YAĞ ANALİZLERİ 1. FİZİKSEL ANALİZLER a. Kırılma İndisi b. Renk Tayini c. Özgül Ağırlık Tayini d. Eterde çözünmeyen yabancı madde ile kül tayini e. Uçucu Madde Tayini 2. KİMYASAL ANALİZLER a. Sabunlaşmayan Madde b. Soğuk Test c. Sabunlaşma Sayısı d. Sabun Miktarı Tayini e. İyot Sayısı (Wijs metodu ile) f. Peroksit Sayısı g. Yağlarda Serbest Yağ Asitleri Tayini h. Reichert Meissl İndisi (sayısı) (RMİ) i. Polenske indisi (Pİ): 1. FİZİKSEL ANALİZLER a. Kırılma İndisi :Refraksiyon indisi (kırılma indeksi=n) saydam bir ortamdan diğerine geçen ışınların kırılmasının ölçüsüdür. Katı ve sıvı yağların refraksiyon indisleri cok kullanılan bir özelliktir. Çünkü saflık ve tanımlarının yapılmasında kısa zamanda kesin sonuç veren bir yöntemdir. Bu amaçla Abbe ve Zeiss refraktometreleri kullanılabilir. Refraktometrenin temeli, prizmanın parlak yüzeyini yalayarak gecen ışığın, prizma içindeki kritik kırılma açısını ölçmeğe dayanır. Snell yasasına göre n1=n2 sin r/ sin i formulunde i=90 olunca, n1=n2 sin rc olur. rc kritik kırılma açısıdır (şekil 11). Ancak sıcaklık derecesi kontrollu olmalıdır. Refraksiyon indisi sıcaklık arttıkca duşer, karbon zinciri uzadıkca ve cift bağların sayısı arttıkca yukselir. Ayrıca refraksiyon indisinde ışık cinsi de onemlidir. Işığın dalga boyu kısaldıkca kırılma indisi artar. Bir refraktometre kullanılmadan once, refraksiyon indisi bilinen bir sıvı ile kontrol edilmelidir. Yeni distile edilmiş havasız suyun kırılma indisi 20 C de 1.330 dur. Kırılma indisinin (n) olculduğu ışık cinsi (sodyum icin D) ve sıcaklığı belirtilmelidir. Genel olarak yağların kırılma indisleri, sıvı yağlar icin 25 C de katı yağlar icin 40 C de olculur. Yuksek sıcaklıkta olculen kırılma indislerinden 40 veya 25 C ye gecmek icin her derece icin 0.000365 (yaklaşık 0.0004) sayısı ilave edilir. b. Renk Tayini : Amaç : Yağların bileşiminde bulunan pigmentlerin yağa verdiği doğal rengin durumunu kontrol etmek, ağartma işleminin ne derece etkili yapıldığını ve yağlara sonradan ilave edilen renk maddelerinin yeterli olup olmadığını ve yağın arzulanan görünümü kazanıp kazanmadığını kontrol etmek için yapılan bir tayindir. Saf gliseridler ve yağ asitleri renksiz maddelerdir. Tabii yağların rengi, yağda çözünebilen organik boyar maddelerden ileri gelir. Yağların sarı rengi veren maddeler lipokrom sınıfından olan maddelerdir. Renk tayini Loviband Tintanometresinde yapılır. Yağ tortusuz ve temiz olmalıdır. Tintanometrede bulunan hücreye konur tayini yapılacak yağ makinanın sol tarafında sabit yağ örneği, sağ tarafta da analizi yapılacak sıvı yağ örneği bulunur. Sağ taraftaki yağın rengi cihazın üzerindeki düğmelerle sırasıyla kırmızı, sarı, mavi-beyaz olarak ayarlanır. c. Özgül Ağırlık : 20ºC da belirli hacimdeki yağ ağırlığının aynı sıcaklık ve hacimdeki suyun ağırlığına oranıdır. Cihazlar : Su banyosu 20 ± 0,2 ºC Termometre, 0,1 veya 0,2ºC taksimatlı, su banyosu için 25 ml. hacimli piknometre İşlem: Piknometre iyice temizlenir, kurutulur ve kapalı olarak darası alınır. Taze kaynatılmış ve soğutulmuş 15-18ºC deki su ile içinde hava kabarcığı kalmayacak şekilde doldurulur ve kapağı kapatılır. Piknometre boğazına kadar su banyosuna daldırılır ve 30 dakika bu şekilde tutulur. Piknometre sudan çıkarılır, silinerek tamamen kurutulur ve tartılır. Piknometre boşaltılır ve kurutulur 15-18ºC a getirilmiş yağ ile hava kabarcığı kalmayacak şekilde doldurulur ve kapak kapatılır. Su banyosunda daldırılmış olarak 30 dakika tutulur, banyodan çıkarılır, iyice kurutulur ve tartılır. Özgül ağırlık, m/m1 şeklinde görülür. Burada; m1 = suyun 20ºC daki ağırlığı, g m = aynı hacim yağın 20ºC daki ağırlığı, g 1
