ZEYTİNYAĞI ÜRETİM ZEYTİNYAĞI ÜRETİM TEKNOLOJİSİNDEKİ TEKNOLOJİSİNDEKİ

GELİŞMELER GELİŞMELERProf.Dr. Aytaç SAYGIN GÜMÜŞKESENProf.Dr. Aytaç SAYGIN GÜMÜŞKESEN

Ege Üniversitesi Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Fakültesi

Gıda Mühendisliği BölümüGıda Mühendisliği Bölümü

Yağlı Hammaddelerin Yağlı Hammaddelerin SınıflandırılmasıSınıflandırılması

Yağlı tohumlarYağlı tohumlar (ayçiçeği, çiğit, soya, (ayçiçeği, çiğit, soya, kolza vd.)kolza vd.)

Yağlı meyvelerYağlı meyveler (zeytin, palm vd.) (zeytin, palm vd.)

Dünya’da 37 ülkede zeytin Dünya’da 37 ülkede zeytin üretimi yapılmakta olup, 9üretimi yapılmakta olup, 9..8 8 milyon hektar olan dünya milyon hektar olan dünya zeytin üretim alanlarının zeytin üretim alanlarının %95’i Akdeniz Bölgesi’nde %95’i Akdeniz Bölgesi’nde yer almaktadır. yer almaktadır.

Yaklaşık 13 milyon ton olan Yaklaşık 13 milyon ton olan dünya zeytin üretiminin dünya zeytin üretiminin %86’sı, %86’sı, Türkiye’nin de Türkiye’nin de aralarında bulunduğu aaralarında bulunduğu altı ltı Akdeniz ülkesinde Akdeniz ülkesinde yoğunlaşmıştır.yoğunlaşmıştır.

Türkiye’deki zeytinlik alanlar Türkiye’deki zeytinlik alanlar 595595,,000 ha olup000 ha olup; ; toplam tarım toplam tarım alanlarının %2’sini, bağ-bahçe alanlarının %2’sini, bağ-bahçe alanlarının ise %22’sini alanlarının ise %22’sini oluşturmaktadır. oluşturmaktadır.

Zeytinliklerin yaklaşık %75’i Zeytinliklerin yaklaşık %75’i dağlık kır arazilerde yer dağlık kır arazilerde yer almaktadır. Bu nedenle zeytin almaktadır. Bu nedenle zeytin ağaçlarının ancak %8’i ağaçlarının ancak %8’i sulanmaktadır.Sulanan sulanmaktadır.Sulanan zeytinliklerin çoğunda sofralık zeytinliklerin çoğunda sofralık zeytin üretimi hakimdir. zeytin üretimi hakimdir.

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

%1-2 Epikarp%1-2 Epikarp (kabuk)(kabuk)%63-86 Mesokarp%63-86 Mesokarp (meyve eti)(meyve eti)

%10-30 Endokarp (çekirdek)%10-30 Endokarp (çekirdek)%2-6 Çekirdek içi%2-6 Çekirdek içi

Zeytinde bulunan yağın önemli Zeytinde bulunan yağın önemli bir kısmı bir kısmı mesokarpmesokarp kısmında, kısmında, mevcut suyla mevcut suyla kısmikısmi emülsiyonemülsiyon halinde bulunur.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 Zeytinyağı üretiminde amaç ; amaç ;

ekonomik olarak,ekonomik olarak, kaliteli,kaliteli, rafine edilmeksizin rafine edilmeksizin doğal haliyle doğal haliyle tüketilebilen tüketilebilen

zeytinyağını üretmektir.zeytinyağını üretmektir.

Zeytinyağı kalitesi ve Zeytinyağı kalitesi ve verimini etkileyen verimini etkileyen

faktörlerfaktörler Zeytin çeşidiZeytin çeşidi Sulama, gübreleme, budama, zirai Sulama, gübreleme, budama, zirai zararlılarla mücadelezararlılarla mücadele

Hasat şekli ve hasat zamanı Hasat şekli ve hasat zamanı (zeytinin olgunlaşma derecesi)(zeytinin olgunlaşma derecesi)

Zeytinlerin depolanma şekli ve Zeytinlerin depolanma şekli ve süresisüresi

Zeytinyağı üretim sistemleriZeytinyağı üretim sistemleri ve ve işlem parametreleriişlem parametreleri

