indir
Transkript
indir
YAĞLARIN MODİFİKASYONU Fraksiyone Kristalizasyon 1) Sıvı yağ içinde karışım halinde bulunan ve ergime dereceleri yüksek olan trigliseritlerin, soğuk tekniği uygulanarak katı faz haline dönüştürülmeleri 2) Bu fazların birbirinden ayrılmaları Fraksiyone Kristalizasyon • Amaç: - Ayçiçek, mısır gibi yağlarda düşük sıcaklıkta kristalize olarak bulanıklık yaratan doymuş trigliseritlerin yağdan uzaklaştırlması (vinterizasyon) - Doymamış trigliseritlerce zengin sıvı fraksiyon salata yağı olarak değerlendirilir. - Doymuş trigliseritlerce zengin fraksiyon ise sanayi tipi margarinlerin ve çikolata kaplama yağlarının üretiminde değerlendirilir. HYDROGENATION 1 HİDROJENASYON –Paul Sabatier –The Nobel Prize in Chemistry 1912 Karbon zincirinde çift bağ bulunduran yağ asitlerini içeren bitkisel sıvı yağların, belirli koşullar altında ve katalizör varlığında hidrojenle doyurularak katılaştırılması işlemi Hidrojenasyonun Temel İlkeleri Hidrojenasyon • Katı (katalizör), • Sıvı (yağ) • Gaz (hidrojen) Hidrojenasyonun Temel İlkeleri (devam) • Tepkimenin sürekliliği bakımından yağda çözünmüş halde bulunan H2 gazının katalizör yüzeyine ulaşması, tepkime ortamında doymamış bileşiklerin katalizör yüzeyine geçişi ve tepkime sonucu doyan bu bileşiklerin sıvı ortama geri verilmesi difüzyon yasalarına göre gerçekleşmektedir. • Bu nedenle hidrojenasyon tepkimelerinin mekanizmasında mekanik kütle transfer kademeleri ve kimyasal tepkime kademeleri belirleyici faktörlerdir. Hidrojenasyonun Temel İlkeleri (devam) Hidrojenasyonun Temel İlkeleri (devam) • Katalizör yüzeyinde doymamış bileşenlerle H2 arasında farklı tepkimeler aynı anda gerçekleşmektir. Doyma Tepkimeleri (Temel Tepkime): Yağın doymamış bileşenlerine H2’ in bağlanması Yan Tepkimeler: Yerel ve geometrik izomeri gösteren yağ asitlerinin oluşumu (konjuge ve trans yağ asitlerinin oluşumu) • Doymamış trigliseritler, çift bağ sayısı kadar tepkime kademeleri ile doymuş trigliseritlere dönüşürler. Trien k3 Dien k2 Monoen k1 Doymuş YA • Bu kademelerde oluşan tepkimeler farklı hızlarda gerçekleşir. 2 Hidrojenasyonun Temel İlkeleri (devam) Partial or Full Hydrogenation • Doyurulma şekil ve derecesine göre - Tam hidrojenasyon: Tüm doymamış bağlar - Kısmi hidrojenasyon: Belirli bir iyot sayısına kadar - Seçici (selektif) hidrojenasyon: Yağlar sıfır iyot sayısına kadar doyurulmamakla birlikte hem elzem (esas) yağ asitleri mümkün olduğunca korunacak, hem de poliyenik yağ asitlerinin monoenik yapıya kadar doyurularak, ortamda yeni doymuş yağ asitleri oluşmayacak şekilde Seçici (selektif) hidrojenasyon Trien k3 Dien k2 Monoen k1 (C18:3) (C18:2) (C18:1) Doymuş YA (C18:0) • Seçicilik (S): Bütün kademelerde oluşan hız sabitlerinin birbirine oranlanması S32=k3/k2 ( Linoleik asit seçiciliği) S21=k2/k1 (Oleik asit seçiciliği) • Selektivite oranı (SR:Selektivity Ratio): Yağ asitlerinin hidrojenasyon hızı hakkında bilgi verir. Hidrojenasyon Sonucu Yağlarda Meydana Gelen Değişiklikler • Hidrojenasyon sonucunda, - Yağın ergime aralığı yüksek derecelere kayar Yağın iyot sayısı azalır Yağın oksidasyon