ZEYTİNYAĞI ÜRETİM TEKNOLOJİSİNDEKİ GELİŞMELER Prof.Dr. Aytaç SAYGIN GÜMÜŞKESEN Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü

Yağlı Hammaddelerin Sınıflandırılması Yağlı tohumlar (ayçiçeği, çiğit, soya, kolza vd.) Yağlı meyveler (zeytin, palm vd.)

Dünya’da 37 ülkede zeytin üretimi yapılmakta olup, 9 Dünya’da 37 ülkede zeytin üretimi yapılmakta olup, 9.8 milyon hektar olan dünya zeytin üretim alanlarının %95’i Akdeniz Bölgesi’nde yer almaktadır. Yaklaşık 13 milyon ton olan dünya zeytin üretiminin %86’sı, Türkiye’nin de aralarında bulunduğu altı Akdeniz ülkesinde yoğunlaşmıştır.

Türkiye’deki zeytinlik alanlar 595,000 ha olup; toplam tarım alanlarının %2’sini, bağ-bahçe alanlarının ise %22’sini oluşturmaktadır. Zeytinliklerin yaklaşık %75’i dağlık kır arazilerde yer almaktadır. Bu nedenle zeytin ağaçlarının ancak %8’i sulanmaktadır.Sulanan zeytinliklerin çoğunda sofralık zeytin üretimi hakimdir.

Zeytin meyvesi %1-2 meyve kabuğu (epikarp) %63- 86 meyve eti (mesokarp) %10-30 meyve çekirdeği (endokarp) %2-6 çekirdek içerir.

%1-2 Epikarp (kabuk) %63-86 Mesokarp (meyve eti) %10-30 Endokarp (çekirdek) %2-6 Çekirdek içi

Zeytinde bulunan yağın önemli bir kısmı mesokarp kısmında, mevcut suyla kısmi emülsiyon halinde bulunur.

Zeytin meyvesi yaklaşık %40 oranında su ve %20-35 oranında yağ içermektedir. Zeytin meyvesinde yer alan lipoprotein karakterindeki komponentlerin varlığı göz önünde bulundurulduğunda; zeytinyağı üretiminde sıvı-katı faz ayrımı işlemini etkileyen faktörlerin yağ verimi üzerindeki önemi daha belirgin hale gelmektedir.

Zeytinyağı üretiminde amaç ; ekonomik olarak, kaliteli, rafine edilmeksizin doğal haliyle tüketilebilen zeytinyağını üretmektir.

Zeytinyağı kalitesi ve verimini etkileyen faktörler Zeytin çeşidi Sulama, gübreleme, budama, zirai zararlılarla mücadele Hasat şekli ve hasat zamanı (zeytinin olgunlaşma derecesi) Zeytinlerin depolanma şekli ve süresi Zeytinyağı üretim sistemleri ve işlem parametreleri

Zeytinyağı Üretim Aşamaları Ön işlemler Sıvı fazın (yağ ve karasu) katı fazdan uzaklaştırılması Yağ ve karasuyun ayrılması

Ön İşlemler Yaprakların uzaklaştırılması - yıkama Zeytinlerin kırılması Zeytin hamurunun yoğurulması (malaksasyon)

I. Zeytinlerin temizlenmesi Zeytinlerin içerebileceği dal, yaprak,toprak v.b. yabancı maddelerin uzaklaştırılması amacıyla uygulanır. İklim koşullarına ve zeytin toplama yöntemine bağlı olarak yabancı madde miktarının %15 değerine kadar ulaştığı bilinmektedir. Özellikle yağ kalitesi açısından ve kullanılan ekipmanların güvenliği için zeytinlerin yıkanması önemlidir.

Zeytinin fazla miktarda yaprak içermesi, özellikle metal kırıcıların kullanılması durumunda ; yağın yeşil renginin artmasına, duyusal açıdan da istenmeyen sonuçların oluşmasına neden olmaktadır. Di Giovacchini ve ark. (2002) tarafından yapılan bir çalışmada; zeytinin yaprakla beraber işlenmesinin yağın toplam fenolik madde içeriği ve oksidatif stabilitesi üzerinde etkili olmadığı belirtilmektedir.