d. Eterde çözünmeyen yabancı madde ile kül tayini Çözünmeyen yabancı madde, ayrıca tayini yapılan uçucu madde dışında kalan toplam yabancı maddedir. Eterde çözünmeyen maddeler, toprak, kum ve benzeri maddeleri, mineral maddeleri, karbonhidratları, azotlu maddeleri, bazı reçine ve kalsiyum ve alkali sabunların bir kısmını içine alır. Cihaz Erlen, 300 ml, cam kapaklı, Erlen, 1000 ml, Süzgeç kâğıdı, 12 cm cm, külsüz, Huni, Kroze, 100-150 ml, Reaktif dietileter, nötr, taze damıtılmış İşlem 2 g kadar numune erlende tartılır. 20 ml dietil eter katılarak erlen kapatılır ve çalkalanır. 20oC civarında 30 dakika bekletildikten sonra önceden kurutulmuş ve darası alınmış külsüz süzgeç kağıdından süzülür, süzgeç kağıdında yağ kalmayıncaya kadar az miktarda dietil eter ile yıkanır. Süzgeç kağıdı huniden alınır, çözücü önce çeker ocakta buharlaştırılır, 103 ± 2oC a ayarlı etüvde değişmez ağırlığa kadar tutulur ve soğutularak tartılır. Süzüntüde kül bulunması halinde çözücü dikkatle buharlaştırılarak ayrılır, kalıntı darası alınmış bir krozede yakılarak kalan kül tartılır. (m4 + m3) - (m1 + m2)x 100 yüzde olarak m Burada m1 = Kuru süzgeç kağıdı ağırlı, g m2 = Krozenin darası, g m3 =Süzgeç kağıdı ve yabancı madde toplam ağırlığı, g m4 = Kroze ve külün toplam ağırlığı, g m = Numumenin ağırlığı, g e. Uçucu Madde Tayini Yağlarda uçucu madde, rutubeti de içine alan ve 105 o C da uçan maddelerin toplamıdır. Cihaz Buharlaşma kabı, porselen Termometre, 80-120oC arasında taksimatlı, yaklaşık olarak 10 cm boyunda İşlem:20 g kadar numune, termometre ile birlikte darası alınmış buharlaşma kabına tartılır; kum banyosunda sıcaklık dakikada yaklaşık 10 o C a kadar artacak şekilde 90 o C a kadar devamlı olarak termometre ile karıştırılarak ısıtılır. Kabın alt kısmından yükselen kabarcıklara göre ısıtma hızı azaltılır ve 105 o C nin aşılmamasına dikkat edilir. Kabarcıkların meydana gelmesi duruncaya kadar karıştırmaya devam edilir. Bütün uçucu maddelerin ayrılmış olmasını sağlamış olmak için her ısıtmadan önce 95oC a kadar soğutularak yeniden 105oC e kadar ısıtma işlemi en az beş kez tekrarlanır, desikatörde soğutulur ve tartılır. 105 o C da uçucu madde m-m1 şeklinde bulunur. Burada, m = Numune ağırlığı, g m1 = Isıtılmış numunenin ağılığı 2. KİMYASAL ANALİZLER a. Soğuk Test : Bu metodla yağ numunesinin kristalizasyona dayanıklılığı ölçülür ve genellikle vinterizasyon veya benzer stearin giderme proseslerinin bir indeksi olarak kullanılmaktadır. Bütün normal, rafine edilmiş ve kurutulmuş hayvansal ve bitkisel yağlarla uygulanabilir. b. Sabunlaşmayan Madde Sabunlaşmayan madde, yağda çözünmüş halde olup sabunlaşmadan sonra suda çözünmeyen fakat tayinde kullanılan çözücüde çözünen maddeler toplamıdır. Bunlar arasında steroller gibi lipidler, alkoller, hidrokarbonlar ile yağda bulunabilen 105oC de uçucu olmayan mineral yağlar ve yabancı organik maddeler bulunabilir. 2
