTESİ Resim Sayfa Resim 2.1. Avokado yağı Resim 2.2. Jojoba yağı Resim 2.3. Kayısı çekirdeği yağı Resim 2.4. Üzüm çekirdeği yağı Resim 2.6. Baobab yağı... 20

16 xvi SİMGELER VE KISALTMALAR Bu çalışmada kullanılmış bazı simgeler ve kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte aşağıda verilmiştir. Simgeler Açıklama g Gram t Herhangi bir sıcaklık ml Mililitre mm Milimetre µl Mikrolitre M Molarite 0 C Santigrat derece Kısaltmalar Açıklama ALA ABD DHA EPA EI FAME GLA GC-MS LA RT Alpha Linoleic Acid Amerika Birleşik Devletleri Docosahexaenoic Acid Eicosapentaenoic Acid Electron Ionization Fatty Acid Methyl Ester Gamma Linoleic Acid Gas Chromatography - Mass Spectrometry Linoleic Acid Retention Time

17 1 1.GİRİŞ Üç temel besin maddesinden biri olan yağların, insan organizması enerji ihtiyacının büyük çoğunluğunu karşılaması yanında başka pek çok fizyolojik ve biyolojik fonksiyonları bulunmaktadır [15]. İnsan vücudu iki temel yağ asidi olan linoleik asit (18:2, ω-6) ve linolenik asit (18:3, ω-3) sentezleyememektedir. Bu yağ asitleri vücut sağlığımız için gerekli olduğundan bunlar besinlerle dışardan alınmalıdır. Yani bunlar vitaminler ve amino asitler gibi vücut fonksiyonları için esansiyel maddelerdir. Linoleik asit özellikle bitki tohumlarından elde edilen yağlarda, linolenik asit ise balık yağında bol miktarda bulunur. Linoleik asitten karbon zincirinin uzaması (elengasyon) ve çift bağ sayısının artması (desatürasyon) sonucu araşidonik asit meydana gelir [37]. Bitkilerin aksine hayvanlar ve insanlar omega-1'in metil grubu ile omega-7 nin karbon atomu arasına çift bağ oluşturamadıklarından, omega-3 ve omega-6grubu içeren doymamış yağ asitlerini sentezleyemezler. Bu nedenle linoleik ve linolenik asitler esansiyel yağ asitleridir, bunlardan da hayvan organizması mitokondrilerinde uzun zincirli ve çoğunlukla doymamış yağ asitleri sentezlenmektedir. Esansiyel yağ asitleri vücutta doymamış yağ asitlerine, bunlar da önce eikosanoik isimli 20 karbonlu yağ asidine dönüştürülmekte, bunlardan da prostanoid denilen prostaglandinler, tromboksanlar ve lökotrienler sentezlenmektedir. Bunlar hormon benzeri bileşikler olup, hücrelerde membran geçirgenligi ile enzim ve reseptör aktivitesini etkilemektedirler. EPA ve DHA asitler n-3 grubunun başlıca yağ asitleri olup, beyin dokusu ve retinanın yapısına girmektedirler [28]. Hücre membranının esnekliği, akışkanlığı esansiyel yağ asitlerinin membrandaki miktarına bağlıdır. Esansiyel yağ asitleri; enerji sağlar, vücut ısısının korunmasına yardımcı olur. Esansiyel yağ asitlerinin, çeşitli fizyolojik proseslerde, tümör oluşumunu inhibe edici ajan olarak, kolesterol düşürücü, aterosklerozis (damar sertliği) azaltıcı, kalp damar hastalıklarını tedavi edici, alerjik reaksiyonları ve inflamasyonu (iltihaplanma) azaltıcı, immun sistemi güçlendirici gibi pek çok fonksiyonu olduğu bildirilmektedir

18 2 [27, 31, 38]. Ayrıca ω-3 ve ω-6 yağ asitlerinin özellikle çocukların ruhsal ve bedensel gelişimi açısından çok önemli olduğu bildirilmektedir [15]. Belirli yağ asitlerinin vücut için esansiyel olduğu fikri, ilk olarak Evans ve Burr tarafından 1929 yılında ortaya atıldı. Yağsız diyetle beslenen fareler üzerinde yapılan araştırmada; büyümenin gecikmesi, böbrek fonksiyon bozuklukları, cilt sorunları, üreme fonksiyon bozuklukları gibi rahatsızlıklar bulundu. Söz konusu araştırma sorunun linoleik asit (omega-6) adlı yağ asidi eksikliğinden kaynaklandığını gösterdi. Vücudun üretemediği ve mutlaka besinler yoluyla alınması gereken bu yağ asidi çeşidi o yıllarda esansiyel yağ asidi olarak adlandırıldı. Araştırmalar devam ettikçe, linolenik asidin (omega-3) de vücut için esansiyel olduğu saptandı ve bugün yapılan birçok araştırma, omega-3 ve omega-6 esansiyel yağ asitlerinin dengede alınmasının sayısız faydalar getirdiğini göstermektedir. Yağların tağşişinin belirlenmesinde en çok kullanılan yöntemlerden biri yağ asidi profilinin karşılaştırılması ve triaçilgliseridlerin karşılaştırılmasıdır. Mesela triolin denen bir trigliserit zeytinyağında en fazla %0,11 oranda bulunması gerekmektedir. Bunun üzerindeki değer zeytinyağındaki tağşişi göstermektedir [7]. Yapılan çalışmada Türkiye de kozmetik sektöründe oldukça sık kullanılan bazı bitkisel yağların yağ asidi profilleri Gaz kromatografisi-kütle spektrometresi (GC-MS) ile analiz edildi. Çeşitli yağların incelendiği bu çalışmanın amacını şöyle özetleyebiliriz; Türkiye de kozmetik sektöründe kullanılan yağların yağ asidi bileşimlerini yüksek hassasiyette ve seçicilikte aynı şartlarda (türevlendirme ve GC-MS çalışma şartları) incelemek, yağ asidi kompozisyonu ve esansiyel yağ asitleri bakımından bu yağları karşılaştırmak, hangi yağların bileşimlerinin birbirine yakın olduğunu incelemek ve literatürdeki yağ analizleri ile bulduklarımızı karşılaştırmaktır.

19 3 2. GENEL BİLGİLER 2.1. Yağlar Yağlar, çift karbon sayılı (4-24) doymuş ve doymamış yağ asitlerinin gliserin triesterleridir. Saf yağın bileşiminde C, H ve O elementleri bulunur. Bu bileşikler suda çözünmediği halde yağ çözücüleri denilen eter, petrol eteri, kloroform ve benzen gibi organik çözücülerde çözünen bitki ve hayvanlar tarafından sentezlenebilen doğal ürünlerdir. Yağlar; gliseritler, yağ asitleri, fosfatitler ve mumlar gibi sabunlaşma tepkimesi veren maddelerin dışında hidrokarbonlar, yüksek molekül ağırlıklı alkoller, renk maddeleri ve antioksidanlar gibi sabunlaşma tepkimesi vermeyen bileşikleri de geniş oranda içerirler [8]. İnsanların beslenmesinde önemli bir yere sahip olan yağlar, bitkisel ve hayvansal hücreler ile mikroorganizmalar tarafından özellikle bazı maya ve küf türlerince sentezlenmektedir. Günümüzde insan gıdası olarak kullanılan yağların %95 i bitkisel kaynaklıdır. Klorofil içeren bitkiler, havanın karbondioksitini ve köklerden aldıkları su ile inorganik maddeleri yapraklardaki kloroplastlarda güneş enerjisinin yardımı ile çok farklı yollardan glikoz, nişasta, protein ve yağ başta olmak üzere, çok çeşitli organik maddelere dönüştürürler. Avustralya, Afrika, Güney Amerika da yapılan arkeolojik çalışmalar geçmişte yaşayan insanların diyeti ile bugünkü batı diyetinin çok farklı olduğunu göstermiştir. Atalarımızın diyeti meyve ve sebzeler bakımından zengindi. Dolayısıyla kalorisi düşük, lif oranı ise yüksekti. Protein ihtiyaçlarının büyük kısmını ise et (av hayvanları) ve balıktan sağlamaktaydılar. Sonuç olarak bugünkü batı diyetine göre total yağ ve doymuş yağ oranı daha düşüktü ve omega-6 ve omega-3 esansiyel yağ asitlerinin tüketimi eşittir. Linoleik asit major omega-6 yağ asidi, α-linolenik asit ise major omega-3 yağ asididir. Vücutta linoleik asit araşidonik aside metabolize olur. α-linolenik asit ise eikosapentaenoik aside (EPA) ve dokosahekzaenoik aside (DHA) metabolize olur.

20 4 Omega-3/omega-6 yağ asitlerinin hangi oranda alınması gerektiği konusunda tam bir anlaşma sağlanamamıştır. Ancak genel olarak 4/1 omega-6/omega-3 oranı kabul edilebilir. Linoleik Asit (major omega-6 yağ asidi) LA; margarinde ve bitkisel yağlarda bulunur. LA derinin gelişmesine yardımcı olur. Bir kısmı vücutta gama linolenik aside dönüştürülür. Tipik batı beslenme alışkanlığı fazla oranda LA içerir. Böylelikle bu yağ asitlerinin dışarıdan verilmesine gerek kalmamaktadır. Alfa Linolenik Asit (ALA; 18 karbonlu; poliansatüre omega-3) ALA özellikle kanola yağında bulunur. Kuşüzümü (black current) yağında da bulunmaktadır. ALA nın olumlu yönde etki gösterdiği bazı durumlar şunlardır: Yüksek kan kolesterolü Hipertansiyon Bağışıklık sistemi bozuklukları Erkek infertilitesi (kısırlık) Malignite(kansere yol açan kötü huylu tümör) Vücut ALA nın bir kısmını diğer iki yağ asidine çevirmektedir. Bunlar eikosapentaenoik asit (EPA) ve dokosahekzaenoik asit (DHA) tir. Gama Linolenik Asit Sağlıklı bir vücut LA dan GLA oluşturabilmektedir. En zengin doğal GLA kaynağı borage yağıdır. (yıldızçiçeği olarak da bilinir). Bunun dışında kuşüzümü ve çuha çiçeğinde de bulunur. Vücut GLA yı; güçlü antienflamatuvar (yangı önleyici) etkileri olan, vazodilatasyon (damar genişlemesi) yapan ve kanamayı azaltan eikosanoidleri