stabilitesi (dayanıklılığı) artar Ortamda doymadan kalan çift bağlarda cis-trans izomeri dönüşümü sonucu trans yağ asitleri oluşur - İzolen yağ asitleri konjuge yapıdaki yağ asitlerine dönüşür - Hidrojenasyona özgü tad ve koku gelişir (izo-oleik asitler, aldehit ve ketonlar) - Karotenlerin renksiz bileşiklere dönüşmesi sonucu yağın rengi açılır. Seçici (selektif) hidrojenasyon (devam) • SR=0 Tepkime seçici değil (Tüm doymamış YA stearik asite kadar doyurulmakta) • SR=50 (50 molekül linoleik asit oleik asite dönüşürken 1 molekül oleik asit stearik asite dönüşmekte) • SR>50 (Oleik asit doyurulmadan önce ortamdaki tüm linoleik asitler oleik asite dönüşmektedir. Hidrojenasyonda kullanılan katalizörler • Heterojen Katalizörler Periyodik cetvelin VIb,VIIb,VIIIb grubundaki metaller ve VIa grubundaki elementlerle oluşturdukları bileşikler • Homojen Katalizörler Geçiş metal hidritlerinin tersiyer fosfinleri içeren kompleksleri 3 Katalizörler • Yağların kısmi veya seçici hidrojenasyonunda katalizör olarak genellikle uygun bir destek maddesi üzerine homojen bir şekilde emdirilmiş metalik formdaki Nikel (Ni) (heterojen katalizör) kullanılır. • Bu katalizörler düşük maliyet, yüksek aktivite, uygun seçiçilik, yağdan kolayca uzaklaştırılabilme, tekrar kullanılabilme gibi avantajlara sahiptir. Katalizörler (devam) • Katalizör aktivitesi: Bir parti yağı uygun bir zaman dilimi içerisinde hidrojene etmek için gereken katalizör miktarını belirtir. Aktivite, belli özel şartlar altında hidrojene edilen yağın iyot sayısının (IV) birim zamandaki düşüşü ile belirlenir. • Katalizör ömrü: Katalizörün ne kadar süre ile aktif ve kullanılabilir olduğunu gösterir. Katalizör ömrü, yağdaki sülfür bileşikleri, yağ asitleri ve fosfotidler gibi katalizör aktivitesini yok eden bileşikler (katalizör zehirleri) ile azalır. Not: Bu nedenle hidrojene edilecek yağlar çok iyi rafine edilmiş olmalıdır. HİDROJENASYON TEPKİMELERİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER • • • • Sıcaklık Basınç Karıştırma hızı Katalizör çeşiti ve konsantrasyonu Katalizörler (devam) Katalizörün izomerizasyon karakteristiği: Katalizörde bulunan sülfür trans yağ asiti oluşumunu arttırır. İyi bir katalizör bir kaç kez kullanılabilir. Ancak aktivitede meydana gelen azalmayı tolere edebilmek için her kullanımda belli oranda katalizör ilavesi yapılmalıdır. Hidrojenasyonu etkileyen parametreler: • BAĞIMSIZ DEĞİŞKENLER - Sıcaklık - H2 gazının basıncı - Karıştırma hızı - Katalizörün tipi ve konsantrasyonu • BAĞIMLI DEĞİŞKENLER - Trans yağ asitleri - Selektivite oranı (SR) - Hidrojenasyon hızı 4 Sıcaklık Basınç • Sıcaklık arttıkça hidrojenasyon tepkime hızı artar. Sıcaklığın artması hidrojenasyonun seçiciliğini arttırırken, trans yağ asitleri oluşumu da artar. • İyot sayısında 1 birimlik düşme sonucu 1.6-1.7 °C sıcaklık artışına neden olur (Ekzotermik reaksiyon) • Basıncın yüksek olması hidrojenin yağdaki çözünürlüğünü arttırdığından, tepkime hızını yükseltmektedir. • Selektivite ve trans azaliyor???? • Doyma tepkimesi sonucu birim zamandaki doymamış bileşen miktarı hızla azaldığından trans