Zeytinyağı Üretim Zeytinyağı Üretim AşamalarıAşamaları

Ön işlemlerÖn işlemler Sıvı fazın (yağ ve karasu) Sıvı fazın (yağ ve karasu)

katı fazdan katı fazdan uzaklaştırılmasıuzaklaştırılması

Yağ ve karasuyun ayrılmasıYağ ve karasuyun ayrılması

Ön İşlemlerÖn İşlemler Yaprakların uzaklaştırılması - Yaprakların uzaklaştırılması - yıkamayıkama Zeytinlerin kırılması Zeytinlerin kırılması Zeytin hamurunun yoğurulması Zeytin hamurunun yoğurulması

(malaksasyon)(malaksasyon)

I. ZeytinlerinI. Zeytinlerintemizlenmesitemizlenmesi

Zeytinlerin içerebileceği dal, Zeytinlerin içerebileceği dal, yaprak,toprak v.b.yaprak,toprak v.b.

yabancı maddelerin yabancı maddelerin uzaklaştırılması amacıyla uzaklaştırılması amacıyla uygulanır. İklim koşullarına uygulanır. İklim koşullarına ve zeytin toplama yöntemine ve zeytin toplama yöntemine bağlı olarak yabancı madde bağlı olarak yabancı madde miktarının %15 değerine miktarının %15 değerine kadar ulaştığı bilinmektedir.kadar ulaştığı bilinmektedir.

Özellikle yağ kalitesi açısından Özellikle yağ kalitesi açısından ve kullanılan ekipmanların ve kullanılan ekipmanların güvenliği için zeytinlerin güvenliği için zeytinlerin yıkanması önemlidir.yıkanması önemlidir.

Zeytinin fazla miktarda yaprak Zeytinin fazla miktarda yaprak içermesi, özellikle metal kırıcıların içermesi, özellikle metal kırıcıların kullanılması durumunda ; yağın yeşil kullanılması durumunda ; yağın yeşil renginin artmasına, duyusal açıdan da renginin artmasına, duyusal açıdan da istenmeyen sonuçların oluşmasına istenmeyen sonuçların oluşmasına neden olmaktadır.neden olmaktadır.

Di Giovacchini ve ark. (2002) Di Giovacchini ve ark. (2002) tarafından yapılan bir çalışmada; tarafından yapılan bir çalışmada; zeytinin yaprakla beraber zeytinin yaprakla beraber işlenmesinin yağın toplam fenolik işlenmesinin yağın toplam fenolik madde içeriği ve oksidatif madde içeriği ve oksidatif stabilitesi üzerinde etkili olmadığı stabilitesi üzerinde etkili olmadığı belirtilmektedir.belirtilmektedir.

II. Zeytinlerin II. Zeytinlerin KırılmasıKırılması

Ezme işlemi; mesokarp kısmında yer alan hücre çeperlerinin fiziksel Ezme işlemi; mesokarp kısmında yer alan hücre çeperlerinin fiziksel yolla hasara uğratılması ve böylelikle mikromoleküller yapıdaki yolla hasara uğratılması ve böylelikle mikromoleküller yapıdaki yağ zerreciklerinin birleşerek; katı-sıvı faz ayrımına daha uygun yağ zerreciklerinin birleşerek; katı-sıvı faz ayrımına daha uygun ve akışkan bir form kazanmalarının sağlanması amacıyla uygulanır.ve akışkan bir form kazanmalarının sağlanması amacıyla uygulanır.

Bu amaçla ; Bu amaçla ; klasik ve kesikli sistemlerde granitten yapılmış taş değirmenler, klasik ve kesikli sistemlerde granitten yapılmış taş değirmenler, sürekli sistemlerde ise otomasyona elverişlilikleri nedeniyle sürekli sistemlerde ise otomasyona elverişlilikleri nedeniyle metal kırıcılar kullanılmaktadır. metal kırıcılar kullanılmaktadır.

Diktaş değirmenDiktaş değirmen

Metal kırıcılarMetal kırıcılar

Zeytinlerin kırılması sırasında Zeytinlerin kırılması sırasında oluşan kinetik enerji sonucu zeytin oluşan kinetik enerji sonucu zeytin hamurunun sıcaklığı ;hamurunun sıcaklığı ;

taş değirmenler kullanıldığında 4-taş değirmenler kullanıldığında 4-5ºC,5ºC,

metal kırıcılar kullanıldığında 13-metal kırıcılar kullanıldığında 13-15ºC artmaktadır.15ºC artmaktadır.

Zeytinlerin kırılmasında kullanılan Zeytinlerin kırılmasında kullanılan sistemler;sistemler;

Serbest yağ asidi Serbest yağ asidi Peroksit sayısıPeroksit sayısı UV absorbans değeriUV absorbans değeri Duyusal özellikler gibi yağın kalitatif Duyusal özellikler gibi yağın kalitatif özelliklerini özelliklerini etkilememektediretkilememektedir..