21 5 üretmek için kullanır. Ayrıca GLA nın PMS (premenstruel sendromu) de kullanımı popülerdir. Bunların dışında GLA nın birçok durumda yararlı olduğu klinik olarak gösterilmiştir. Romatoid artrit KVS (kardiyovasküler) hastalıkları Diabetik nöropati (sinirsel ileti bozukluğu) Malignite(kansere yol açan kötü huylu tümör) Egzama, sedef gibi deri hastalıkları Eikosapentaenoik asit (EPA) ve Dokosahekzaenoik asit (DHA) (DHA; 22 karbonlu; poliansatüre omega-3); (EPA; 20 karbonlu poliansatüre omega- 3) Eikosapentaenoik asit ve dokosahekzaenoik asit balıklarda bulunan iki büyük yağ asidi grubudur. Alfa linolenik asitten sentezlenen veya balık yağlarından doğrudan alınan eikosapentaenoik asit (DHA; ω-3 ve EPA; ω-3 ) retina, serebral korteks, testis ve spermde yüksek konsantrasyonda bulunur. Beyin ve retinanın gelişimi için DHA ya özellikle gereksinim vardır ve plasenta ve süt yoluyla alınır. Retinitis pigmentosa (tavukkarası) bulunan hastaların kanlarında DHA düzeyinin düşük olduğu bildirilmiştir. Özellikle derin ve soğuk sularda yaşayan ton balığı, som balığı gibi yağlı ve kara etli balıklarda fazla miktarda bulunur. EPA, vücutta birçok yararlı etkileri olan eikosanoidleri üretir. Araştırmalar, EPA ve DHA içeren balık yağlarının şu durumlarda yararları olduğunu göstermiştir. Romatoid artrit Yüksek kan trigliseriti Kardiyak aritmiler Bebek beyin gelişimi Malignite (kansere yol açan kötü huylu tümör)

22 6 Araşidonik Asit (AA) Araşidonik asit membranda bulunur ve fosfolipidlerin %5-15 inden sorumludur. AA, bebeklerde beyin gelişimi için gereklidir. AA vücutta LA dan sentezlenmektedir. Vücut araşidonik asidi; güçlü pro inflamatuar (yangı önleyici) olan, vazokonstruksiyonu (damar büzüşmesi) ve kanama olasılığını azaltan eikosanoidleri üretmek için kullanır. AA et, yumurta ve kabuklu deniz hayvanlarında bulunmaktadır. Omega-3 ve omega-6 yağ asitleri vücutta birbirlerine dönüştürülemezler ve hemen hemen tüm hücre membranları için önemli bir bileşendirler. Doymuş yağlar membran geçirgenliğini azaltırken esansiyel yağ asitleri hücre membranının geçirgenliğini arttırır. Hücre membranındaki çoklu doymamış yağ asidi içeriği büyük ölçüde diyetsel alıma bağlıdır. Bu nedenle perhiz yapanlarda uygun miktarlarda omega-3 ve omega-6 yağ asitlerinin alınımının sağlanmasına dikkat edilmelidir. Omega-6 ve omega-3 yağ asitlerinin doğru oranda alınması homoestazis (iç denge) ve normal gelişim için önemlidir. Ayrıca yeni doğanlarda yapılan çalışmalarda, dokosahekzaenoik asidin retinanın ve beynin normal fonksiyonel gelişimi için gerekli olduğu (özellikle de prematürelerde) gösterilmiştir. Esansiyel yağ asidi eksikliğinde görülen belirti ve bulgular Hafıza ve mental fonksiyonlarda zayıflama Görme fonsiyonlarında azalma Pıhtılaşma eğiliminde artma Bağışıklık fonksiyonlarda azalma Trigliserid ve kolesterol seviyesinde artma Membran fonksiyonlarında bozukluk Bebeklerde ve çocuklarda büyüme geriliği Egzama Seboreik dermatit (kepek)

23 7 Saç dökülmesi Erkeklerde kısırlık Kan dolaşımında olumsuz etki Kan basıncında artma Yara iyileşmesinde yavaşlama 2.2. Dünya da Bitkisel Yağ Üretimi Son yıllarda dünyada bitkisel yağ üretimi bir önceki yıla göre artarak devam etmektedir. Gelişmekte olan ülkelerde dünya çapında bitkisel yağ üretiminin 2020 yılına kadar şimdiki üretime oranla %30 artması beklenmektedir. Buna karşın son on yıldaki üretim karşılaştırıldığında yıllık büyüme oranı bakımından üretim hızında yavaşlama olduğu görülmektedir. Malezya ve Endonezya da yasal alanlar ve çevresel düzenlemeler bu yavaşlamanın olmasında bağlayıcı olabilmektedir. Ancak yine de bu ülkeler büyük miktarda palm yağı üretimiyle dünya çapında bitkisel yağ üretiminde önemli bir yere sahiptirler. Bitkisel yağ üretimi için diğer büyük kaynaklar da Çin, Arjantin, Brezilya ve Avrupa Birliği ülkeleridir. Ayrıca Kanada, Rusya ve Ukrayna için kaydadeğer bir büyüme öngörülmektedir [28]. Şekil 2.1. Dünya da bitkisel yağ üretimi

24 Türkiye de Bitkisel Yağ Üretimi Yurdumuz yağ bitkileri yetiştirilmesi bakımından oldukça şanslı bir durumdadır. Kakao, Hindistan cevizi ve Yağ palmiyesi gibi tropik bitkiler dışında hemen hemen bütün yağ bitkileri yetişir. Yurdumuzda yetişen yağ bitkilerini ekonomik önemlerine göre 3 gruba ayırabiliriz. En önemli yağ hammaddeleri Daha az önemli yağ hammaddeleri Geleneksel olmayan hammaddeler En önemli yağ hammaddeleri Bunlar zeytin, ayçiçeği ve çiğit (pamuk tohumu) dir. Bunlardan yılda üretilen yağ miktarı şöyle tahmin edilmektedir: Ayçiçek yağı Zeytin yağı Çiğit yağı Diğerleri Toplam ton ton ton ton ton Her yıl yaklaşık ton ham yağ ithal edilip işleyerek yurt ihtiyacı karşılanmaya çalışılmaktadır [4]. Daha az önemli yağ hammaddeleri Ülkemizde tarımı yapılan fakat ikinci derecede önemli yağ hammaddeleri isimleri şöyle sıralanabilir: Soya, yerfıstığı, susam, haşhaş, kolza, keten, kenevir, aspir, hint yağı.

25 9 Geleneksel olmayan hammaddeler Bu gruba daha ziyade yağ bitkisi olarak ekilmeyip, tabii ürünleri ve atıkları yağ üretiminde kullanılabilecek bitkiler girmektedir. Bu grupta; mısırözü yağı, pelemir yağı, tütün tohumu yağı, çay tohumu yağı, üzüm çekirdeği yağı, domates çekirdeği yağı gibi yağlar bulunmaktadır Türkiye nin bitkisel sıvı yağ dış ticareti Toplam bitkisel sıvı yağ ihracatımızın (zeytinyağı hariç) tamamına yakını ayçiçek, mısır, soya ve pamuk yağlarından oluşmaktadır. Yine bu ürünler, palm yağı ile birlikte ithalatımızın da %90 ını oluşturmaktadır. Türkiye de bitkisel yağ sanayiine hammadde teşkil eden yağlı tohumların üretimi yeterli olmadığından yağ açığı ithalat yoluyla karşılanmaktadır. İthalat daha çok ham yağ şeklinde gerçekleştirilmekte ve bu şekilde katma değer yaratılmaktadır. Önemli bir üretim kapasitesine sahip olan bitkisel yağ sanayi ürünlerimiz birçok ülkeye ihraç edilmektedir. Bitkisel yağ ihraç ettiğimiz başlıca pazarlar; Irak, Libya, Suriye, İsrail, KKTC, Güney Kore ve Yemen dir. İthalatımızın olduğu başlıca ülkeler ise Arjantin, Ukrayna, ABD, Rusya Federasyonu, Brezilya, Çin Halk Cumhuriyeti, Romanya ve özellikle palm yağında Endonezya ve Malezya dır. Çizelge 2.1. Türkiye nin bitkisel yağ ithalatı ve ihracatı (Miktar: Ton, Değer: 1000 ABD $) [5] İhracat Miktar Değer Miktar Değer Miktar Değer Ayçiçek Mısır Soya

26 10 Çizelge 2.1. (Devam) Türkiye nin bitkisel yağ ithalatı ve ihracatı (Miktar: Ton, Değer: 1000 ABD $) [5] Pamuk Margarin İthalat Miktar Değer Miktar Değer Miktar Değer Ayçiçek Mısır Soya Pamuk 0,31 2, Palm Margarin Yağlarda Genel Analiz Metotları Son zamanlara kadar uygulanan analizlerde iyot değerinin, sabunlaşma değerinin, asit değerinin ve peroksit değerinin uygun çözeltiler ile ilgili niteliksel testlerle birleştirilerek tespiti, çoğu sıvı ve katı yağın kimliğini ve yenilebilirliğini teyit etme konusunda yeterli kabul görmüştür. Bununla birlikte son yirmi yıldan bu yana çok küçük laboratuvardakilerin dışında yağ asidi profillerinin gaz kromatografisi ile tespit edilmesi, sıvı ve katı yağların belirlenmesi ile ilgili hemen hemen bütün geleneksel yöntemlerin ve renk testlerinin yerini büyük ölçüde almış bulunmaktadır. Antioksidanların ve emülgatörlerin mevcudiyeti ile ilgili olarak başka testlerde gerekli olabilmektedir [8].

27 Su tayini %1 veya daha fazla su ihtiva eden sıvı ve katı yağların nem muhtevası ksilen, toluen veya heptan kullanılarak suyun bünyeden çekilmesi yöntemi ile yapılmaktadır Yoğunluk tayini T 0 C de katı ve sıvı yağlar ile ilgili kısmi (nisbi) yoğunluk (t 0 C de g/ml) ve mutlak(bariz) yoğunluk (t 0 C de g/ml) tespiti piknometre ile yapılmaktadır Kırılma indisi tayini Katı ve sıvı yağların kırılma indisi Abbe Refraktometresi ve bir sodyum buharı lambası kullanmak suretiyle tespit edilir. Sıvı yağların kırılma indisi 20 0 C de tespit edilir Renk tayini Katı ve sıvı yağların rengi genellikle 12,7 mm ve 133,4 mm küvetler kullanan bir Lovibont tintometresi veya Wesson kolorimetresi içerisinde standart renkli camlar ile karşılaştırmak sureti ile ölçülür. Yüzde geçirgenlik maksimum ve minimum absorbansa sahip dalga boylarında uygun hücrede (5-50 mm) karbon tetraklorüre karşı ölçülür İyot değeri tayini Bir sıvı veya katı yağın iyot değeri, örneğin ağırlığına göre 100 kısım tarafından bağlanan iyotun ağırlığı olarak tanımlanmaktadır. Mevcut doymamış yağ asitlerinin gliseridleri belirli bir halojen miktarı ile birleşirler ve bu nedenle iyot değeri doymamışlık derecesinin bir ölçüsüdür.