yağ asiti miktarı da azalmaktadır. Effects of Pressure and Temperature on TransUnsaturation at 80 I.V. Soybean Oil As pressure 3 Psi 35 Psi at 180C, trans fatty acids decrease from 40 to 35% Effects of Pressure, Temperature, and Catalyst on Selectivity Ratio As pressure 14 34 Psi at 180C, 0.02% catalyst, selectivity rate decrease from 40 to 20 Effects of Pressure, Temperature, and Catalyst on Selectivity Ratio As catalyst 0.02 0.08 % at 30 Psi and 165 C, selectivity rate increases from 20 to 40 5 Karıştırma hızı • Hidrojenasyon işleminin devamlılığı açısından önce doymamış bileşiklerin katalizör yüzeyine transferi, doyurulduktan sonra da katalizör yüzeyinden tepkime ortamına desorpsiyonu için gerekli kütle transferleri karıştırma hızı ile sağlanır. • Ayrıca, katalizör yüzeyinde yeteri miktarda H2 bulunması karıştırma hızı ile sağlanmaktadır. • Düşük karıştırma hızı doyma tepkimelerinin yetersiz kalmasına, tepkime süresinin uzamasına ve doymadan kalan bileşiklerin trans izomerine daha fazla dönüşmesine neden olmaktadır. • Çok yüksek karıştırma hızı katalizör yüzeyine yeterli miktarda H2 aktarımına olanak sağlamadığından tepkimelerin seçiciliği azalmaktadır. Effects of Agitation and Catalyst Concentration on Selectivity Ratio As catalyst 0.03 0.07% at 1330 RPM, selectivity rate increases from 28 to 36. Effects of Agitation and Catalyst Concentration on Hydrogenation Rate As agitation 800 1000ppm at 0.06 % Ni, hydrogenation rate increase from 2.5 to 3.2 IV/min. Katalizör çeşiti ve konsantrasyonu Diğer parametreler sabit tutulduğunda; • Katalizör miktarının azalması, tepkime hızında belli bir miktarda azalmaya sebep olur. • Katalizör miktarının arttırılması ise, trans YA oluşumunu ve tepkimenin seçiciliğini artmaktadır. Effects of Agitation and Catalyst Concentration on Selectivity Ratio As agitation 1300 1700 RPM at 0.06 %, selectivity rate decreases from 36 to 28. Effects of Agitation and Catalyst Concentration on Hydrogenation Rate As catalyst 0.06 0.10% at 1000rpm hydrogenation rate increases from 3.3 to 3.8 IV/min 6 HİDROJENASYONDA TEKNOLOJİK UYGULAMALAR • Kesikli (Süreksiz-Batch) Sistemler: Özellikle ürün miktarı ve çeşitliliğin geniş bir yelpazede dağılım gösterdiği durumlarda tercih edilen bir yöntemdir. Kesikli (Süreksiz-Batch) Sistemler Şekil 3.29 • Kazan (Otoklav) kullanılır. • Bir ara tankta yağ ile katalizör karıştırılarak vakum etkisi ile otoklava alınır. • Doyurma işlemi 1.5 atü’ lük H2 basıncında ve 180-200°C’ de gerçekleştirilir. • İstenen iyot sayısına ulaşıldığında sıcaklık 90°C’ ye düşürülür. • Bu sıcaklıkta filtre preslere gönderilen sertleştirilmiş yağ, katalizörden filtre edilerek ayrılır. Kesikli (Süreksiz-Batch) Sistemler (devam) Sürekli (Kontinü) Sistemler • H2 yağa iki farklı şekilde verilebilir. 1) H2’nin yağ içine verilip dağıtılması: Otoklavın tepe boşluğunda toplanmış bulunan hidrojenasyon tad ve kokusuna neden olan maddeler yağa geçer. 2) H2’nin sertleştirilecek yağa otoklav dışında verilip dağıtılması: Katalizörün yağ içerisinde süspansiyon halinde tutulması ve hidrojenasyon tad ve kokusuna neden olan maddelerin uzaklaştırılabilmesi için karıştırıcı sürekli olarak düşük hızda çalıştırılır. Gazın yağ içerisinde homojen bir şekilde dağıtılması pompalar ile sağlanır. 