TÜBİTAK- BİDEB FEN VE TEKNOLOJİ FİZİK-KİMYA-BİYOLOJİ BİLİM DANIŞMANLIĞI ÇALIŞTAYI KİMYA BÖLÜMÜ YAĞCILAR GRUBU MARGARİNLERİN DEĞERLERLENDİRİLMESİ 1

PROJE DANIŞMANLARI : Prof. Dr. Ulvi AVCIATA, Doç Dr. Yusuf DİLGİN Yrd.Doç. Dr. Gürsoy MERİÇ PROJE ÜYELERİ : Özlem BULDUK (Kimya), Bahar KAPLAN (Fen ve Tek.), Recep CİHAN (Fen ve Tek.) PROJE AMACI : Günlük hayatta yaygın bir şekilde kullandığımız margarinlerin TSE ye göre uygunluğunu araştırmak, piyasada tüketime sunulan margarinleri karşılaştırmak ve halk sağlığına uygunluğunun ve bilinçli beslenmenin oluşmasını sağlamak GİRİŞ : Margarin kimyasal işlemler sonucunda suni olarak elde edilir. Bunun için, sıvı yağlar tereyağına benzer görünüm ve tat elde etmek üzere çeşitli kimyasal işlemlerden geçirilerek katılaştırılırlar. İlk olarak 1. Dünya Savaşı'nda cephede savaşan askerlere ucuz tereyağı sağlamak amacıyla geliştirilmiş bir yöntemdir. Ancak günümüzdeki bilimsel çalışmalar bu katı yağın insan sağlığına çok zararlı olduğunu ortaya koymaktadır. Üzerinde tamamen bitkisel bir yağ olduğu ve 0 mg kolesterol içerdiği yazsa da, margarinler kalp damar sağlığını tehdit ederler. Herhangi bir sıvı bitkisel yağ "hidrojenizasyon" işlemine tabi tutulur ve vücut ısısında erimeye hazır hale getirilir. Bu arada içerdiği doymuş yağ oranı tereyağı ile karşılaştırıldığında daha yüksek ve daha zararlı orana yükselir. Harvard Tip Fakültesinde yapılan bir çalışmaya göre, tereyağı ile karşılaştırıldığında margarin yemek kadınlarda kalp hastalığına yakalanma olasılığını %53 artırmaktadır. Margarinin zararlarını özetlemek gerekirse: * Koroner kalp hastalığı riskini 3 kat artırır. * Toplam kolesterolü ve LDL'yi yükseltir. (Kötü kolesterol) * HDL'yi düşürür. (iyi kolesterol) * Anne sütünün kalitesini düşürür * Bağışıklık sistemini zayıflatır * Pankreasın insülin tepkisini azaltır ve şeker hastalığına yol açar. * Kanser riskini beş katına çıkarır. * Yağ asitleri çok yüksektir. 2

YÖNTEM VE MATERYAL I. YAĞLARIN SABUNLAŞMA DEĞERİ: Alkali ortamda refluks edildiklerinde gliserol esterleri hidrolize uğrarlar ve gliserol ile yağ asitlerinin tuzlarını(sabun) oluştururlar. Saponifikasyon(sabunkaşma) değeri 1g yağın hidrolizinden açığa çıkan yağ asitlerinin nötralize edilebilmesi için gerekli mg cinsinden KOH miktarıdır. Bu değer yağların içindeki yağ asitlerinin yapısı ve cinsi hakkında bilgi edinilmesini sağlar. ( C zinciri uzadıkça 1g yağ başına ayrılan yağ asidi miktarı azalır.) YAĞLARIN SABUNLAŞMA İNDEKSİ ARAÇ-GEREÇLER: - Yağ numuneleri (8 adet) - Yağ çözücü (eşit hacimde %95 lik alkol ve eter karışımı) - Fenolftalein (10 g/l alkolde) - HCl (0,5M) - Büret - Bunzen beki - Sacayak - Cam balon (250mL, 8 adet) - Hassas terazi - Mezür (50mL) - Baget (8 adet) - Beherglas (8 adet) - Damlalık DENEYİN YAPILIŞI 1g. yağ beherde tartılır. 3mL yağ çözücüsünde(alkol-eter karışımı) çözüldü ve 250mL lik balona alındı. Beher birkaç defa birkaç ml çözücü ile çalkalanıp tekrar balona aktarıldı. Üzerine 25mL 0,5M KOH ilave edildi. Aynı işlemler diğer 7yağ numunesi için de tekrar edildi. Aynı şekilde başka bir deney düzeneği daha hazırlanarak, buna da yağ hariç bütün maddeler ilave edildi. 9 balon da oluşturulan sıcak su banyosunda 30 dakika bekletildi. Oda sıcaklığında soğutuldu. Soğutulan örneklere 4 damla fenolftalein eklenerek pembe rengin oluşumu gözlendi. Bürete 0,5M HCl çözeltisi konularak,renk kaybolana kadar kadar titrasyon yapıldı. Harcanan HCl çözeltisi miktarı ölçümleri çizelgeye kaydedildi. 3