II. Zeytinlerin Kırılması Ezme işlemi; mesokarp kısmında yer alan hücre çeperlerinin fiziksel yolla hasara uğratılması ve böylelikle mikromoleküller yapıdaki yağ zerreciklerinin birleşerek; katı-sıvı faz ayrımına daha uygun ve akışkan bir form kazanmalarının sağlanması amacıyla uygulanır. Bu amaçla ; klasik ve kesikli sistemlerde granitten yapılmış taş değirmenler, sürekli sistemlerde ise otomasyona elverişlilikleri nedeniyle metal kırıcılar kullanılmaktadır.

Diktaş değirmen

Metal kırıcılar

Zeytinlerin kırılması sırasında oluşan kinetik enerji sonucu zeytin hamurunun sıcaklığı ; taş değirmenler kullanıldığında 4-5ºC, metal kırıcılar kullanıldığında 13-15ºC artmaktadır.

Zeytinlerin kırılmasında kullanılan sistemler; Serbest yağ asidi Peroksit sayısı UV absorbans değeri Duyusal özellikler gibi yağın kalitatif özelliklerini etkilememektedir. Ancak metal kırıcıların kullanılması; yağın toplam fenolik madde içeriğini yükseltmekte, buna bağlı olarak yağın oksidatif stabilitesini de arttırmaktadır.

III. Malaksasyon-yoğurma Bu işlemin amacı ; zeytin hamurunun homojenleştirilmesi ve yağ globüllerinin birleşerek elde edilen hamurun bir sonraki sıvı-katı faz ayrımı işlemine hazırlanmasıdır.

Malaksasyon kademesinde ; yağ damlacıklarının devamlı bir faz oluşturacak şekilde birleşerek büyük damlalar oluşturması ve yağ-su emülsiyonunu kırarak yağın serbest hale gelmesi sağlanır. Örneğin ; kırma-ezme işleminden sonra yağ damlacıklarının %45’i 30 m’dan büyük iken, yoğurma işleminden sonra bu oran %80’e yükselmektedir.

Yoğurma işleminin etkinliği ; Zeytin hamurunun reolojik özelliklerine, İşlem koşullarına (sıcaklık -süre) bağlıdır. Taş değirmenler kullanıldığında optimum yoğurma koşulları; 20-25ºC, 10-20 dak. Metal kırıcılar kullanıldığında en fazla 90dak. Yoğurma süresinin = Top.polifenol uzaması miktarında azalma

Yoğurma sıcaklığının 50-60ºC değerinden yüksek olması vaksların, alifatik alkollerin ve triterpen di-alkollerin yağdaki çözünürlüğünü arttırmakta, bunun sonucunda da standart dışı zeytinyağı üretimi söz konusu olmaktadır. Bu değerler, natürel zeytinyağını pirina yağından ve rafine yağdan ayıran özelliklerdir.

Malaksasyon sırasında uygulanan verim arttırıcı teknikler; Enzim kullanımı Talk kullanımı Pulsed Electric Field (PEF) tekniğinin uygulanması

Günümüzde kullanılmaya başlanan PEF tekniğinde, bitki dokusundaki membran geçirgenliği elektrik uygulaması ile arttırılmaktadır. Nanosaniye - mikrosaniye arasında değişen sürelerde elektrik uygulaması, elektroplazmoliz olarak tanımlanan hücre çeperlerinin parçalanmasına neden olmakta, bunun sonucu olarak ta sıvı-katı ekstraksiyonu işleminin verimi artmaktadır.

Elektroplazmoliz oluşumunun geri dönüşümlü ya da geri dönüşümsüz oluşunu; uygulanan elektrik akımının şiddeti, akım uygulama sayısı ve süresi belirlemektedir.

Elektrik akımının şiddetinin 1-10 kV/cm, süresinin ise 20ns-10ms arasında değişmesi, hücre çeperinde geri dönüşümlü elektroplazmoliz oluşumuna neden olmaktadır. Ancak katı-sıvı ekstraksiyonunda verim artışı oluşturmak amacı ile uygulanan PEF tekniğinde hücre çeperlerinde geri dönüşümsüz bir elektroplazmoliz oluşumunun gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Bu amaçla elektrik akım şiddeti aynı sınırlar içinde uygulanmakta, elektriksel akım uygulama süresi ise 10-15 ms arasında değişmektedir. PEF işlemi ile hücre matrisinin geçirgenliği değiştirilerek hücre içinde yer alan sıvı fazın daha etkili bir şekilde katı fazdan alınması mümkün olmaktadır.