7 Hidrojenasyon işlemi sonunda: • Üretilen katı yağların raf ömrünü ve tüketilebilirliğini arttırmak üzere rafinasyon işlemi uygulanmalıdır. • Rafinasyon işlemi sırasında hidrojenasyonla yağda oluşan düşük miktardaki serbest asitlik baz çözeltileri kullanılarak yapılan nötralizasyon işlemi ile giderilmelidir. • Nikel ve ağır metallerin olası kontaminasyonu ise ağartma toprakları kullanılarak yapılan filtrasyon işlemi işlemi ile yağdan uzaklaştırılmaktadır. • Yağda oluşan hidrojenasyon tad ve koku maddeleri ise deodorizasyon işlemi ile giderilmektedir. MARGARİN ÜRETİM TEKNOLOJİSİ • Napolyon’un hediyesi Dünyada ilk margarin, 139 yıl önce, Fransa’da üretildi. • Zamanın Fransa Kralı III. Napolyon’un emriyle kimyager Mege Mouries 1869’da don yağı ile sütü karıştırarak margarini ilk keşfeden kişi • Bu keşifte ortaya çıkan kristalize olmuş yağları inciye benzeten kimyager Latince’de ‘inci tanesi’ anlamına gelen ‘aleo margarine’ adını verdi. • Margarinin bu ilkel yöntemle üretimi 40 yıl kadar sürdü. • Esas gelişme, 20’inci yüzyılın ikinci yarısında yaşandı. • 1980’lerde çok düşük yağlı diyet margarinler üretildi. • 1990’ların başlarında trans yağların sağlık yönünden zararları bilimsel olarak saptandı. • Moderne teknolojiler sayesinde 1995’den sonra Avrupa’da, 2000’lerin başında da Türkiye’de büyük margarin üreticileri trans yağ içermeyen margarinleri üretmeye başladı. MARGARİN ÜRETİM TEKNOLOJİSİ Margarin • Belirli bir erime derecesine sahip olacak şekilde hazırlanmış yağ veya yağ paçalları ile, yine belirli niteliklere sahip olacak şekilde hazırlanmış su fazının emülsiye edilmesi sonucu hazırlanan tereyağı taklidi katı bir yağ çeşitidir. 8 Margarinlerin Ana Bileşenleri (devam) Margarinlerin Ana Bileşenleri: • Yağ fazı: (%78-82) katı yağ • Su fazı: (%16-20) su, fermente süt, rekombine süt, peynir altı suyu • Katkı maddeleri: (%2-3) Emülgatörler, renk maddeleri, vitaminler, antioksidan ve sinerjistler, aroma maddeleri, koruyucu maddeler, indikatör maddeleri,sıçramayı önleyici maddeler, mutfak tuzu ve su • Bu bileşenlerden yağ ve su fazının miktar ve niteliğine göre emülsiyon iki şekilde olmaktadır. • Yağ / su emülsiyonu: Yağ ortamına dispersiye edilen su damlacıkları yağ fazı tarafından sarılmıştır. • Su / yağ emülsiyonu: Karışımdaki yağ miktarı yaklaşık %40’ a düşürülen yağ damlacıkları su fazı tarafından sarılmıştır. • A structured water-in-oil emulsion with properties • like spreadability, stability and mouthfeel A structured water-in-oil emulsion with properties like spreadability, stability and mouthfeel MARGARİN TİPLERİ Standart Margarinler Özel Amaçlı Margarinler Standart tip m. Bitkisel m. Linoleik asitce zengin m. Pastacılık m. Yarım yağlı m. Fırıncılık m. Mutfak m. Krem m. 9 MARGARİN TİPLERİ 1) • • • • • Standart Margarinler Standart tipler: Bitkisel ve hayvansal yağlar kullanılır. Yağ fazının en az %50’ si sertleştirilmiş bitkisel yağlardan oluşmalıdır. Bitkisel