28 Gaz Kromatografisi Kromatografi genel anlamda bir karışımı oluşturan bileşiklerin veya maddelerin iki ayrı faz arasında ve bu fazlardaki hareket hızlarının farklılıklarına dayanarak hem nitelik hem de nicelik olarak ayrıştırılması işlemidir. Modern kromatografide karışımın ayrıştırılmasında iki ayrı faz kullanılır, bunlar sabit faz ve hareketli fazlardır. Sabit faz sıvı da olabilir katı da olabilir. Hareketli veya taşıyıcı denilen faz ise hem sıvı hem de gaz fazında olabilir. Hareketli fazın gaz olması durumunda sistem Gaz Kromatografisi (GC) diye tanımlanmaktadır [29]. Gaz kromatografisi bozunmadan uçucu hale gelebilen ısıya dayanıklı organik ve inorganik bileşiklerin bir kolondan farklı hızlarla ilerleyerek ayrılmasında ve tayininde kullanılan bir tekniktir. Hareketli faz olarak helyum, hidrojen, argon veya azot kullanılabilmektedir. Sabit faz, yüksek sıcaklık derecelerine dayanıklı, paslanmaz çelik veya camdan bir tüp (kolon) içine doldurulur. İnert bir gaz (helyum, azot, argon) olan hareketli faz yüksek basınç altında kolondan geçirilir. Çalışılan materyale ait örnek buharlaştırılarak gaz fazına sokulur ve sabit fazdan geçmesi sağlanır [30]. Numunedeki moleküller, inert gaz tarafından kolon boyunca sürüklenirken, kaynama noktalarına ve sabit faza ilgilerine bağlı olarak kolon içinde değişik hızlarla hareket ederler. Kaynama noktası ve sabit faza ilgisi fazla olan moleküller kolonu daha uzun sürede geçerken, kaynama noktası düşük ve polar olmayan moleküller kolonu daha çabuk geçerler. Her bileşenin kolonu geçme süresine alıkonma zamanı (RT) denir.

29 13 Şekil 2.2. Gaz kromatografisinin fonksiyonel şeması Gaz kromatografisi-kütle spektrometresi tekniğinde gaz kromatografisinden çıkan gaz bir kütle spektrometresinden geçer ve her pikin kütle spektrumu alınır. Böylece bir karışımdaki organik karışımlar gaz kromatografisi ile ayrılır ve onları analiz etmede de kütle spektrometresi kullanılır. Gaz kromatografisi ile birkaç saniyede ayrılan nanogram miktarda bileşiklerin dahi duyarlıklı kütle spektrumları alınabilir [41]. Gaz kromatografisi sisteminde çeşitli dedektörler kullanılmaktadır. Bunlar anaerobik gazların analizinde tavsiye edilen Termal İletkenlik Dedektörleri (TCD), yüksek hassasiyette organik ve inorganik bileşiklerin tespitinde kullanılan Alev İyonizasyon Dedektörleri (FID), çift bağlı küçük organik moleküllerin tespitinde ise Foto İyonizasyon Dedektörleri (PID), pestisit, trihalometan ve µg mertebesinde bulunan klorlu solventlerin tespitinde ise Elektron Yakalama Dedektörleri (ECD) veya Elektrik İletkenlik Dedektörleri (ECD) gibi dedektörler kullanılmaktadır. GC-MS sisteminde ise kütle spektrometresi dedektör olarak kullanılır. Spektrometrede elde edilen toplam iyon akımı, kromatografide kullanılan alev iyonlaşması veya elektron yakalama dedektörlerinin yerine geçebilir [11]. Moleküller kolonda alıkonulmalarından sonra bir transfer hattından geçerek kütle spektrometresine ulaşır ve orada çeşitli metotlarla iyonize olur. İyonizasyon metotları 3 çeşittir. Bunlar; elektron iyonizasyon (EI), kimyasal iyonizasyon (CI) ve soğuk

30 14 elektron iyonizasyonudur (Cold EI). Bu iyonizasyon metotlarından elektron iyonizasyon ve kimyasal iyonizasyon en çok kullanılanlarıdır. Kimyasal iyonizasyon metodu elektron iyonizasyon metoduna göre daha avantajlıdır. Çünkü kimyasal iyonizasyon metodunda moleküller daha az parçalanmaya uğrar [35] Türevlendirme Türevlendirme bir bileşiği kimyasal olarak modifiye ederek GC analizlerinde kullanıma uygun özelliklere sahip yeni bir bileşik elde etme işlemidir. Türevlendirme, az uçucu ya da stabil olmayan bileşiklerin analizine olanak sağlamak ve kromatografik davranışları veya tayin edilebilme özelliklerini iyileştirmek için yapılır. Birçok bileşik yeterli kromatogram vermez veya bazı durumlarda örnek dedektör tarafından tanınamaz. Bu nedenle GC analizlerinden önce türevlendirme yapmak gerekebilir. Türevlendirme işlemi birçok bileşiğin GC veya GC-MS kullanılarak tayin edilmesini sağlamaktadır. Türevlendirmenin başlıca amacı uçucu olmayan bileşiklerin uçuculuğunu açığa çıkarmaktır. Düşük uçuculuk molekülün büyüklüğünden kaynaklanabilir ve bu nedenle molekülü bir arada tutan büyük kuvvetler ortaya çıkar. Küçük moleküller de polar grupların molekül içi kuvvetli etkileşimlerinden dolayı az uçucu olabilir. Türevlendirmeyle polar grupların kamufle edilmesi sonucu uçuculukta büyük artış olur. Ayrıca türevlendirme molekül ağırlığı çok düşük olan moleküllerin uçuculuğunu azaltarak bunların analizine olanak sağlamak amacıyla da kullanılabilir. Böylece çözücü pikleriyle örnek pikleri birbirinden ayırt edilebilir. Uçucu hale getirilen bazı bileşikler GC de ısı etkisiyle bozunabilirler. Böyle moleküller daha kararlı (dayanıklı) hale getirilmelidirler. Polar gruplar kolon duvarlarının aktif yüzeyine tutunma eğilimindedirler. Bu adsorbsiyonun azaltılması türevlendirme ile mümkündür.

31 Türevlendirme çeşitleri Türevlendirme sililasyon, alkillendirme ve açillendirme olarak üçe ayrılır. Sililasyon en yaygın metottur. Örneği uçuculaştırır. Alkillendirme daha sonra yapılacak türevlendirmeler için ilk adım olarak kullanılır veya aktif hidrojen atomlarından korumak amacıyla kullanılır. Açillendirme ise genellikle floresans gruplar elde etmek amacıyla kullanılır Yağ Asidi Bileşimi Analiz Edilen Yağlar Avokado yağı Persea americana olarak bilinen avokado, Lauraceae familyasından, avokado ağacında yetişen bir meyvedir. Avokadonun anavatanı Meksika olmakla beraber Güney Afrika, Avustralya, İsrail gibi tropikal bölgelerde de yetişmektedir. Avokado besinsel ve terapatik nitelikleri bakımından çok kıymetli bir meyvedir. XVI. yüzyılda Francisco Hernandez in bildirisine göre, avokado meyvesi ve yaprakları Meksika halkı tarafından çeşitli hastalıkların tedavisinde kullanılmaktaydı. Bu meyvenin çekirdeğinin preslenmesi yoluyla üretilen yağı ise cilt döküntüleri ve yara izlerine iyi gelmekteydi. Ayrıca kanamayı durdurucu etkisi ve dizanteriye iyi gelmesi yönüyle de dikkat çekmekteydi [33]. Avokado yağı doymamış yağ asidi, lif, protein, vitamin ve mineral yönünden zengin bir yağdır. Yüksek fenolik içeriği ve antioksidan aktivitesi bakımından olağanüstü bir özellik taşır [43]. Ekonomik olarak değerli bir meyve olan avokadonun kökeni yeni dünya ülkeleridir fakat günümüzde dünyanın birçok bölgesinde yetiştirilmektedir. Faydalı yağı ile de popülaritesi artan, besleyici bir meyve olan avokadonun küresel üretimi yıldan yıla artış göstermektedir. Avokado meyvesinden yaklaşık olarak %8-30 yağ elde edilir. Bu yağın miktarı meyvenin türüne ve yetişme şartlarına göre değişiklik gösterir. Avokado yağı içerik bakımından da tüm meyvelerin içerisinde sadece zeytin ve palm yağı ile benzerlik göstermektedir [5]. Ülkemizde de avokado, Akdeniz bölgesinde Antalya dan İskenderun a kadar olan kuşakta yetiştirilmektedir. Bu yağ yemeklik yağ olarak kullanılmasının yanı sıra yüksek konsantrasyonda oleik asit içermesi ve sağlık

32 16 bakımından faydalı olan bileşenleri (antioksidan, vitamin, fitositerol) önemli miktarda içermesi sebebiyle fonksiyonel gıdalarda katkı maddesi olarak kullanılır [19]. Resim 2.1. Avokado yağı Avokado yağı yüksek konsantrasyonda fitositerolin içermesi nedeniyle ciltte fazla sayıda kollajen üretimini sağlayarak yaşlılık lekelerinin oluşumunu önler ve kırışıklıkları azaltır. Ayrıca kuru ve yıpranmış saçların iyileştirilmesinde de faydalıdır Jojoba yağı Simmondsia chinensis olarak bilinen jojoba, Simmondsiaceae familyasındandır. Bu bitkinin anavatanı, ABD nin Arizona ve Kaliforniya eyaletleri ile Meksika nın Sonara çölüdür. Günümüzde jojoba, yağ üretimi için ticari olarak birçok ülkede yetiştirilmektedir. Tohumlarında %50 oranında yağ bulunur. Bu yağ hafif sarı renkte ve kokusuzdur. Bitkisel yağlardan farklı olarak jojoba yağı, bir triaçilgliserol karışımı değildir. Tekli doymamış yağ asitlerinin uzun zincirli esterleri ile uzun zincirli pirimer yağ alkolleri karışımından oluşur. Jojoba yağı az miktarda serbest yağ asidi, alkol, fitositerol, tokoferol, fosfolipit ve eser miktarda triaçilgliserol içerir. Bu yağ kozmetikte, eczacılıkta, diyet yiyeceklerde, hayvan besiciliğinde, yağlamada, cilalamada ve bahçe işlerinde kullanılmaktadır [9]. Jojoba yağının ester içeriğinin %60 dan fazlası eikosanoik asitten oluşur. Eikosanoik asit yüzey aktif özellik