SIRA NUMUNE 1 TEST 28,7 2 A 48 3 B 21,1 4 C 22,6 5 D 21 6 E 19,1 7 F 26,7 8 G 41,8 9 ZEYTİNYAĞI 19,8 HARCANAN HCI MİKTARI (ml) (Kör ve test arasındaki ml sayısı farkı, 1g. yağın sabunlaşması için gerekli 0,5M KOH miktarına eşittir.) II.PEROKSİT SAYISI TAYİNİ ARAÇ-GEREÇLER: - Yağ numunesi (yaklaşık 2g) - Cam balon (250 ml, 8 adet) - Klorofom (80mL) - Asetik asit- CH 3 COOH (120ml) - Potasyum İyodür KI (8mL) - Saf su - %1 lik Nişasta çözeltisi - 0,01N Sodyumtiyosülfat çözeltisi - Büret - Cam huni - Baget (8 adet) - Hassas terazi DENEYİN YAPILIŞI: Yağ numunesi bir balonda tartıldı. Üzerine kloroform, CH 3 COOH ve doymuş KI konuldu. Bir dakika kadar çok iyi şekilde karıştırıldı. Karanlıkta bekletildi.saf su ilave edildi.hazırlanan çözeltiye taze hazırlanan nişasta çözeltisi damlatıldı. Gözlem sonucu hazırlanan çizelgeye kaydedildi.bürete konulan sodyumtiyosülfat çözeltisi ile gri renk oluşana kadar titrasyon işlemi uygulandı. Aynı işlem diğer 7 yağ numunesi için de tekrar edilerek, gözlem sonuçları çizelgeye işlendi. Peroksit sayısını hesaplayabilmek için formül kullanılarak, gerekli hesaplamalar yapılarak, ölçümlerin kaydedildiği çizelgede işlem basamakları takip edilerek veriler kaydedildi. 4

SIRA NUMUNE PEROKSİT SAYISI TAYİNİ VERİLERİ HARCANAN Na 2 O 3 S 2 X5H 2 O (ml) PEROKSİT SAYISI 1 A 2,6 13 2 B 13 7,5 3 C 0,5 2,5 4 D 0,9 4,5 5 E TEPKİME VERMEDİ ---- 6 F 1,7 8,5 7 G 1,4 7 8 ZEYTİNYAĞI 0,1 0,05 III. KAYMA NOKTASI TAYİNİ Metodun prensibi: Margarin numunesinin ısıtılarak sıvı duruma getirilmesi, süzülmesi, sıvı margarinin bir kapiler tüp içerisine alınıp katı hale getirilerek sıcaklığı artan bir su banyosu içerisinde margarin numunesinin kayma anındaki sıcaklığının ölçülmesidir. İşlem: Her margarinden yaklaşık 10 gr numune tartılarak beherlere alındı. Sıcaklığı 80 0 C olan etüv içinde 5 saat bekletilerek kurutuldu. Su kalmamasına dikkat edildi. Hali hazırda kapiler boru bulunmadığı için, bir cam boru ısıtılarak çekme yöntemiyle uzatıldı. Yaklaşık 5 cm uzunluğunda 32 adet kapiler elde edildi. Daha sonra etüvde kurutulan margarin numunelerinden her birine 4 adet kapiler boru daldırılarak yağı içine çekmeleri sağlandı ve her grup ayrı termometrelere civa haznesine yakın şekilde yapıştırıldı. Termometreler bu haliyle 0 0 C daki buzdolabında 19 saat bekletildi. Bu süre sonunda her bir termometre sıra ile çıkarılarak sıcaklığı 10 0 C nin altında olan su ile dolu behere bırakıldı. Beherdeki su, sıcaklığı dakikada 0,5 0 C artacak şekilde, magnetik ısıtıcıda ısıtıldı. Kapiler borulardaki yağ sütununun kaymaya başladığı sıcaklık bir mercek yardımıyla termometreden okundu. Kayma noktası olarak dört okumanın ortalaması alındı. 5