margarinler: Yağ fazının %98’ i sertleştirilmiş bitkisel yağlardan oluşmalıdır. En az %15 linoleik asit içermelidir. Linoleik asitce zengin margarinler: Bitkisel margarinlere benzer en az %30 linoleik asit içermelidir. Yarım yağlı margarinler: Normal margarinlere kıyasla yağ miktarı yarıya düşürülmüştür. sofralık veya kahvaltılık olarak kullanılır. Mutfak Margarinleri: Su içermezler. Süt asiti ile aromatize edilirler. Pişirme ve kızartma işlemlerinde kullanılırlar. MARGARİNLERDE YAĞ FAZININ HAZIRLANMASI • Margarin üretiminde kullanılan yağlar: 1) Bitkisel yağlar: Pamuk, yerfıstığı, mısır, palm, palm çekirdeği, ayçiçek, soya, kanola 2) Hayvansal yağlar: domuz yağı, sığır yağı, susuz tereyağı 3) Deniz ürünleri yağları: Sardalya, hamsi, ringa, kefal, balina yağları MARGARİNLERDE YAĞ FAZININ HAZIRLANMASI (devam) 1) 2) 3) 4) İstenilen sürülebilirlik, tad ve kokuya ulaşmak için margarinin yağ fazını oluşturan sıvı ve katı yağ fraksiyonları arasında kalıcı bir denge oluşumunun sağlanması gereklidir. Yüksek sıcaklık derecelerinde eriyen trigliseritlerin β’ kristal formunda kristalleşmelerini sağlayabilmek için hızlı bir soğutma işlemi gerçekleştirilmelidir. Düşük sıcaklık derecelerinde eriyen trigliseritler, yüksek sıcaklık derecelerinde eriyen trigliseritlerin oluşturduğu kristal ağı tarafından homojen bir şekilde sarılmalıdır. Yüksek sıcaklık derecelerinde eriyen trigliseritlerin oluşturdukları kristal ağı yağ fazına dispersiye edilmiş olan su fazının 2-20µm çapındaki su damlacıklarını taşıyabilecek kadar güçlü olmalıdır. MARGARİN TİPLERİ (devam) 2) Özel Amaçlı Margarinler • Pastacılık margarinleri: Sıcaklığa dayanıklıdırlar. Orta sıcaklık derecelerinde eriyen trigliseritlerden oluşurlar. Özellikle katmanlı (milföy hamuru) hamur işleri yapımında kullanılırlar. Aroma maddesi içerirler. • Fırıncılık margarinleri: Yüksek sıcaklık derecelerinde eriyen trigliseritlerden oluşurlar. Aroma maddesi içerirler. • Krem margarinler: Aroma maddesi içermez veya çok az içerirler.Yüksek oranda kakao yağı içerirler. Yapılarına %10 hava emdirilmiştir. MARGARİNLERDE YAĞ FAZININ HAZIRLANMASI (devam) • Yağ fazında bulunan sıvı yağlar hidrojenasyon, fraksiyone kristalizasyon ve interesterifikasyon gibi yöntemler kullanılarak katılaştırılır. • Margarin üretiminde kullanılacak yağların tümü tam bir rafinasyon işleminden geçirilir. • Üretilecek tüm margarin çeşitlerinde düzgün bir yapı ve sürülebilirlik özelliği kazandırmak için emülsiyon tekniğine ilişkin bütün kuramsal ve pratik bilgilere uyulması yanında aşağıdaki 4 temel ilkeye de dikkat edilmelidir. MARGARİNLERDE YAĞ FAZININ HAZIRLANMASI (devam) Kullanılan katı yağlar, plastisite ve sürülebilirlik açısından katı yağ miktarı (SFC=solid fat content) ve katı yağ indeksi (SFI=solid fat index) gibi kriterlere göre değerlendirilmektedir. SFI değeri SFC değeri: mm3 olarak 25mL % olarak yağın değişik hacmindeki yağın, sıcaklık derecelerinde soğutulduğunda değişik içerdiği katı yağ oranı. sıcaklık derecelerinde NMR (nükleer manyetik gösterdiği hacimsel kayıp. rezonans) ile tespit edilir. Özgül hacim değişiminin saptandığı dilatometre ile belirlenir. 