33 17 gösterir ve ayrıca yumuşatıcı özelliği vardır. Bu yüzden, jojoba yağı kozmetik yağ materyallarinin en önemlisidir. Günümüzde jojoba yağı dünyada kozmetik bileşenlerin en iyilerinden biri durumundadır. Çünkü jojoba yağı, hidrolize ve oksidasyona karşı dirençlidir. Deri, saç ve gözün dış yüzeylerini ışığa karşı korur ve bu bölgelerde nem dengesini sağlar. Tıbbi çalışmalar da jojoba yağının akne ve sedef hastalığının tedavisine iyi geldiğini göstermiştir. Ayrıca dermotolojik araştırmalar bu yağın iltihabı azalttığını kanıtlamıştır [34]. Resim 2.2. Jojoba yağı Jojoba yağı zeytinyağına benzer bir teknikle elde edilir. Yüksek sıcaklık ve basınçta kararlılığını, viskozitesini kaybetmeyen bu yağ ağır iş makinalarının vazgeçilmez yağıdır. Jojoba yağı; şampuan, saç besleyici, deterjan ve krem üretiminde sıklıkla kullanılmaktadır. Bu yağ E vitaminince zengindir ve tıpta; küçük çizik, kesik, sivilce, saç ve deri bozukluklarında yenileyici olarak kullanılmaktadır. Olağanüstü deri yumuşatıcı özelliği bulunmaktadır Kayısı çekirdeği yağı Prunus armeniaca olarak bilinen kayısı, Rosaceae familyasından kayısı ağacında yetişen bir meyvedir. Kayısı, coğrafik olarak dünyanın hemen hemen her yerine dağılmış olsa da daha çok Akdeniz e yakın olan ülkelerde Avrupa, Orta Asya, Amerika ve Afrika kıtalarına yayılmış ve burada yetişme alanları bulmuştur. Kayısı, dünyada en çok ticareti yapılan ve en lezzetli meyvelerden biridir [12]. Kayısı

34 18 çekirdeği yağı, kayısının çekirdeklerinden ekstraksiyon yoluyla elde edilir. Çekirdeklerindeki yağ içeriği %40 50 civarındadır. Kayısı çekirdeği yağı içerik bakımından zengin bir yağdır. Protein, şeker, lif, yağ asidi, karotenoid, fenolik, pektin ve mineral maddeler içerir. Bu içerik sayesinde kayısı çekirdeği yağı, antimikrobiyal, antimutajenik, kalp koruyucu, iltihap önleyici ve antioksidan özellik taşımaktadır [12]. Bu yağ, cilt bakımında kullanılmak için uygun bir yağdır. Aromaterapi karışımlarının temel maddesidir. Resim 2.3. Kayısı çekirdeği yağı Yüksek oranda A ve E vitamini içermesi sayesinde cilde mükemmel bir nemlendirme sağlar. Ayrıca saç bakımında da masaj yağı olarak kullanıldığında saça yumuşaklık ve parlaklık verir Üzüm çekirdeği yağı Vitis vinefera olarak bilinen üzüm, Vitaceae familyasından asma bitkisinde yetişen bir meyvedir. Anavatanı Anadolu yu da içine alan Küçük Asya ve Kafkasya yı da kapsayan bölgedir. Üzüm çekirdeği yağı, üzüm çekirdeklerinden ekstraksiyon yoluyla elde edilir [18]. Yağ asidi bileşimi ayçiçeği yağı ve safran yağına benzer. Üzüm çekirdeği yağı içeriğindeki E vitamini, esansiyel yağ asidi (özellikle linoleik asit) sayesinde sağlık bakımından önemli fayda sağlamaktadır. Ayrıca bu yağ antibakteriyel ve antioksidan özelliğe sahiptir [14]. Üzüm çekirdeği yağı, yiyecekten

35 19 kozmetiğe kadar çeşitli alanlarda kullanılan bir yağdır. Olağanüstü terapatik özelliğe sahip olan bu yağ, yüksek miktarda protein ve E vitamini içermektedir [18]. Resim2.4. Üzüm çekirdeği yağı İçeriğindeki E vitamini ve omega-6 ise kolesterol sağlığı açısından faydalıdır. Cilt için koruyucu etkilerde bulunur. Değerli bir cilt bakım ürünüdür. Cilt kırışıklarını giderir ve cilt sarkmalarını önler. Saç, vücut, el ve dudak kremlerinde ve güneş yanığı kremlerinde kullanılır. Saç dökülmesini önleyici etkisi vardır Baobab yağı Adansonia olarak bilinen baobab, Malvaceae (ebegümecigiller) familyasından baobab ağacında yetişen bir meyvedir. Afrika ve Asya nın tropikal bölgelerinde yetişen, yapraklarını döken ağaç türlerindendir. Bobab yağı, baobab tohumlarından soğuk presleme yöntemiyle elde edilir. Baobab tohumları sağlıklı bir cilt için gerekli olan A, C, D, E, F vitaminleri ve beta-karoten, amino asitler, tartarik asiti yüksek oranlarda içerir. A ve F vitaminleri (çoklu doymamış yağ asitleri) hücre membranlarının gençleşmesi ve yenileşmesinde aktiftir. E vitamini ise güçlü bir antioksidandır, erken yaşlanmaya karşı cildi korur.

36 20 Resim 2.5. Baobab yağı Baobab yağı kuruyan ve susuz kalmış, tahriş olmuş ciltleri yatıştırır, nemlendirir, güneş yanıklarının hızla iyileşmesini sağlar. Cilt tarafından kolay emilir ve cildin elastikiyetini artırır [40]. İçeriğindeki Omega-3, 6, 9 sayesinde egzama ve sedef hastalığının iyileşmesini sağlar. Bu yağ saç bakımında da bir adım öne çıkmaktadır. Saç ve saçlı deride çabuk ve kolay emilir. Saça nem ve elastikiyet kazandırarak saçı ve saçlı deriyi besler Yağların Kimyasal Yapısı Trigliseritler Yağlar, üç değerli bir alkol olan gliserin ile farklı uzunluktaki yağ asitlerinin meydana getirdiği esterlerdir. Diğer bir deyimle trigliseritlerdir. Gliserin, yağ asitleri ile lipaz enziminin etkisinde ve uygun bir ortamda esterleşerek bir trigliserit oluşturur.

37 21 H H H H C C OH + C H OH OH H R1 COOH H C O O Lipaz R2 COOH H C O O Enzimi R3 COOH H C O O H CR 1 CR 2 CR 3 + 3HOH Gliserin + Yag asitleri Trigliserit + Su Trigliserit oluşum reaksiyonu (R1, R2, R3 = Radikaller, bir yağ asidindeki aktif grup dışında kalan tüm zincirleri gösterir.) Yağlarda trigliseritlerden başka %0,5-2,0 oranında değişen miktarlarda monogliseritler, digliseritler, fosfaditler, serebrositler, steroller, yağ asitleri, yağda eriyen vitaminler ( A, D, E, K), renk ve koku gibi maddeler bulunur. Trigliseritlerin sınıflandırılması Bazen bir gliserole bir molekül yağ asidi bağlanabilir, bu oluşuma monogliserit denir. Bazen de iki yağ asidi molekülü bağlanabilir, bunlara da digliserit denir. H 2 C OO CR 1 H 2 COH HC OH H C OO CR 1 H 2 COH 1-monogliserit H 2 COH 2-monogliserit Şekil 2.3. Trigliserit örnekleri

38 22 H 2 C OOCR 1 H 2 C O O CR 1 HC OOCR 2 H C O H H 2 COH 1,2-digliserit H 2 C O O CR 2 1,3-digliserit Şekil 2.3. (Devam) Trigliserit örnekleri Trigliseritler içerdiği yağ asitlerine göre iki gruba ayrılır. 1. Tek tip asitli trigliseritler (Basit trigliseritler) Bu grupta her üç bağda da tek bir asit bulunur. Gliserine bağlanan her üç asit de aynı olduğundan izomeri mümkün değildir. Ancak bünyede optikçe aktif yağ asidi varsa optik izomeri söz konusudur. H 2 C OOC( CH 2 ) 16 CH 3 H C OOC ( CH 2 ) 16 CH 3 H 2 C OOC( CH 2 ) 16 CH 3 Tristearin C18:1 C18:1 C18:1 Triolein C16 C16 C16 Tripalmitin Şekil 2.4. Basit trigliseritler 2. Çok asitli trigliseritler (Karışık trigliseritler) Bu yapıda iki adet aynı, diğeri farklı asit bulunabilir. Bazen her üç bağda da farklı yağ asitleri bulunur. İki asitli trigliseritte 2 çeşit, üç asitlide 3 çeşit izomeri vardır. Ayrıca asimetrik karbon atomu varsa trigliseritte optik izomeri mümkündür.

39 23 C16 (Palmitik asit) C16 (Palmitik asit) C18 (Stearik asit) iki asitli trigliseritler C16 (Palmitik asit) C18 (Stearik asit) C18 (Oleik asit) karisik trigliseritler Şekil 2.5. Karışık trigliseritler Yağ asitleri Yağ asitleri, hidrokarbon zincirli monokarboksilik organik asitlerdir. Yapılarında 4-36 karbonlu hidrokarbon zincirinin ucunda karboksil grubu bulunur [25]. Doğada bulunan ve yapıları bu güne kadar açıklığa kavuşturulabilen yağ asitlerinin sayısı 200 den fazladır. Ancak bu doğal yağ asitleri yanında bunların çeşitli kimyasal tepkimelere uğramaları sonucu yapıları ile birlikte fiziksel ve kimyasal özellikleri de değişen farklı yağ asitleri de yağların yapısında oluşabilmektedir. Ayrıca doğada bulunan bütün yağ asitlerinin sayısı ve yapıları hakkında tam bir bilgiye sahip olunduğu da söylenemez. Özellikle yeni keşfedilen kimi yağ kaynaklarına bağlı olarak üzerlerinde yeni yeni çalışılmaya başlanılan yağlarda yapısal farklılıklar gösteren yeni tür yağ asitlerine rastlanılmaktadır [8]. Yağ asitlerinin genel yapısı Lipitlerin yapısında yer alan yağ asitlerinin hemen hemen hepsi tek karboksil grubu içerir. Diğer bir deyişle yağ asidi molekülü bir alkil (R-) ve bir karboksil (-COOH) grubundan oluşmuştur. Buna bağlı olarak bir yandan karboksil dışında kalan zincir üzerinde değişik tepkimeler oluşabilirken karboksil grubu da molekülün asidik karakterini belirler [8].