Numune 1. okuma 2. okuma 3. okuma 4. okuma Ortalama TSE ye göre sınır (en çok) A 45 45 - - 45 36 B 42 42 42 42 42 36 C (tereyağı) 35 38 - - 36,5 36 D 34 34 34-34 36 E 34 37 - - 35,5 36 F 35 36 37-36 36 Sonuç Uygun değil Uygun değil Uygun değil Uygun Uygun Uygun G 37 39 - - 38 36 H (zeytinyağı) Uygun değil 8 7 9-8 36 Uygun IV. YAĞLARIN ASİT İNDEKSİ Bağlar bekletildikleri zaman ekşimsi bir tat alırlar. Bu durum ısı,ışık ve bakteri faaliyetleri yağların hidrolizlenmesi sonucu kötü kokulu yağ asitlerinin oluşmasından ileri gelir. Ayrışan yağ asitleri havanın oksijeni ile reaksiyona girerek peroksitleri oluşturur. dolayısıyla yağda bulunan serbest yağ asidi miktarı yağın kalitesinin bayatlığının anlaşılmasında kullanılan bir kriterdir. Bazı yağlarda otooksidasyonu önleyici antioksidanlar(fenoller, kinonlar,naftoller, E vitamini) bulunur. Yağların dayanıklılık dereceleri bünyelerindeki bu maddelerin miktarlarına göre değişir. Yağ Asidi Değeri(Sayısı): 1g. yağda bulunan serbest yağ asitlerini nötralize eden mg. cinsinden KOH miktarıdır. YAĞLARIN ASİT SAYISI TAYİNİ ARAÇ-GEREÇLER: -Yağ numuneleri (8 adet) -Yağ çözücü (eşit hacimde %95 lik alkol ve eter karışımı) -Fenol ftalein (10g/L alkolde) -KOH (0,01M) -Büret (25 ml) -Mezür -Hassas Terazi -Bunzen beki -Sacayak 6

-Beherglas (50mL- 8 er adet) -Saf su -Damlalık DENEYİN YAPILIŞI: Yaklaşık 3 er g. yağ 50mL lik beherlere alınarak tartıldı, hafifçe ısıtılıp eritildi. Yağ numunesi 5mL yağ çözücüsünde (alkol-eter karışımı) çözüldü. 0,1mL fenol ftalein eklendi. Saf su ile hazırlan 0,01M KOH çözeltisi 4 damla eklenerek, kalıcı bir pembe renk elde edilinceye kadar büret yardımı ile titre edildi. Büretten kullanılan KOH miktarı okunarak, hazırlanan çizelgeye not edildi. Aynı ölçüm diğer 7 farklı yağ için tekrarlandı. SIRA NUMUNE 1 A 9,9 2 B 7,3 3 C 11,5 4 D 11 5 E 7,4 6 F 9 7 G 3,6 8 ZEYTİNYAĞI 9,2 KOH MİKTARI (ml) Yağların asit değeri aşağıdaki işlem basamakları takip edilerek hesaplandı. Çizelgeye kaydedildi. AI= mg KOH den g margarin AI= Asit İndeksi V=Titrasyonda harcanan KOH Çözeltisi Hacmi (ml) AI= 0,56.V m margarin m margarin =Tartımda Kullanılan Margarin (g) 7

YAĞLARIN ASİT SAYISI TAYİNİ SIRA NUMUNE TSE'YE GÖRE ASİT İNDEKSİ DENEYSEL SONUÇ 1 A 1,5 1,848 YÜKSEK 2 B 1,5 1,3626 DÜŞÜK 3 C 1,5 2,146 YÜKSEK 4 D 1,5 2,0533 YÜKSEK 5 E 0,2 1,3813 YÜKSEK 6 F 0,2 1,68 YÜKSEK 7 G 1,5 0,672 DÜŞÜK DEĞERLENDİRME 8 ZEYTİNYAĞI 1,7173 V. SABUNLAŞMA DEĞERİ ARAÇ-GEREÇLER: -beherglas -dereceli silindir -erlenmayer -huni -deney tüpü -damlalık -baget -spatül -deliksiz lastik tıpa -terazi -ısıtıcı -sacayak -tel kafes -yağ numuneleri, 8 adet -etil alkol -NaOH çözeltisi -yemek tuzu, derişik -saf su 8