10 MARGARİNLERDE YAĞ FAZININ HAZIRLANMASI (devam) • Eskiden yağ fazının hazırlanmasında ergime noktası veya iyot sayısı dikkate alınırken • Günümüzde margarinlerde sürülebilirlik, platisite ve ağızda bıraktığı his yönünden SFI veya SFC değerleri göz önüne alınmaktadır. • Margarinlerin sürülebilme, fazların birarada kalabilme, gıdada ve ağızda erime özellikleri hakkında 0, 10, 21.1 ve 33.3 °C deki SFC değerleri ölçülerek belirlenmektedir. MARGARİNLERDE SU FAZININ HAZIRLANMASI • Margarinlerde su fazı olarak yağsız süt, rekombine süt, peynir altı suyu veya tozu ya da su kullanılabilir. • Sütün Fermentasyonu - Tereyağı aromasının elde edilmesi için pastörize süt veya rekombine süt starter kültür kullanılarak laktik asit fermentasyonuna uğratılır. Fermentasyon 16-18 °C’ de 12-16 saat’ te (36-39 ° SH) tamamlanır. MARGARİN KATKILARI 1) Emülgatörler: Su ve yağ fazının teryağda olduğu gibi homojen ve dayanıklı bir emülsiyon haline gelebilmesi için gereklidir. • Yumurta sarısı: (%0.3-1.0) Artık tercih edilmiyor. • Bitkisel (soya ve kolza) fosfotidler: (%0.2-2.5).Lesitin ve kefali karışımı daya dayanıklı bir emülsiyon oluşumu sağlıyor. • Kazein: Kızartmalarda hoşa giden kahverengi renk oluşumu da sağlar. • Mono ve digliseritler: (%0.5)Palmitik, stearik ve oleik asitlerin Mono ve digliseritleri. Lesitin ile birlikte daha kolay ve dayanıklı bir emülsiyon oluşumu. Kısmü gliseritler kullanıldığında monogliserit oranı arttıkça emülsiyon oluşturma gücü artmakta, yağ kusmasını engellemekte,daha dayanıklı bir emülsiyon oluşturmakta MARGARİNLERDE YAĞ FAZININ HAZIRLANMASI (devam) • 0-10 °C’ lerdeki SFC değeri: Buzdolabı sıcaklığındaki ürünün sürülebilme kolaylığını belirler. Eğer SFC değeri 0-10 °C’ de <%32 ise buzdolabı sıcaklında iyi bir sürülebilme özelliği gösterdiği söylenebilir. • 20-22 °C’ lerdeki SFC değeri: Ürünün oda sıcaklığında yağ sızmasına karşı direncini gösterir. >%10 SFC değeri yağımsı bir yapı için gereklidir. • 35-37 °C’ lerdeki SFC değeri: Ağızda kalan tad ve yağın inceliğini belirtir. Ağızda mumsu bir his bırakmayan margarinler 33.3 °C’ de % 3.5 oranında katı yağ içerdiğinden vücut sıcaklığında eriyebilmektedir. Starter kültürler • Lactococcus lactis • Lactococcus lactis cremoris • Lactococcus lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis • Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris • (Leuc. citrovorum) MARGARİN KATKILARI (devam) 2) Renk maddeleri: • β Karoten preparatları (12-18 gr/ton) • Palm yağı (%0.3-0.5) • Anotto ekstraktı • Biksin 11 MARGARİN KATKILARI (devam) 3) Vitaminler: • A vitamini (20 IU/g) • D vitamini (0.3 IU/g) • E vitamini: Hidrojenasyon sırasında tokoferol kaybının çok yüksek olması nedeniyle, sertleştirlmiş yağlar bir miktar rafine sıvı yağ ile paçal yapılarak E vitamini miktarı arttırılabilir. • Elzem yağ asitleri (%12-15) MARGARİN KATKILARI (devam) 5) Aroma maddeleri: • Diasetil (0.5-0.7 mg/100g), asetil metil karbinol (0.05-0.07 mg/100g) • Bütirik asit (0.5-0.7 mg/100g) • γ,δ,ε hidroksi yağ asitlerinin laktonları: (0.5-0.7 mg/100g), MARGARİN KATKILARI (devam) 7) İndikatör maddeler: • Patates nişastası (0.2-0.3) • Susam yağı (%5) MARGARİN KATKILARI (devam) 4) Antioksidan ve sinerjistler: • Gallatlar, bütil hidroksi anisol, bütil hidroksi toluol (max 200 ppm): Bazı ülkelerde yasak • Tokoferollerce zengin bitkisel sıvı yağlar • Bitkisel fosfatidler • Tokoferoller (%0.05) • Sitrik asit, tartarik asit, ve fosforik asit: Cu ve Fe gibi prooksidatif maddeleri bağlayarak oksidatif stabiliteyi arttırmaktadırlar. MARGARİN KATKILARI (devam) 6) Koruyucu maddeler: • Sorbik asit (%0.12) - Mikroorganizma falliyetini engeller - Yağda acılaşmayı ve sabunlaşmayı önler. MARGARİN KATKILARI (devam) 8) Sıçramayı önleyici maddeler: • Lesitin • Kazein • Yumurta sarısı • %10 hava veya inert gaz 12 MARGARİN KATKILARI (devam) 9) Mutfak tuzu: • Tuzlu margarin: >%0.1 tuz içerir • Max %0.2 tuza izin verilmektedir. • Fe miktarı max 0.5 mg/lt MARGARİN EMÜLSİYONUNUN HAZIRLANMASI • Hazırlanan yağ ve su fazları sürekli karıştırılarak ve gerekirse basınç altında yoğurularak emülsiye edilir. • Bu işlem sırasında fazların biribiri içerisinde homojen bir şekilde ve genellikle yağ fazının su fazını sarması şeklinde dağılması sağlanır. • Margarinlerde dayanıklı ve iyi bir emülsiyon için yağ fazı içerisine dispersiye edilen su fazı taneciklerinin çapının belli sınırlar içerisinde olması gerekir. • Günümüzde mikrobiyolojik stabilite açısından su fazı taneciklerinin çapının %95’ inde 1-5 µ, %4’ ünde 5-10 µ, %1’ inde 10-20 µ olması tercih edilmektedir. . MARGARİN KATKILARI (devam) 10) Su: • İçme suyu kalitesinde su kullanılmalıdır. • Nötr tad ve kokuda olmalı, • Fe miktarı max 0.5 mg/lt, Mn miktarı max 1 mg/lt • pH 6 civarında • Filtre edilmiş, havalandırılmış • Hijyenik 1) Emülsiyonun Soğutulması ve Kristalizasyonu • Yağların yumuşaklık, yapı ve sürülebilirlik özelliklerini etkiler. • Margarinlerde oluşturulan emülsiyonun konsistensi, yağ fazındaki katı yağ miktarı, kristallerin büyüklüğü ve dolayısı ile soğutmada izlenen işlem tekniği ve koşullarına bağlıdır. • Kararlı bir emülsiyon oluşturmak için yağ fazının en az %20 oranında yumuşak ve ince kristaller içerecek şekilde kristalize edilmelidir. Bu durum yağ sızmasını (kusması) engeller. • Yağ fazının çapı 3-10µ büyüklüğünde olan kristallerin oluşması ile margarinin dil üzerinde pürüzsüz ve kaygan bir yapı oluşturması sağlanır. • Kristalizasyon işlemi sırasında kristal çekirdeklerinin olabildiğince süratli oluşması ve daha sonraki aşamada uygulanan yoğurma ve karıştırma gibimekenik işlenlerke optimum kristal büyüklüğüne ulaşması sağlanır. 2) Katı Emülsiyonun Temperlenmesi ve Yoğurulması Katı Emülsiyonun Temperlenmesi ve Yoğurulması (devam) • Emülsiyonun dayanıklı ve sıkı bir yapıya kavuşturulması mekanik işlemler ile sağlanır. • Bir yandan oluşan kristaller gruplandırılırken, diğer yandan kısmen eriyen gliseritlerin düşük sıcaklık derecelerinde yeniden kristalize edilerek yeni kristallerin oluşumu sağlanmaktadır. • Margarin emülsiyonu kristalize edilmek üzere 4-6 °C’ ye soğutulduğunda çok az miktarda sıvı formda kalan glisetler yanında oldukça fazla miktarda gliseritlerde