c. Sabunlaşma Sayısı 1 g yağın sabunlaşması için gerekli KOH in mg olarak ağırlığı olan sabunlaşma sayısını tespit etmek. PRENSİP Belirli bir miktar yağ numunesi, belirli miktarda ve ayarlı bir alkollü KOH ile kaynatılarak sabunlaştırılır. Sabunlaşma sonunda KOH in fazlası, yine ayarlı bir asit çözeltisi ile titre edilerek, sabunlaşmada kullanılan KOH miktarı belirlenir. Geri soğutucu KİMYASAL Fenol ftalein (% 1 lik Etanolde) 0,5 N Etanollü KOH Çözeltisi 0,5 N H2SO4 Çözeltisi İŞLEM 2 g örnek 0,001 g duyarlılıkla balona tartılır. Üzerine bir pipetle tam 25,0 ml 0,5 N etanollu KOH Çözeltisi ilave edilir. Geri soğutucu düzenine bağlanır ve zaman zaman karıştırılmak sureti ile yavaşça kaynatılır. 1 saat geri soğutucuda kaynatılır. ( sabunlaşması güç olan bazı yağlar için bu süre uzatılabilir ) Balon geri soğutucu düzeneğinden alınıp sıcak haldeki sabun çözeltisine, 4-5 damla fenol ftalein ilave edilerek 0,5 N H2SO4 ile fenol ftaleinin kırmızı rengi tamamen kaybolana kadar titre edilir. 25,0 ml etanollü KOH ile bir de Tanık deney yapılır. HESAPLAMA Sabunlaşma Sayısı = (Vk - V) x 28,05 / m Vk = Tanık deneyde harcanan H2SO4 miktarı, ml V = Örnek için harcanan H2SO4 miktarı, ml m = Örnek miktarı, g d. SABUN MİKTARI TAYİNİ Rafine edilmiş yağlarda sabun miktarını tespit etmek. PRENSİP Yağlarda çözünmüş olabilen sabunun, yağ asitlerine dönüştürülerek titrasyonla tayin edilmesi esasına dayanır. İndikatörlü Aseton Çözeltisi; damıtılmış 98 ml asetona 2 ml su ve 0.5 ml bromfenol mavisi çözeltisi katılır. Renk sarı olmalıdır. Olmaması halinde sarı renk elde edilinceye kadar 0,01 N HCl veya 0,01 N NaOH ile titre edilmelidir. Bu çözelti tayinden hemen önce hazırlanmalıdır. % 1 (m/v) lik Bromfenol mavisi ; % 95 (v/v) alkolle hazırlanmış 0,01 N HCl Çözeltisi 0,01 N NaOH çözeltisi İŞLEM 40 g örnek 0,001 g duyarlılıkla, önceden indikatörlü aseton çözeltisi ile yıkanmış ve kurutulmuş balona (tercihen tüpe) tartılır.1 ml su katılıp su banyosunda hafifçe ısıtılıp kuvvetlice çalkalanır. 50 ml indikatörlü aseton çözeltisi katılır, su banyosunda hafifçe ısıtılıp kuvvetlice çalkalanır. Faz ayrılması beklenir Üstteki fazın durumuna bakılır. Numunede sabun varsa üst faz yeşil veya mavi renk alır. Bu durumda sarı renk meydana gelinceye kadar 0,01 N HCl katılır. Hafifçe ısıtma çalkalama işlemine üst fazın sarı rengi devamlı kalıncaya dek devam edilir. Sarfiyat kaydedilir. Paraleller arasındaki fark iki sonucun ortalamasının % 0.5 inden büyük olmamalıdır. HESAPLAMALAR % Sabun Miktarı (sodyum oleat olarak, kütlece )= N x f x V x 0,304 x 100 / m N: HCl çözeltisinin normalitesi f: HCl çözeltisinin faktörü V: Harcanan 0,01 N HCL çözeltisi, ml m: numune ağırlığı, g 0,304 sodyum oleatın mili eşdeğer gramı e. PEROKSİT SAYISI TAYİNİ Amaç : Yağların oksidasyona uğrayıp bozulup bozulmadıklarını anlamak için yapılır. Yağ oksidasyonunun ilk ürünleri peroksitler, ikinciler aldehit ve ketonlardır. Yağ oksidasyonunu ilk ürünleri peroksitler, ikinciler aldehit ve ketonlar yağın renk, koku ve lezzetini olumsuz etkiler. Analiz sonucunda peroksit değerinin fazla çıkması yağın raf ömrünü azaltır (Peroksit değerinin II. rafineden sonra sıfır çıkması gerekir.) Peroksit sayısı, yağlarda bulunan aktif oksijen miktarının ölçüsü olup 1 kg yağda bulunan peroksit oksijenin miliekivalentgram olarak miktarıdır. Yağların depolanmaları sırasında oksijen iyonlarının, sıcaklığın, ışığın vs. katalik etkisiyle