-süzgeç kağıdı ARAŞTIRMA YÖNTEMLERİ: Sodyum hidroksit çözeltisi ve yemek tuzu çözeltileri hazırlandı. Düşük ısıda yağ numuneleri ısıtıldı. Beherglasa etil alkol ve saf su eklendi. Kaynadıktan sonra NaOH çözeltisinden yavaş yavaş ilave edildi. Kısık ateşte 10 dakika kadar daha ısıtılmaya devam edildi. Karım karıştırılar, ateşten alındıktan sonra da gözlenmeye devam etti. Ateşten alınan karışım ara ara soğunayana kadar karıştırıldı. Karışımın soğuması beklendi ve soğutulan karışım süzüldü. Süzgeç kağıdında kalan katı madde üzerinden az miktarda su geçirilerek yıkandı. Karışımdan alınan madde deney tüpüne konularak üztüne saf su eklendi, şiddetlice çalkalandı. Karıştığından emin olunduktan sonra kalıplara dökülerek şekil almaya bırakıldı. VI. İYOT İNDEKSİ Metodun prensibi: Yağlar hakkında doğru bir fikir edinmek için yapılan kimyasal belirlemelerin en önemlilerinden birisi iyot indeksidir. Bu, serbest veya gliserit halinde olsun, doymamış yağ asitlerinin halojen katılma bileşikleri oluşturma özelliğine dayanan bir doymamışlık derecesinin ölçüsüdür. Reaksiyona etkisi olmayan bir çözücü içerisinde çözündürülmüş yağ, bir iyot çözeltisinin fazlası ile, belirli bir zaman reaksiyona bırakılır. Bu zamanın sonunda kalan iyot tiyosülfat çözeltisi ile geri titre edilerek 100 gr yağ tarafından tutulan gram olarak iyot miktarı iyot indeksini (sayısını) verir. Şurası unutulmamalıdır ki, çifte bağlara halojen bağlanma hızı ve bunun tamlığı başka koşullarla birlikte, doymamış yağ asidinin yapısına bağlıdır. Çifte bağ karboksil grubundan ne kadar uzak bulunursa halojen bağlanması o kadar çabuk ve tam olur, yani iyot indeksi teorik değere yaklaşır. Bu halojen bağlanması oleik asitte nicel olarak yürür ve oleik asit = C 18 H 34 O 2 = 282,27, I 2 = 2 x 126,92 = 253,84 gr iyot bağlayacağından 100 gramı 89,9 gr iyot bağlar, yani oleik asidin iyot indeksi 89,9 dur. İyot indeksi belirlenmesi için genellikle uygulanan iki yöntem, iyot monobromürün kullanıldığı HANUS yöntemi ve iyot monoklorürün kullanıldığı WIJS yöntemidir. Tercih edilen yöntem HANUS yöntemidir. İşlem: İyot monobromür çözeltisi; 13 gr ince toz edilmiş iyot bir litrelik balon jojede biraz buzlu sirke ile karıştırıldı, üzerine 2,7 ml brom ilave edildikten sonra tüm iyot çözününceye kadar çalkalandı ve gene buzlu asetik asit ile bir litreye tamamlandı. Potasyum iyodür çözeltisi; % 10 luk kullanacağımız zaman hazırlandı. 9