40 24 O O HO C (CH 2 )n CH 3 HO C R Şekil 2.6. Yağ asitleri Yağ asitlerinin sınıflandırılması Doğada bulunan yağ asitlerinin farklı yapılarına karşılık, belirli gruplar halinde incelendiğinde kendi aralarında homolog seriler oluşturduğu görülmektedir. Ayrıca genel bir kural olarak zincir yapısında dallanma göstermeyen ya da düz zincirli yağ asitleri şeklinde adlandırılan yağ asitleri yapılarında çift sayıda karbon atomu içerirken zincir yapısı dallanma gösteren izo- yağ asitlerinin içerdiği karbon atomu sayısı çift ya da tek sayıda olabilmektedir. Ancak yağ asitlerinin zincir yapısındaki farklılıklar yalnızca düz ya da dallanmış yapıda olmaları ile sınırlı değildir. Bunun yanında sübstitüe, doymuş, doymamış veya halkalı yapıda olup olmamalarına göre de farklılıklar ortaya çıkabilir [8]. 1. Doymuş yağ asitleri Doymuş yağ asitlerinin genel formülleri C n H 2n O 2 veya CH 3 (CH 2 ) n COOH olarak gösterilir. Genellikle zincirde çift sayıda karbon atomu bulunur. Her karbon atomu birbirine tek bağla bağlanmıştır. Donma ve kaynama noktaları karbon sayısı arttıkça yükselirken, buhar basınçları azalma gösterir. Seride molekül ağırlığı yükseldikçe, ergime noktaları arasındaki fark azalmaktadır. Doymuş yağ asitlerinin ışığı kırma dereceleri ve viskoziteleri molekül ağırlığı artışına paralel olarak artarken, yoğunlukları ve özgül ağırlıkları ters orantılı olarak değişmektedir. Tümü optikçe inaktiftir. Oksidatif bozunmalara karşı oldukça dayanıklıdırlar. Karbon sayısı 4 ve 8 arasında olan doymuş yağ asitleri oda sıcaklığında sıvıdır. 10 ve daha fazla karbonlu yağ asitleri katı haldedir. Doymuş yağ asitlerinin suda çözünürlükleri molekül ağırlığı arttıkça azalır [4].

41 25 Çizelge 2.2. Doymuş yağ asitleri Karbon Atomu Sayısı Sistematik Adı Trivia (Yaygın) Adı Kapalı Formülü 4 Bütanoik asit Bütirik asit C 4 H 8 O 2 6 Hekzanoik asit Kaproik asit C 6 H 12 O 2 8 Oktanoik asit Kaprilik asit C 8 H 16 O 2 10 Dekanoik asit Kaprik asit C 10 H 20 O 2 12 Dodekanoik asit Laurik asit C 12 H 24 O 2 14 Tetradekanoik asit Miristik asit C 14 H 28 O 2 16 Hekzadekanoik asit Palmitik asit C 16 H 32 O 2 18 Oktadekanoik asit Stearik asit C 18 H 36 O 2 20 Eikosanoik asit Araşidik asit C 20 H 40 O 2 22 Dokosanoik asit Behenik asit C 22 H 44 O 2 24 Tetrakosanoik asit Lignoserik asit C 24 H 48 O 2 2.Doymamış yağ asitleri Karbon zinciri üzerindeki farklı karbon atomları arasında bir veya daha fazla çift bağ içeren yağ asitleri, doymamış yağ asitleri olarak isimlendirilir. Doymamış yağ asitleri havalı bir ortamda yavaşça ve kendiliğinden okside olur. Memeli dokularında bulunan hemen hemen tüm yağ asitleri düz zincirlidir. Oysa doğada bulunan yağ asitleri dallanmış zincirlidir. Doymamış yağ asitleri oda sıcaklığında genellikle sıvıdır, suda çözünmez ve uçucu değillerdir. Hayvansal yağlarda en çok bulunan doymamış yağ asitleri, palmitoleikasit, oleik asit, linoleik asit, araşidonik asittir.

42 26 Linoleik asit, linolenik asit ve araşidonikasit, insanlar için esansiyeldirler. Yani vücutta sentez edilmezler; besinlerle dışarıdan alınmaları gerekir [4]. Çizelge 2.3. Doymamış yağ asitleri Yağ Asidinin Adı Karbon İskeleti Yapı Formülü Miristoleik asit 14:1 9 CH 3 (CH 2 ) 3 CH=CH(CH 2 ) 7 COOH Palmitoleik asit 16:1 9 CH 3 (CH 2 ) 5 CH=CH(CH 2 ) 7 COOH Oleik asit 18:1 9 CH 3 (CH 2 ) 7 CH=CH(CH 2 ) 7 COOH Vakserik asit 18:1 11 CH 3 (CH 2 ) 5 CH=CH(CH 2 ) 9 COOH Nervonik asit 24:1 15 CH 3 (CH 2 ) 7 CH=CH(CH 2 ) 13 COOH Linoleik asit 18:2 9,12 CH 3 (CH 2 ) 4 CH=CHCH 2 CH=CH(CH 2 ) 7 COOH Linolenik asit 18:3 9,12,15 CH 3 CH 2 CH=CHCH 2 CH=CHCH 2 CH=CH(CH 2 ) 7 COOH Araşidonik asit 20:4 5,8,11,14 CH 3 (CH 2 ) 4 CH=CHCH 2 CH=CHCH 2 CH= CHCH 2 CH=CH(CH 2 ) 3 COOH Doymamış yağ asidi karbon zincirleri içindeki çift bağların bulunduğu yerdeki değişiklikler, izomerleri oluşturur. En sık görülen izomer şekilleri, çift bağın etrafındaki diziliş ile ilgili olan cis- ve trans- izomer şekilleridir.

43 27 H 3 C H 3 C Cis-form (Oleik asit) C C H H C C H Trans-form (Elaidik asit) H HOOC COOH Şekil 2.7. cis- ve trans- yağ asidi 2. Dallanmış yağ asitleri Dallanmış yağ asitleri, hidrokarbon zincirlerinde hidroksil grubu veya metil grubu gibi ek gruplar içeren yağ asitleridirler. Tüberkülostearik CH 3 (CH 2 ) 7 CH(CH 2 ) 8 COOH CH 3 Şekil 2.8. Dallanmış yağ asidi

44 28 Çizelge 2.4. Dallanmış yağ asitleri Yağ Asidinin Adı Dioksistearik asit Risinoleik asit Serebronik asit Oksinervonik asit Tüberkülostearik asit Karbon İskeleti 18: 0 (9,10-dioksi) 18: 1Δ 9 (12-monooksi) 24: 0 (2-monooksi) 24: 1Δ 15 (12-monooksi) 18:0 (10-monooksi) 4. Halkalı yapılı yağ asitleri Halkalı yapılı yağ asitleri, hidrokarbon zincirleri halkalı yapı oluşturmuş olan yağ asitleridir [25]. COOH 20 Prostanoik asit Şekil 2.9. Halkalı yağ asidi Çizelge 2.5. Halkalı yapılı yağ asitleri Yağ asidinin adı Karbon iskeleti Hidnokarpik asit 16:1Δ 13 Şolmogrik asit 18:1Δ 15 Prostanoik asit 20:0

45 Fosfolipitler Fosfolipitler her yağda az miktarda bulunur. Yağın rafinasyon işlemi ile ortamdan uzaklaştırılır. Azot ve fosfor içermeleri nedeniyle enerji metabolizmasında önemli fonksiyona sahiptir. Fosfolipitler, biyolojik membranların en önemli bileşenleridir. Bu lipit molekülleri, gliserinin 1 ve 2 numaralı karbonuna bağlı hidroksil grupları ile esterleşmiş iki yağ asidi molekülü yanında, gliserinin 3 numaralı karbonuna bağlı bir fosfoester köprüsü ile bağlı bir fosfat grubu içerirler [22, 25]. Kimyasal açıdan ele alındığında, gliserin molekülünün α pozisyonuna doymuş, β pozisyonuna doymamış yağ asidi; ά pozisyonuna ise fosforik asit, kolin, kolamin ve serin esterleri gelmektedir. H O H O H C O C O H C O C O H C O P R1 R2 O CH N + (CH 3 ) 2 CH 2 3 H C O C O H C O C O H C O P R1 R2 O CH 2 CH 2 NH 2 H O H O H α-sefalin α-lesitin Şekil Fosfolipit örnekleri

46 Sfingolipitler Genelde hayvansal yağlar içinde bulunsalar da soya yağı gibi bazı bitkisel yağlarda da rastlanır. Bitkisel yağlarda bulunana fitosfingolid denir. Bu madde yağların rafinasyonunda yapışkan maddelerin alınması sırasında ortamdan alınır. Sfingolipitlerin yapı taşını sfingosin oluşturur. Sfingosin; 18 adet karbon atomundan oluşmuş, doymamış yapıda, hidroksil ve amin gruplarını içeren bir hidrokarbondur. Bu hidrokarbonun fosforik asidi şeker türevleri ile birleşerek bitkisel alemde yaygın olan glikosid (serebrosit)leri oluşturur. OH CH 3 (CH 2 ) 12 CH CH C H H C NH C CH 2 2 CH 2 N O O P OCH CH 3 + CH 3 OH OH CH 3 O (CH 2 ) 22 CH 3 Şekil Sfingomiyelin Yağ alkolleri Yağ alkolleri, yağların sabunlaşmayan kısmını oluşturur. Yüksek moleküllü maddelerdir ve yağ asitleri ile birleşerek esterleri meydana getirir. Doğada tüm bitkilerin yaprak, tohum kabukları ve meyvelerinin üzerleri bu esterler yani mumlarla kaplanmış haldedir. Bu mumsu maddelerin ve yağ alkollerinin bitkisel yağda bulunmasının sebebi ise; yağ üretilirken uygulanan teknolojik işlemler sırasında yağ ile mumun temasa gelmesi ve mumların yağda erimesinden ileri gelir.