Yoğurucu dizaynındaki yenilikler Yoğurucuların üstü kapalı olarak dizayn edilmesi ve azot gazı altında yoğurma işleminin gerçekleştirilmesi, oksidasyonun engellenmesi için önerilen bir yöntem.

Zeytinyağı üretiminde kullanılan sistemler 1. Klasik Sistemler a. Mengeneler b. Presleme (süper presler – hidrolik presler) 2. Modern Sistemler a.Santrifüjleme b.Perkolasyon c.Perkolasyon ve Santrifüjleme sistemlerinin kombinasyonu

KLASİK PRESLEME YÖNTEMİ KESİKLİ SİSTEMLER KLASİK PRESLEME YÖNTEMİ Klasik presleme yöntemi; ön işlemlerden geçirilerek yeterli kıvama getirilen zeytin hamuruna pres yardımıyla baskı uygulanması esasına dayanmaktadır. Böylece sıvı fazı oluşturan yağ ve karasu katı fazdan ayrılmaktadır. Yağ ve karasu; yoğunluk farkı esasına dayalı santrifüjleme ya da dekantasyon yöntemlerinin kullanılması ile birbirinden ayrılır.

Klasik presleme yönteminin olumlu yönleri Sistemin yatırım maliyeti düşüktür Pres parçaları basit, sağlam ve dayanıklıdır Enerji tüketimi düşüktür Prinanın nem içeriği düşüktür Yağ içeriği düşük çok az miktarda karasu oluşur

Klasik presleme yönteminin olumsuz yönleri Kullanılan ekipmanlar çok hantaldır İş gücü gereksinimi yüksektir Sistem kesiklidir Kullanılan jüt disklerin temizliği zor olup, kolay kontamine olabilirler

SÜREKLİ-MODERN SİSTEMLER Santrifüjleme işleminin ilkesi; Zeytin hamurundaki sıvı fazın (yağ ve karasu) katı fazdan yüksek hızla dönen santrifüjler -dekantörler yardımıyla alınması esasına dayanır.

Dekantör

Dekantör

Santrifüjleme yönteminin ; Olumlu yönleri Kullanılan makinalar hantal değildir Sistem otomasyona uygun olup, sürekli ya da yarı süreklidir İş gücü gereksinimi düşüktür Olumsuz yönleri Yatırım maliyeti yüksektir Enerji tüketimi yüksektir Sıcak su kullanılmaktadır Pirina yüksek oranda su içermektedir Oluşan büyük miktardaki sıvı faz bir miktar yağ kaybına neden olmaktadır

Santrifüjleme yöntemi İki fazlı sistemler Üç fazlı sistemler 2 ½ fazlı sistemler(ekolojik sistemler)

Santrifüjleme sisteminin yağ kalitesi üzerindeki etkisi İki ve üç fazlı sistemler arasında yağın serbest yağ asidi içeriği, peroksit sayısı, UV absorbans değeri ve duyusal özellikleri açısından önemli düzeyde farklılık yoktur. Seyreltme suyunun daha az kullanıldığı iki fazlı sistemlerden elde edilen yağın toplam polifenol içeriği ve buna bağlı olarak oksidatif stabilitesi daha yüksektir.

Seçici filtrasyon ( perkolasyon) yöntemi Zeytin hamurunun içerisine daldırılan çelik plaka yüzeyinin, sıvı fazlar arasındaki (yağ ve karasu ) yüzey gerilimi farkı nedeniyle yağ fazıyla kaplanması esasına dayanmaktadır.

Sinolea-perkolasyon sistemi

Sinolea sisteminin çalışma prensibi

Olumlu yönleri Olumsuz yönleri Otomasyona uygundur Güç gereksinimi çok düşüktür Olumsuz yönleri Yağ verimi çok düşüktür Prinada kalan yağ oranı yüksektir

Perkolasyon sisteminde yağ verimi çok düşük olup prinada kalan yağ oranı yüksektir (%8-12). Bu nedenle perkolasyon yöntemi genel olarak santrifüjleme sistemiyle beraber kullanılmaktadır.

İLGİNİZE TEŞEKKÜR EDERİM....