0,1 N tiyosülfat çözeltisi Kloroform K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl + 6KI 2CrCl 3 + 8KCl + 3I 2 + 7H 2 O Derişik hidroklorik asit, d = 1,19 Sekiz yağlı, bir boş deneme aynı zamanda yapıldı. İçerilerine 1 gr yağ tartılan erlenlere 15 ml kloroform katılarak yağın çözünmesi sağlandı. Daha sonra erlenlere 25 ml iyot monobromür eklendi ve kapakları kapatıldı. Aynı şekilde başka bir erlene 15 ml kloroform ve 25 ml iyot monobromür katıldı ve kapağı kapatıldı (boş deneme). Erlenler ara sıra döndürülmek suretiyle karıştırılarak 1 saat karanlıkta bekletildi. Bu zamanın sonunda 20 ml % 10 luk KI ve 50 ml su ilave edildi, kalan iyot fazlası nişasta yardımıyla 0,1 N tiyosülfat ile geri titre edildi. İyot indeksi = 1,269 (a b) S Burada a = 25 ml iyot monobromür için boş denemede harcanan 0,1 N tiyosülfat, b = geri titrilemede harcanan tiyosülfat ml sayısı, S = tartılan yağ gram olarak KI + IBr KBr + I 2 HANUS YÖNTEMİNE GÖRE İYOT İNDEKSİ VERİLERİ VE HESAPLAMALARI SIR A NUMUNE HARCANAN Na 2S 2O 3 (ml) İİ=İYOT İNDEKSİ(g) DEĞERLENDİRME/OLEİK ASİT İNDEKSİ 1 A 43,4 50 50-60g. UYGUN 2 B 31,1 46 50-60g. UYGUN DEĞİL 3 C 20,7 32 50-60g. UYGUN DEĞİL 4 D 40,7 51 50-60g. UYGUN 5 E 14,2 39 50-60g. UYGUN DEĞİL 6 F 8,2 33 50-60g. UYGUN DEĞİL 7 G 14 50 50-60g. UYGUN 8 ZEYTİNYAĞI 12,8 54 50-60g. UYGUN Yapılan Tüm Tayinlerin sonuçları birleştirildiğinde; 10

Yapılan ankette sorulan sorular: 1.Ad soyad,cinsiyetyaş 2.Eğitim Durumu 3. Margarin Kullanıyor musunuz? 4. Kullanıyorsanız hangi markayı tercih ediyorsunuz? 5. En Sağlıklı Yağ Hangisidir? 6.Bu bilgiyi nereden edindiniz? 11

Yapılan Tüm Tayinlerin sonuçları birleştirildiğinde; Sonuç Yapılan yağ analizlerinde margarinlerin iyi bir yağ olma özelliklerinin çoğunun taşımadığı ;Zeytinyağının daha sağlıklı olduğu gözlemlendi Öneri: Margarin kullanılmamalıdır. 12

KAYNAKLAR 1http://www.vt.tuwien.ac.at/biobib/fuel171.html 2.http://tr.wikipedia.org/wiki/Esterle%C5%9Fme 3.http://tr.wikipedia.org/wiki/Soxhlet_Ekstrakt%C3%B6r%C3%BC"'dan alındı 4.Ekstraksiyon F.Ü. Sağlık Bil. Dergisi 2006, 20(3), 259-269 259 Oğuzhan YAVUZ Abdurrahman AKSOY Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Veteriner Fakültesi, Farmakoloji ve Toksikoloji Anabilim Dalı, Samsun TÜRKİYE Geliş Tarihi: 29.069.2005 Kabul Tarihi: 16.02.2006 5.eng.ege.edu.tr./motles/foodwaste-fruit.tripod.com/id.1.htm 6.F.Ü.Sağlık Bilgisi Dergisi2006,20(3),259-269 (Örnek Hazırlamada Katı Faz Ekstrasyonu) KATKISI BULUNANLAR Çalıştay süresince projelendirmemize yardımcı olan tüm proje ekibine teşekkür ederiz. 13

ARAÇ VE GEREÇLER : 1. Becel, zeytinyağlı (10g+20g+2g 2. Ülker, kalbim, benecol 3. Ülker, mavi yeşil light 4. Luna, tereyağı ötesi 5. Halk 6. ideal Orkide 7. Yörsan Tereyağı 8. Alkol 9. Eter 10. NaOH 11. Fenolftlayn 12. BromFenol Mavisi 13. Balon joje (2x1Lt) 14. Balon Joje (250ml) 15. Mezür 16. Aseton 17. Deneytüpü 18. Damlalık 19. 0,1 N HCl 20. Kloroform (10x7=70ml) iyot tayininde de var 21. Asetik Asit (15x7=105ml) 22. Doymuş Cl (1x7=7ml) 23. Saf su (75x7=535ml) 24. Nişasta çözeltisi 25. Sodyumtiyosülfat Na 2 O 3 S 2 (0,01x7=0,07 N) 26. 0,1N lik tiyo sülfat çöz. 27. iyot (13x7=91g) 28. Sirke (Asetik Asit) 29. Buz 30. Brom d=3,12 g/l lik (8X7=56g) 31. %10 luk Potasyum İyodür çöz. 32. 5,1g/l Kromat(K 2 CrO 4 ) veya 3,864 g/l dikromat (K 2 Cr 2 O 7 )çöz. 33. Etüv 34. HCl d=1,19 g/ml 35. mercek 14