47 31 Çizelge 2.6. Bazı yağ alkolleri Yaygın Adı Kapalı Formülü Donma Noktası( 0 C) Setil alkol C 16 H 33 OH 50 Stearil alkol C 18 H 37 OH 58 Oleil alkol C 18 H 35 OH 2 Miristil alkol C 30 H 61 OH Steroller Steroller, steorid alkoller olup hem hayvansal hem de bitkisel yağlarda bulunur. Tamamı steran halkası içerir. Sekonder alkol olmaları nedeniyle doğada hem serbest olarak hem de yağ asitleri ile esterleşmiş formda bulunurlar. Tüm steroller kolaylıkla kristalize olurlar ve suda çözünmemelerine rağmen yağ ve yağ çözücülerinde iyi çözünürler. Ham yağlarda değişik miktar ve formda bulunan steroller ham yağların rafine edilmeleri sırasında ve özellikle alkalilerle asitlik giderme ve koku giderme aşamalarında yağdan önemli oranda uzaklaştırılırlar. C H 3 R C H 3 H O S teran h alk asi Şekil Sterol

48 Hidrokarbonlar Hidrokarbonlar, yağların sabunlaşmayan kısmında bulunur. Genellikle tek sayıda karbon atomu içerir ve zincir yapıları dallanma gösterir. Yağların rafinasyonu aşamasında ortamdan uzaklaştırılır. Bu maddeler içinde en önemlileri: Squalen (C 30 H 50 ), Pristan (C 18 H 38 ), Gadusen (C 18 H 32 ) ve Hypogen (C 15 H 30 ) dir Renk maddeleri Renk maddeleri yağlarda serbest veya ester halinde bulunabilir. Ester yapısında olan renk maddeleri ya ksantofilde olduğu gibi renksiz bir asitle renkli bir alkolün, ya da klorofilde olduğu gibi renksiz bir alkolle renkli bir asidin esterleşmesinden oluşur. Yağlardaki renk maddeleri genelde karotinoidlerden oluşur. Karotinoidler yağda çözünen hidrokarbonlar veya alkoller olup çok sayıda konjüge bağ içerir. Renkleri bu konjüge bağlardan dolayı oluşur. Çizelge 2.7. Başlıca karotinoidler ve kapalı formülleri Adı Kapalı Formülü Karoten C 40 H 58 Likopen C 40 H 56 Ksantofil C 40 H 56 O 2 Biksin C 25 H 29 O 4 Krosetin C 20 H 24 O 4 Azafrin C 27 H 28 O 4

49 Yağda çözünen vitaminler Yağda çözünen vitaminler A, D, E ve K dır. Yemeklik yağlar içinde daha çok A, D ve E vitaminlerine rastlarız. K vitamini daha çok bitkilerin yeşil kısımlarında yer alan vitamindir. Pratik olarak yağlarda yer almaz. A, D ve E vitaminleri de özellikle yağların rafinasyonu sırasında büyük bir kayba uğrar. Bu nedenle margarinlerde olduğu gibi A ve D vitaminleri yağa dışarıdan ilave edilmektedir.

50 34 3.LİTERATÜR ÇALIŞMALARI Yağ asitlerinin türü, besinlerin biyolojik değerlerini belirlerken aynı zamanda sağlıklı beslenmede de oldukça önemli yer tuttuğu için yağların yağ asidi profillerinin ortaya çıkartılması oldukça önemli bir konu olup bu konuda literatürde sayısız çalışma bildirilmiştir. Gıda maddelerinin yağ asidi profilleri oldukça değişken olup aynı türe ait materyallerin yağ asidi profili türün üretildiği bölgeye, iklim şartlarına göre az da olsa değişim göstermektedir [23]. Aynı türe ait materyallerin yağ asidi analizinde analiz şartları da oldukça önemli yer tutar. Dong-Sun Lee ve ark.,(1998), susam, soya fasülyesi, mısırözü, kanola, kolza, zeytin ve Hindistan cevizi yağı gibi bitkisel yağların gaz kromatografisi ile yağ asidi bileşimlerini araştırmışlardır. Bu analizin; bitkisel yağ üretiminde aldatmacaların keşfedilmesi, yağların kalite kontrolü ve üretimin geliştirilmesi konusunda yararlı olacağını belirtmişlerdir. Mehdi Jalali-Heravi, Maryam Vosough, (2003), balık yağının yağ asidi bileşimlerini gaz kromatografisi-kütle spektometresi ile araştırmışlardır. Bu analizde balık yağının %19,85 oranında palmitik asit, %3,02 oranında stearik asit, %25 oranında oleik asit, %2,5 oranında linolenik asit içerdiğini belirtmişlerdir. El-Adawy ve Taha, (2001), kabak çekirdeğinden elde ettikleri yağın gaz kromatografisi ile yağ asidi analizinde %0,17 oranında miristik asit, %13,4 oranında palmitik asit, %9,96 oranında stearik asit, %20,4 oranında oleik asit, %55,6 oranında linoleik asit bulmuşlardır. Pereira ve ark., (2008), gaz kromatografisi ile yaptıkları çalışmalarda ceviz yağlarının majör bileşeninin linoleik asit (%60) olduğunu belirtmişlerdir. Baccouri ve ark., (2008), gaz kromatografisi ile yaptıkları çalışmalarda zeytinyağının majör yağ asitlerini palmitik, stearik, oleik ve linoleik asitin oluşturduğunu bildirmişlerdir.

51 35 AbuGhazaleh, (2008), gaz kromatografisi ile yaptığı çalışmada ayçiçek yağının %60 civarında oleik asit, %25 civarında linoleik asit ve %0,5 civarında linolenik asit ve diğer yağ asitlerinden oluştuğunu belirtmiştir. Sağdıç ve ark., (2004), gaz kromatografisi-kütle spektrometresi ile yaptıkları çalışmalarda tereyağının %73 oranında doymuş yağ asitleri (miristik, margarik ve stearik asit), %22 oranında doymamış yağ asitleri (oleik, linolenik ve palmitoleik asit) ve %15 oranında kısa zincirli yağ asitlerinden (butirik, kaproik, kaprilik, kaprik ve laurik asit) oluştuğunu belirtmişlerdir. Seçkin ve ark., (2005), gaz kromatografisi ile tereyağ üzerine yaptıkları çalışmalarda tereyağının yağ asidi bileşiminin %10 civarında kısa zincirli yağ asitleri (butirik, kaproik, kaprilik, kaprik ve lauurik asit), %58 civarında doymuş yağ asitleri (miristik, margarik ve stearik asit) ve %27 civarında doymamış yağ asitleri (oleik, linolenik ve palmitoleik asit) olduğunu belirtmişlerdir. Ayrıca kolesterol miktarının %2 civarında olduğunu bulmuşlardır. Hamedi ve ark., (2004), gaz kromatografisi ile mısır yağının yağ asidi bileşiminin %10 palmitik asit, %25 oleik asit,%58 linoleik asit ve %1 linolenik asit olduğunu bulmuşlardır. Yeom ve ark., (2005), gaz kromatografisi ile yaptıkları çalışmalarda mısıryağının %10 palmitik asit, %27 oleik asit, %55 linoleik asit ve %3 linolenik asit içerdiğini belirtmişlerdir. Rezanka ve Rezankova, (1999), Mısır, pamuk, üzüm, zeytin, soya, palm, kakoa, ayçiçek, argan ve yerfıstığı yağlarının yağ asidi karakterizasyonları ile ilgili gaz kromatografisi ile yaptıkları çalışmalarda mısır, pamuk, üzüm, yerfıstığı, soya ve ayçiçeği yağlarının linoleik asit yönünden; zeytin, palm ve argan yağlarının oleik asit yönünden ve kakao yağının ise stearik asit yönünden zengin olduğunu belirtmişlerdir.

52 36 Gryglewicz ve Grabas, (2000), kolza tohumu, soya fasülyesi, keten tohumu, çin, hint yağlarının yağ asidi bileşimlerini gaz kromatografisi ile incelemişlerdir. Yaptıkları çalışmalarda kolza tohumu yağının %59,6 oranında stearik asit yönünden; soya fasülyesi yağının %52 oranında oleik asit yönünden; keten tohumu yağının %46,8 oranında linoleik asit yönünden; çin ve hint yağlarının da diğer yağ asitlerince zengin olduğunu belirtmişlerdir. Canoira ve ark., (2009), Hint yağında gaz kromatografisi ile yaptıkları yağ asidi analizinde %82,88 risinoleik asit, %6,42 linoleik asit, %5,06 oleik asit, %1,85 stearik asit, %1,64 palmitik asit olduğunu bulmuşlardır. Vermaak ve ark., (2011), Afrika da yetişen bazı meyvelerin çekirdek yağlarının ticari önemi ve bu yağların kozmetik uygulamalarını karşılaştırmışlardır. Bu çalışmada baobab yağının %18-30 palmitik asit, %2-9 stearik asit, %30-42 oleik asit, %20-35 linoleik asit içerdiğini belirtmişlerdir. Fernandes ve ark., (2013), Portekiz de yetişen 10 adet üzümün çekirdek yağlarının ilgi çeken kimyasal ve antioksidan özelliklerini incelemişlerdir. Bu çalışmada bu yağların yağ asidi profillerini de gaz kromatografisi ile analiz etmişlerdir. Yapılan analize göre Tinto cao adlı üzüm türünün çekirdek yağında %7 palmitik asit, %4,85 stearik asit, %16,1 oleik asit, %70,8 linoleik asit olduğunu belirtmişlerdir. Berasategi ve ark., (2012), Avokado yağında gaz kromatografisi ile yaptıkları yağ asidi analizinde %18,74 palmitik asit, %7,88 palmitoleik asit, %54,4 oleik asit, %10,87 linoleik asit olduğunu tespit etmişlerdir. Gümüş ve Kaşifoğlu, (2010), Kayısı çekirdeği yağının gaz kromatografisi ile analizinde yağ asidi bileşiminin %5,62 palmitik asit, %67,31 oleik asit, %24,68 linoleik asit, %1,27 stearik asit olduğunu bulmuşlardır. Chowdhury ve ark., (2007), Çeşitli yenilebilir bitkisel yağların yağ asidi bileşenlerinin gaz kromatografisi ile belirlenmesi üzerine çalışmalar yapmışlardır. Bu

53 37 çalışmalarda ayçiçek yağında %6,52 palmitik asit, %45,39 oleik asit, %46,02 linoleik asit ve %1,98 stearik asit olduğunu bulmuşlardır.

54 38 4.MATERYAL VE METOT 4.1. Materyal Kimyasallar ve cihazlar Çalışmada analitik saflıkta kimyasallar kullanılmıştır. Türevlendirme işleminde kullanılan n-hekzan, metanol, bortriflorür, sodyum klorür ve sodyum sülfat Sigma Aldrich (Sigma Aldrich Chemie GmbH, Steinheim, Germany) firmasından temin edilmiştir. Türevlendirme işleminde geri soğutucu düzeneği ve manyetik ısıtıcı kullanılmıştır. Yağ asitleri Agilent marka gaz kromatografisi-kütle spektrometresi (GC-(EI)MS) ile tayin edilmiştir Numunelerin hazırlanması ve analizi Güzellik yağları olarak satılan avokado yağı, jojoba yağı, kayısı çekirdeği yağı, üzüm çekirdeği yağı aktardan alınmış olup, baobab yağı ise bir kozmetik fabrikasından temin edilmiştir. Bu yağlardan 0,1 mg duyarlılıkta 0,5 g civarında alınan örneklere, herhangi bir seyreltme vb. işlemler yapılmadan türevlendirme işlemi uygulanmıştır. Yağ asitleri GC-(EI)MS te analiz edilmiştir Analizde kullanılan cihazlar ve GC-(EI)MS koşulları GC-(EI)MS analizinde Agilent 7890A marka gaz kromatografisi cihazı ile Agilent 5975C marka kütle spektrometresi cihazları kullanılmıştır. GC-(EI)MS cihazı İyonizasyon metodu olarak da elektron iyonizasyon metodu kullanılmıştır. GC-(EI)MS cihazında 30mx0,25mmx0,25µm ölçülerinde, dolgu maddesi (%5 fenil) metilpolisiloksan olan bir kolon kullanılmıştır. Taşıyıcı gaz olarak da %99,999 saflıkta helyum kullanılmıştır.