bozulmaları söz konusudur. Ayrıca oksijen, doymamış yağ asitlerinin moleküllü yağ asitlerinin oluşmasına neden olur. Peroksit sayısı, deodorizasyon işleminin etkin bir şekilde yapılıp yapılmadığını gösterir (Peroksit sayısı oksidasyon derecesini gösteren bir parametredir). PRENSİP 1 kg yağdaki peroksit oksijeninin miliekivalengram olarak tespitidir. Glacial asetik asit, Kloroform, Doymuş potasyum iyodür, 0.002 N Sodyum tiyosulfat, % 1 lik nişasta çözeltisi İŞLEM Cam kapaklı 250 ml lik bir erlene, en az 1 mg hassasiyette yaklaşık 1.6 g kadar numune alınır, 10 ml kloroform ilave edilip yağ çözülür. 15 ml asetik asit ve 1 ml doymuş KI ilave edilir. Kapak kapatılıp 1 dakika sürekli çalkalanır. 75 ml saf su ilave edilip 0.002 N Sodyum tiyosulfat ile % 1 lik nişasta çözeltisine karşı titre edilir. Nişasta çözeltisi titrasyonun sonuna doğru eklenmelidir. ( Titrasyonun dönüm noktasına yaklaşıldığı sarı rengin açılması ile anlaşılır. ) HESAPLAMA Peroksit Sayısı (meg/kg) = 2 x f x V / m V : 0,002 N Sodyum tiyosülfat sarfiyatı, ml f : Sodyum tiyosülfatın faktörü m : Örnek Miktarı, g 3
f. İYOT SAYISI TAYİNİ İyot sayısı yağlarda doymamışlığın ölçüsü olup, 100 g yağın bağladığı iyodun belirlenmesidir. PRENSİP Belirli miktarda yağ numunesi karbon tetraklorürde çözündürüldükten sonra, wijs reaktifi ile muamele edilerek yağ asitlerindeki çift ve üçlü bağlara halojenür bağlanması ve arta kalan iyot monoklorürün KI ile indirgenerek açığa çıkan iyodun sodyum tiyosülfat çözeltisi ile titre edilerek tespit edilmesi ilkesine dayanır. % 10 luk (m/v)potasyum İyodür Çözeltisi. 0,1 N sodyum tiyosulfat çözeltisi, ayarlı Buzlu Asetik Asit (etanol veya oksidan madde ihtiva etmeyen) Karbon tetra klorür ( oksidan madde ihtiva etmeyen ) İyot (saf yeniden süblime edilmiş) İyot tri klorür veya iyot mono klorür % 0,5 lik (m/v) Nişasta Çözeltisi İŞLEM Numune katı ise eritilir ve gerekirse erime noktasının 10 oc yukarısına kadar çıkılır. Üzerine 4 g susuz sodyum silfat ve 1 g süzme yardımcı maddesi ( kum vb. ) koyularak süzülür. Süzüntü tamamen berrak olmalıdır. Beklenen iyot sayısına göre aşağıda belirtilen miktarda örnek 250 ml lik cam kapaklı bir erlen içine 0,0001 g duyarlılıkla tartılır. 5 e kadar 3,0 gram. 5-20 1,0 gram. 21-50 0,6 gram 51-100 0,3 gram 101-150 0,2 gram 151-200 0,15 gram Yağı çözmek için 15 ml karbon tetra klorür ve tam 25,0 ml Wijs çözeltisi katılır. Erlenin kapağı kapatılıp hafif çalkalanır. Karanlıkta 1 saat bekletilir. 150 ml su ve 20 ml % 10 luk Potasyum iyodür çözeltisi ilave edilir. 0,1 N sodyum tiyosülfat çözeltisiyle iyodun sarı rengi açılıncaya kadar titre edilir. Renk açıldıktan sonra birkaç damla nişasta indikatörü eklenir. Oluşan mavi renk kaybolup, tamamen beyaz renk elde edilinceye kadar titrasyona devam edilir. Bir de tanık deney yapılır. HESAPLAMA İyot Sayısı = N x f x ( V2 - V1 ) x 0,1269 x 100 / m N: Sodyum tiyosülfat çözeltisinin normalitesi f: Sodyum tiyosülfat çözeltisinin faktörü V2=tanık deneyde harcanan sodyum tiyosulfat miktarı, ml V1=örnek için harcanan sodyum tiyosulfat miktarı, ml m =örnek miktarı, g g. Yağlarda Serbest Yağ Asitleri Tayini Yağlarda bulunan serbest yağ asitleri toplamı, oleik asit yüzdesi olarak belirtildiği gibi 1 g yağın nötrleştirilmesi için gerekli olan potasyum hidroksitin mg olarak ağırlığı şeklinde de belirtilir. Amaç