kristalleşerek katı form kazanmaktadır. • Bu yapı istenen platisitede bir margarin eldesine olanak vermez. • Bu nedenle sıvı ve katı gliseritler arasında bulunması gereken uygun bir oranı sağlayabilmek için kristalizasyondan sonra bir olgunlaşma işlemi uygulanır. (12-15 °C, birkaç dakikadan bir kaç saate kadar) • Su yağ emülsiyonun süratli bir şekilde soğutulması sırasında oluşan α kristalleri β’ kristallerine dönüşürler. Bu değişim ekzotermik bir reaksiyon olduğundan ortam sıcaklığının artması nedeniyle bir kısım α kristalleri de erirler. • Balangıçta hızlı soğutma ile α kristallerinin bir kısmının çözünerek olgunlaşma sırasında β’ kristallerine dönüşmesi bu kristallerin miktarının margarindeki miktarını arttırmaktadır. 13 Katı Emülsiyonun Temperlenmesi ve Yoğurulması (devam) • Son üründe istenen özelliklerin sağlanması için son aşamada valslenip preslenmesi gerekmektedir. • Bu işlemler sırasında bir yandan iri ve sert kristaller parçalanıp, diğer yandan oluşan bu yeni kristallerin yağ fazı içerisine homojen bir şekilde dağılımı sağlanmaktadır. Sürekli (Kontinü) Yöntemler • Vatator veya borulu soğutma sistemi: Dıştan uygun bir soğutucu ile sürekli bir şekilde soğutulan ve bu soğutma sonucu içindeki emülsiyonu kristalize ederek cidarlarına sıvaştıran bir trommelin kullanıldığı sistemlerdir. Margarin karışımlarının kristalizasyonu dıştan içe doğru radyal bir yayılma ile gerçekleşmektedir. MARGARİN ÜRETİMİNDE TEKNOLOJİK UYGULAMALAR • Kesikli (Süreksiz-Batch) Yöntemler Valsli karıştırma makinaları kullanılır. Bu makinalara helezonlu taşıyıcılar vasıtasıyla taşınan margarin, yarım silindir yapısındaki tekne içerisinde birbirine karşı ters dönüşte olan çelik valsler arasından geçirilerek karıştırılır. Karışırma ve yoğurma vakum altında yapılarak hava girişi engellenmekte ve böylece margarinde istenen parlaklık sağlanmaktadır. Vatator veya borulu soğutma sistemi (devam) • Ayrı ayrı fazlar tanklarda hazırlanarak emülsiyon tankında %0.5 emülgatör, %1820 fermente yağsız süt, %80-82 yağ ve gerektiğinde %2.5-3.0 tuz içerecek şekilde birleştirilerek ısıtılır. • Ön soğutucudan geçirilerek sıcaklığı 3250°C’ ye kadar soğutulur. • Önce vatatorun üç silindirli kısmında (A ünitesi) 21.5 atü’ lük basınç altında, daha sonra iki silindirli (B ünitesi) kısmında %10 oranında inert gaz ile birlikte yoğurulur. • Aynı anda yapılan ani soğutma ile A kısmında emülsiyonda süratle kristal nüveleri oluşurken, emülsiyonun katı bir kitle haline dönüşmesine izin verilmez. • Karışımdaki kristal nüvelerine göre daha sıcak olan sıvı faz daha sonra B ünitesi, şekil verme ve depolama gibi aşamalarda bu nivelerin etrafında kristalleşerek iri kristallerin oluşumu sağlanır. Vatator veya borulu soğutma sistemi (devam) • Borulu sistemlerde, Sistem içine alınan emülsiyon sürekli bir şekilde soğutulur. Kısa süre süren bu işlem sırasında aslında tam bir kitlesel kristalizasyon oluşmayıp, emülsiyon kıvamlı bir yapıya dönüşür. Tam margarin oluşumu sistem içerisinde peşpeşe birden fazla yer almış olan tam kristalizasyon ve olgunlaştırma borularında gerçekleştirilir. 14 15