55 39 Uygulanan GC-(EI)MS yöntemi için sıcaklık programı Çizelge 4.1 de verilmiştir. Çizelge 4.1. GC-(EI)MS spektrumunun alındığı deneysel koşullar Sıcaklık 1 Zaman 1 Sıcaklık 2 Zaman 2 Sıcaklık 3 Zaman 3 Toplam analiz süresi 60 0 C 2 dakika C 8 dakika C 160 dakika 201,33 dakika Enjekte edilen numune miktarı 0,2 µl Enjektör sıcaklığı Kolon Taşıyıcı gaz (Helyum) C DB-5MS kolonu (30 m uzunluğunda, 0,25mm çapında, film kalınlığı 0,25 µm) 0,9 ml/dakika 4.2. Metot Bu çalışmada yağların yağ asidi bileşenlerini ve miktarlarını belirlemek için önce türevlendirme işlemi yapılmış olup sonra cihaz analizlerine geçilmiştir Türevlendirme işlemi Türevlendirme işlemi için Slover, Lanza (1979); Dong-Sun Lee, Bong-Soo Noh, Sun-Young Bae, Kun Kim (1998); Yüksel Kan ve ark. (2008) nin çalışmaları numuneler üzerinde denenmiştir. Ancak; Dong-Sun Lee ve ark. nın çalışmasında yapılan türevlendirme işlemin baz alınarak daha verimli bir sonuçlar alınmıştır. 1. 0,5 gram yağ örneği 50 ml lik iki boyunlu balona alınmıştır ml 0,5 M metanollü potasyum hidroksit (KOH) ilave edilmiştir.

56 40 KOH kullanılmasının nedeni; düşük sıcaklık ve atmosferik basınçta reaksiyonu katalizleyebilmesi, kısa sürede yüksek dönüşüm verimi elde edilmesi, yaygın olarak kullanılabilir ve ekonomik olmasıdır. Bunlara ek olarak asidik bir katalizörle gerçekleştirilen reaksiyona göre 4000 kat daha hızlı olabilmektedir. 3. Geri soğutucu altında yağ damlacıkları belirinceye kadar manyetik ısıtıcıda kaynatılmıştır. (Sabunlaşma). Diğer çalışmalarda geri soğutucu kullanılmamıştır. Bu düzenek kullanılmadan yapılan denemede tam olarak sabunlaşma reaksiyonu gerçekleşmemiştir ml bortriflorür-metanol kompleksi (BF 3 -MeOH) eklenmiştir. Bortriflorür organik asitlerin metil esterlerinin oluşmasını sağlayan bir katalizördür. 5. Geri soğutucu altında yaklaşık 10 dakika kadar ısıtmaya devam edilmiştir. (Metilasyon). Isıtma işlemi yeteri derecede yapılmadığı zaman yağ asitlerinin tam olarak metil esterleri haline dönüştürülemediği gözlemlenmiştir. Bu nedenle bu işlemin en az 10 dakika yapılması gerekmektedir. 6. Geri soğutucu kaldırılarak numune oda sıcaklığına soğutulmuştur ml n-hekzan ve 5 ml doymuş sodyum klorür (NaCl) çözeltisi ilave edilmiştir. Diğer çalışmalarda hekzan ve sodyum klorür miktarı 1 ml dir. Ancak 1 ml ilave edildiği zaman ayrımın iyi olmadığı görülmüştür. Bu işlem yağ asidi metil esterini(yame) gliserolden ayırmak için yapılmıştır. 8. Üst kısımda oluşan tabaka ayırma hunisi yardımıyla alınmıştır.

57 41 9. Eser miktarda bulunan su kalıntıları sodyum sülfat (Na 2 SO 4 ) ile uzaklaştırılıp GC-(EI)MS te analiz edilmiştir Bileşenlerin Aydınlatılması GC-MS te analizleri yapılan yağ örneklerinin yağ asidi bileşenleri cihazda mevcut olan Wiley kütüphanesiyle belirlenmiştir. Bu kütüphanenin hafızasında adet madde olup, kromatogramda belirlenen pikleri otomatik olarak tanımaktadır İstatistik Her bir numuneyle en az 2 paralel çalışma yapıldı. Her bir analiz türevlendirme işleminden sonra yaklaşık 200 dakika sürmüştür. GC-MS spektrumlarında çıkan yağ asidi piklerinin alanları % cinsinden cihaz tarafından otomatik olarak verilmektedir. Numunelerin yağ asidi miktarı tekrar deneylerin aritmetik ortalaması alınarak belirlenmiştir ve standart sapma değerleri hesaplanmıştır. (X±SD). Standart sapma değeri aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanmıştır; s = (x x ) N 1

58 42 5. BULGULAR VE TARTIŞMA Yapılan literatür çalışmalarına göre yağların analizlerinde çeşitli kromatografik yöntemler kullanılmaktadır [35]. Önceleri ince tabaka kağıt kromatografileri ile yağ asidi analizi yapılırdı. Daha sonra kromatografik yöntemlerin ilerlemesiyle yüksek basınçlı sıvı kromatografisi (HPLC) ve gaz kromatografisi (GC), süperkritik akışkan kromatografisi yaygın olarak kullanılan teknikler haline geldi [7]. Bu kromatografi metotlarında da çeşitli dedektörler kullanılmaktadır. Bunlar; buharlaşabilen ışık saçınım dedektörü (ELSD), yüklü aerosol dedektör, alev iyonizasyon v.b. dir. Gaz kromatografisinde uçucu hale getirilen yağ asitleri polar veya apolar bir kolondan geçirilmek suretiyle kolonda kalma sürelerine göre ve standartlar kullanılarak tayin edilmektedir. Her bir numunenin en az iki defa tekrarlandığı çalışmalarda tespit edilen yağ asidi piklerinin yoğunlukları karşılaştırılarak yüzdeleri otomatik olarak hesaplanmıştır. Analizi yapılacak olan bitkisel yağların GC-(EI)MS te analiz koşullarını tespit etmek için analizleri daha önceden yapılmış olan zeytinyağı ve ayçiçek yağı kullanılmıştır. GC-(EI)MS te analiz için en uygun koşullar; fırın sıcaklığı, gaz akışı ve split oranı değiştirilerek bulunmuştur. Yapılan numune analizlerinin sonuçlarını test etmek ve sistemi kontrol etmek için standart bir yağ asidi olan Supelco FAME (C8-C24) karışımı da analiz edilmiştir. Bu karışımda belirlenen yağ asitlerinin alıkonma zamanları cihazın kütüphanesinin belirlediği alıkonma zamanları karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Standart karışımın GC-(EI)MS analiz, numune örneklerinin analizi için belirlenen en uygun koşullarla aynı tutulmuştur.

59 Numune Yağlarda GC-(EI)MS ile Yağ Asitlerinin Analiz Koşullarının Belirlenmesi Zeytinyağının analizi Zeytinyağı için türevlendirme işlemi yapıldıktan sonra GC-(EI)MS te koşullar değiştirilerek 4 kez analiz yapılmıştır. İlk analiz için GC-(EI)MS koşulları şöyledir: Fırın sıcaklığı başlangıçta 60 0 C ye ayarlanmıştır ve fırın bu sıcaklıkta 2 dakika tutulmuştur. Sıcaklık dakikada 5 0 C artışla C ye çıkarılmış ve bu sıcaklıkta 13 dakika tutulmuştur. Gaz (He) akışı dakikada 1,3 ml olarak enjektör sıcaklığı ve transfer sıcaklığı da C yapılmıştır. Enjekte edilen örnek hacmi ise 0,2 µl dir. Split oranı 50:1 olarak ayarlanmıştır. Türevlendirme işlemi yapılan zeytinyağı bu şartlar altında GC-(EI)MS te analiz edilmiştir (Şekil 5.1). Toplam analiz süresi 55 dakika olmuştur. Şekil 5.1. Zeytinyağının GC spektrumu (a)

60 44 Şekil 5.1 de görüldüğü gibi bu koşullarda pikler saniyeler arasında birikmiş ve birbirinden ayrılmamıştır. Böyle bir durumda da yağ asidi bileşenlerinin miktarlarının belirlenmesinde doğru bir sonuç alınmaz. Bu nedenle ikinci analizimizde gaz akışı dakikada 0,9 ml ye düşürülmüştür. Split oranı da 100:1 olarak ayarlanmıştır. Ayrıca spektrumun ilk zamanlarında görülen olumsuzluğu gidermek için bir önceki analizde sıfır dakika olan solvent delay 10 dakikaya ayarlanmış ve analiz yapılmıştır (Şekil 5.2). Şekil 5.2. Zeytinyağının GC spektrumu (b) Şekil 5.2 de görüldüğü gibi yağ asidi pikleri bir önceki analize göre daha iyi ayrılmıştır. Ancak yine de saniyelerde gözlenen linoleik asit ve oleik asit piklerinin tam olarak ayrılmadığı görülmüştür. Bu nedenle de fırın sıcaklığında değişiklik yapmaya gidilmiştir. Bu sefer 3 aşamalı bir sıcaklık programı ayarlanmıştır. Fırın, 60 0 C olan başlangıç sıcaklığında 2 dakika tutulduktan sonra dakikada 5 0 C artışla C ye ayarlanmıştır. Bu sıcaklıkta da 6 dakika tutulduktan sonra dakikada 3 0 C artışla C ye ayarlanmıştır. Bu sıcaklıkta 150 dakika

61 45 tutulmuştur. Split oranı 250:1 olarak ayarlanmıştır. Diğer koşullar bir önceki analizle aynı tutularak tekrar analiz yapılmıştır (Şekil 5.3). Şekil 5.3. Zeytinyağının GC spektrumu (c) Şekil 5.3 te görülen spektrumun önceki analizlere göre daha iyi olduğu gözlenmiştir. Fırın sıcaklık programı bir önceki analiz ile aynı tutulmuştur. Piklerin daha iyi ayrılacağı düşünülerek split oranı 300:1 olarak ayarlanmıştır ve analiz tekrar yapılmıştır (Şekil 5.4, Şekil 5.5). Bu şartlarda analiz süresi yaklaşık 201 dakika sürmüştür. Şekil 5.4 te de görüldüğü gibi pikler düzgün olarak ayrılmıştır ve bu analiz koşullarının diğer yağlar için de uygun olabileceği düşünülmüştür.