Titrasyonla NaOH miktarı, ne kadar fazla ise asitlik miktarı o kadar fazladır. Yağda asit miktarı arttıkça yağın tat ve kokusunda ve de kalitesinde düşme olur (Bu iş için nötralizasyon yapılır. Böylece serbest yağ asit miktarı düşürülür). Yağlarda bağlı olmayan yağ asitleri taneleri oleik asit yüzdesi olarak belirtilir. Bu analiz önce ham yağda yapılır. Ham yağda belirlenen serbest asitlik miktarına göre nötralizasyonda yağa ilave edilecek alkali miktarı tespit edilir. Ayrıca rafinasyonda, nötralizasyon aşamasının kontrolü bu test ile yapılır. Bu analiz neticesine göre nötralizasyon işleminin bitip bitmediğine karar verilir. Yağların hidrolizi sonucu yağda oluşan ve miktarı artan serbest yağ asitleri yağların bozulması hakkında fikir vermesi açısından önemlidir. Reaktifler Etanollü potasyum hidroksit çözeltisi, 0,1 N çözeltisinin rengi saman sarısından koyu olmamalıdır. Fenolftalein %1 lik Dietileter - Etanol (1-1) karışımı, 50ml lik Cihazlar Erlen Büret İşlem 1 gr. yağ numunesi 250ml lik bir erlene alınır. Üzerine 50ml etanoletileter (1-1) karışımı eklenerek yağ çözülür. Erlen içerisine 2-3 damla fenolftalein çözeltisi damlatılır. Çözelti 0,5 N alkolde hazırlanmış KOH ile renk dönüşümü görülene kadar titre edilir. Sarf edilen KOH miktarı kaydedilir. Serbest yağ asitleri 2,8 yüzde oleik asit olarak Burada, V= Harcanan 0,1 N etanollü potasyum hidroksit çözeltisi, ml m= Numunenin ağırlığı, g h. Reichert Meissl İndisi (sayısı) (RMİ):5 gram yağdaki uçucu ve suda çözünen yağ asitlerini nötralize etmek için kullanılan 0.1 N alkali (K0H gibi) nin mililitre olarak sayısıdır. Genel olarak uçucu yağ asitlerinin molekül ağırlıkları butirik asit ile miristik asit arasında değişir. Reichert Meissl indisi butirik asit ve kaproik asitlerle (suda çözünen), kaprilik ve kaprik asitlerin (suda az çözünen) miktarını verir. Tereyağı icin R.M.I. 21-34, koko ve diğer laurik asit yağları için 3-8 ve diğer yenen yağlar için 1 den küçüktür. Zeytinyağ % 83 oleik asit içerir. R.M.İ.: 1 veya daha küçüktür. Yunus balığı yağının R.M.İ.:40-90 dır. Bu yüksek değer fazla miktarda izovaleriyan asit icermesinden ileri gelir. Ancak bu yağın karakteristik kokusu, diğer yağlara katıştırma icin kullanılmasına engeldir. Tereyağını karakterize etmede R.M.İ. önemli bir kriterdir. Sabunlaşma indisi, iyot indisi ve e.n. bakımından tereyağı benzeri bir karışım yağ yapılabilirse de R.M.İ. için bunun mümkün olmayacağı gösterilmiştir. 4
i. Polenske indisi (Pİ): 5 gram yağ numunesinde, uçucu olmayan ve suda çözünmeyen yağ asitlerini nötralize etmek için kullanılan 0.1 N alkalinin mililitre olarak miktarı "Polenske indisi" olarak tanımlanır. Teknik: Bu amacla standardize edilmiş özel distilasyon apareyi kullanılır. 5 gram yağ örneği balona konur, alkollu NaOH veya gliserinli NaOH ile muamele edilir. Alkol kullanıldığında yağ asitleri notralize edilmeden önce alkol uçurulmalıdır. Deney koşullarında hemen sabunlaşma olur. Sabun H 2 SO 4 ile notralleştirilir ve karışım distile edilir. Distilatın soğutulması ile çözünmeyen yağlar çöker. Distilat süzülür ve standard 0.1 N NaOH (veya KOH) titre edilir. Böylece R.M.I. bulunur. Soğutucu, distilatın toplandığı kap ve filtre kağıdı su ile yıkanır, çözünmeyen yağ asitleri, etil alkolde çözülür ve alkali ile titre edilir. Böylece Polenske indisi bulunur. 5