62 46 Şekil 5.4. Zeytinyağının GC spektrumu (d) Şekil 5.5. Zeytinyağının MS spektrumu

63 47 Şekil 5.4 ve Şekil 5.5 e göre numune zeytinyağı kütlece %13,570 palmitik asit, %9,770 linoleik asit, %74,180 oleik asit, %2,320 stearik asit içermektedir. Bu sonuçların literatür çalışmaları ile de uyumlu olduğu gözlenmiştir. Bu sonuca göre analizde kullanılacak yağların da zeytinyağı ile aynı programda analiz edilmesine karar verilmiştir [2] Ayçiçek yağının analizi Zeytinyağı analizi için en uygun spektrumun elde edildiği GC-(EI)MS koşulları kullanılarak ayçiçeği yağının da analizi yapılmıştır. Şekil 5.6 ve Şekil 5.7 ye göre ayçiçek yağının yağ asidi bileşiminin kütlece %6,470 palmitik asit, %49,357 linoleik asit, %40,324 oleik asit,%3,849 stearik asit olduğu bulunmuştur. Bu sonuçların literatür çalışmaları ile uyumlu olduğu görülmüştür [1,6]. Şekil 5.6. Ayçiçek yağının GC spektrumu

64 48 Şekil 5.7. Ayçiçek yağının MS spektrumu Zeytinyağı ve ayçiçeği yağının analiz sonuçları değerlendirilerek deneysel belirlediğimiz GC-(EI)MS ile analiz koşullarının diğer yağ numuneleri için de uygun olabileceği düşünülmüştür. Bu koşullar Çizelge 5.1 de özetlenmiştir. Çizelge 5.1. GC-(EI)MS analiz koşulları (Enjektör sıcaklığı: C, Split: 300:1) Kademe Sıcaklık( 0 C) Zaman(dakika) Standart Supelco FAME (C8-C24) Karışımının Analizi Yağ asidi standardı da zeytinyağı ve ayçiçek yağı ile aynı koşullarda analiz edilmiştir (Şekil 5.8, Şekil 5.9).

65 49 Şekil 5.8. Yağ asidi standardının GC spektrumu Şekil 5.9. Yağ asidi standardının MS spektrumu

66 50 Şekil 5.8 de verilen spektruma göre yağ asidi standardında 13 farklı yağ asidi belirlenmiştir. Şekil 5.8 ve Şekil 5.9 a göre yağ asidi standardında; %7,02 kaprilik asit, %8,06 kaprik asit, %8,79 laurik asit, %9,37 miristik asit, %5,04 palmitoleik asit, %13,42 palmitik asit, %3,75 linoleik asit, %9,71 oleik asit, %9,87 stearik asit, %9,04 araşidik asit, %3,18 erusik asit, %7,70 dokosanoik asit, %5,07 tetrakosanik asit belirlendi. Belirlenen yağ asitleri ve alıkonma süreleri Çizelge 5.2 de verilmiştir. Çizelge 5.2. Standart yağ asidi karışımında (FAME(C8-C24)) tespit edilen yağ asitleri ve alıkonma süreleri Yağ Asidi C 8:0 10,383 C 10:0 15,868 C 12:0 21,738 C 14:0 31,877 C 16:1 39,268 C 16:0 40,138 C 18:2 45,771 C 18:1 45,988 C 18:0 46,917 C 20:0 56,226 C 22:1 70,515 C 22:0 73,915 C 24:0 108,739 Alıkonma süresi(dakika) 5.3. Avokado Yağının Analizi Avokado yağından 0,5 gram bir behere alınıp üzerine 5ml 0,5 M metanollü KOH ilave edilmiş ve geri soğutucu altında C de kaynatılmıştır. Kaynama devam ederken 5 ml BF 3 ilave edilmiştir. Metilasyon işlemi tamamlandıktan sonra numune oda sıcaklığına soğutulmuş ve üzerine 5 ml n-hekzan ve 5ml doymuş NaCl

67 51 ilave edilmiştir. Üst kısımda oluşan faz alınarak Na 2 SO 4 ile kurutulmuş ve GC-MS te analiz edilmiştir. Avokado yağının GC-MS te analizi için Çizelge 4.1 de verilen koşullar sağlanmış ve yağ asitlerinin analizi yapılmıştır. Şekil 5.10 da görüldüğü gibi avokado yağının, alıkonma süresi 54,645 dakika olan oleik asit yönünden zengin olduğu görülmüştür. Şekil 5.10 ve 5.11 e göre avokado yağının %13,670 palmitik asit, %5,654 palmitoleik asit, %0,844 stearik asit, %67,988 oleik asit, %11,844 linoleik asit içerdiği bulunmuştur. Şekil Avokado yağının GC spektrumu

68 52 Şekil Avokado yağının MS spektrumu Avokado yağı ve zeytinyağının yağ asidi içerikleri karşılaştırıldığı zaman benzer oldukları görülmüştür (Çizelge 5.3). Çizelge 5.3. Zeytinyağı ve avokado yağının yağ asidi profilleri Yağ Yağ asitleri (Kütlece % ± standart sapma) Palmitik Asit Linoleik Asit Oleik Asit Zeytin yağı 13,57 ± 0,09 9,77 ± 0,40 72,18 ± 1,34 Avakado yağı 13,67 ± 0,50 11,8 ± 0,02 67,99 ± 0,35 Avokado yağının zeytinyağı gibi oleik asit yönünden zengin olması oldukça dikkat çekicidir. Bu yağlar içerdiği esansiyel yağ asitleri bakımından antioksidan ve hipokolesteromik özellik gösterir [5].

69 Jojoba Yağının Analizi Jojoba yağından 0,5 gram bir behere alınıp üzerine 5ml 0,5 M metanollü KOH ilave edilmiştir ve geri soğutucu altında C de kaynatılmıştır. Kaynama devam ederken 5 ml BF 3 ilave edilmiştir. Metilasyon işlemi tamamlandıktan sonra numune oda sıcaklığına soğutulmuştur ve üzerine 5 ml n-hekzan ve 5ml doymuş NaCl ilave edilmiştir. Üst kısımda oluşan faz alınarak Na 2 SO 4 ile kurutulmuştur ve GC-MS te analiz edilmiştir. Jojoba yağının GC-MS te analizi için Çizelge 4.1 de verilen koşullar sağlanmış olup, yağ asitlerinin analizi yapılmıştır. Şekil 5.12 görüldüğü gibi jojoba yağı alıkonma süresi 78,452 dakika olan eikosanoik asit yönünden zengindir. Yumuşatıcı özelliğe sahip eikosanoik asit yönünden zengin olan jojoba yağı kozmetik müstahzarlarda sıklıkla kullanılmaktadır. Şekil 5.12 ve Şekil 5.13 e göre jojoba yağının GC-MS te analizi sonucunda %0,983 palmitik asit, %10,913 oleik asit, %76,420 eikosanoik asit, %11,685 erusik asit bulunmuştur. Şekil Jojoba yağının GC spektrumu

70 54 Şekil Jojoba yağının MS spektrumu 5.5. Kayısı Çekirdeği Yağının Analizi Kayısı çekirdeği yağından 0,5 gram bir behere alınıp üzerine 5ml 0,5 M metanollü KOH ilave edilmiş ve geri soğutucu altında C de kaynatılmıştır. Kaynama devam ederken 5 ml BF 3 ilave edilmiştir. Metilasyon işlemi tamamlandıktan sonra numune oda sıcaklığına soğutulmuş ve üzerine 5 ml n-hekzan ve 5ml doymuş NaCl ilave edilmiştir. Üst kısımda oluşan faz alınarak Na 2 SO 4 ile kurutulmuştur ve GC-MS te analiz edilmiştir. Kayısı çekirdeği yağının GC-MS te analizi için Çizelge 4.1 de verilen koşullar sağlanmıştır ve yağ asitlerinin analizi yapılmıştır. Şekil 5.14 te görüldüğü gibi kayısı çekirdeği yağı alıkonma süresi 54,782 dakika olan oleik asit yönünden zengindir. Şekil 5.14 ve Şekil 5.15 e göre kayısı çekirdeği yağının GC-MS te analizi sonucunda %0,492 palmitoleik asit, %5,779 palmitik asit, %22,438 linoleik asit, %70,177 oleik

71 55 asit, %1,113 stearik asit bulunmuştur. Yapılan analiz sonuçlarına göre bu değerlerin literatür ile uyumlu olduğu görülmüştür [16]. Şekil Kayısı çekirdeği yağının GC spektrumu Şekil Kayısı çekirdeği yağının MS spektrumu

72 Üzüm Çekirdeği Yağının Analizi Üzüm çekirdeği yağından 0,5 gram bir behere alınıp üzerine 5ml 0,5 M metanollü KOH ilave edilmiştir ve geri soğutucu altında C de kaynatılmıştır. Kaynama devam ederken 5 ml BF 3 ilave edilmiştir. Metilasyon işlemi tamamlandıktan sonra numune oda sıcaklığına soğutulmuştur ve üzerine 5 ml n-hekzan ve 5ml doymuş NaCl ilave edilmiştir. Üst kısımda oluşan faz alınarak Na 2 SO 4 ile kurutulmuştur ve GC-MS te analiz edilmiştir. Üzüm çekirdeği yağının GC-MS te analizi için Çizelge 4.1 de verilen koşullar sağlandı ve yağ asitlerinin analizi yapılmıştır. Şekil 5.16 da görüldüğü gibi üzüm çekirdeği yağının alıkonma süresi 54,312 dakika olan linoleik asit yönünden zengin olduğu bulunmuştur. Şekil 5.16 ve Şekil 5.17 de görüldüğü gibi üzüm çekirdeği yağının analizi sonucunda %0,023 palmitoleik asit, %7,476 palmitik asit, %4,512 stearik asit, %17,994 oleik asit, %69,995 linoleik asit bulunmuştur. Yapılan analiz sonucu bulunan yağ asidi yüzdeleri literatür ile uyumlu olduğu görülmüştür [14]. Şekil Üzüm çekirdeği yağının GC spektrumu

73 57 Şekil Üzüm çekirdeği yağının MS spektrumu Çizelge 5.4 te belirtildiği gibi üzüm çekirdeği yağı ile de ayçiçeği yağının yağ asidi profillerinin benzer olduğu görülmüştür. Bu yağların esansiyel yağların en önemlilerinden olan omaga 3 bakımından zengin olduğu görülmüştür. Çizelge 5.4. Ayçiçek yağı ve üzüm çekirdeği yağının yağ asidi profilleri Yağ Yağ asitleri (Kütlece % ± standart sapma) Palmitik Asit Linoleik Asit Oleik Asit Ayçiçeği Yağı 6,470± ,357±0,36 40,324±0,82 Üzüm çekirdeği Yağı 7,476±0,15 69,995±0,30 17,994±0,05