Ancak metal kırıcıların kullanılması; yağın Ancak metal kırıcıların kullanılması; yağın toplam fenolik madde içeriğini toplam fenolik madde içeriğini yükseltmekte, buna bağlı olarak yağın yükseltmekte, buna bağlı olarak yağın oksidatif stabilitesini de arttırmaktadır.oksidatif stabilitesini de arttırmaktadır.

III. Malaksasyon-III. Malaksasyon-yoğurmayoğurma

Bu işlemin amacı ; zeytin Bu işlemin amacı ; zeytin hamurunun homojenleştirilmesi hamurunun homojenleştirilmesi

ve yağ globüllerinin ve yağ globüllerinin birleşerek elde edilen hamurun birleşerek elde edilen hamurun

bir sonraki sıvı-katı faz bir sonraki sıvı-katı faz ayrımı işlemine ayrımı işlemine hazırlanmasıdır.hazırlanmasıdır.

Malaksasyon kademesinde ; yağ Malaksasyon kademesinde ; yağ damlacıklarının devamlı bir faz damlacıklarının devamlı bir faz oluşturacak şekilde birleşerek oluşturacak şekilde birleşerek büyük damlalar oluşturması ve büyük damlalar oluşturması ve yağ-su emülsiyonunu kırarak yağ-su emülsiyonunu kırarak yağın serbest hale gelmesi yağın serbest hale gelmesi

sağlanır. sağlanır. Örneğin ; kırma-ezme Örneğin ; kırma-ezme işleminden sonra yağ işleminden sonra yağ

damlacıklarının %45’i damlacıklarının %45’i 30 30 ’dan büyük iken, ’dan büyük iken,

yoğurma işleminden sonra bu yoğurma işleminden sonra bu oran %80’e yükselmektedir. oran %80’e yükselmektedir.

Yoğurma işleminin etkinliği ;Yoğurma işleminin etkinliği ;

Zeytin hamurunun reolojik özelliklerine,Zeytin hamurunun reolojik özelliklerine, İşlem koşullarına (sıcaklık -süre) bağlıdır.İşlem koşullarına (sıcaklık -süre) bağlıdır.

Taş değirmenler kullanıldığında optimum Taş değirmenler kullanıldığında optimum yoğurma koşulları; 20-25yoğurma koşulları; 20-25ººC, 10-20 dak.C, 10-20 dak.

Metal kırıcılar kullanıldığında en fazla Metal kırıcılar kullanıldığında en fazla 90dak.90dak.

Yoğurma süresinin = Top.polifenol Yoğurma süresinin = Top.polifenol uzaması miktarında uzaması miktarında azalmaazalma

Yoğurma sıcaklığının 50-60ºC Yoğurma sıcaklığının 50-60ºC değerinden yüksek olması değerinden yüksek olması vaksların, alifatik alkollerin ve vaksların, alifatik alkollerin ve triterpen di-alkollerin yağdaki triterpen di-alkollerin yağdaki çözünürlüğünü arttırmakta, bunun çözünürlüğünü arttırmakta, bunun sonucunda da standart dışı sonucunda da standart dışı zeytinyağı üretimi söz konusu zeytinyağı üretimi söz konusu olmaktadır.olmaktadır.

Bu değerler, natürel zeytinyağını pirina yağından ve Bu değerler, natürel zeytinyağını pirina yağından ve rafine yağdan ayıran özelliklerdir.rafine yağdan ayıran özelliklerdir.

Malaksasyon sırasında Malaksasyon sırasında uygulanan verim arttırıcı uygulanan verim arttırıcı teknikler;teknikler;

Enzim kullanımıEnzim kullanımı Talk kullanımıTalk kullanımı Pulsed Electric Field Pulsed Electric Field (PEF) (PEF)

tekniğinin uygulanmasıtekniğinin uygulanması

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

Elektroplazmoliz oluşumunun geri Elektroplazmoliz oluşumunun geri dönüşümlü ya da geri dönüşümsüz dönüşümlü ya da geri dönüşümsüz oluşunu;oluşunu;

uygulanan elektrik akımının uygulanan elektrik akımının şiddeti, şiddeti,

akım uygulama sayısı ve süresi akım uygulama sayısı ve süresi belirlemektedir. belirlemektedir.

Elektrik akımının şiddetinin 1-10 kV/cm, Elektrik akımının şiddetinin 1-10 kV/cm, süresinin ise 20ns-10ms arasında değişmesi, süresinin ise 20ns-10ms arasında değişmesi, hücre çeperinde geri dönüşümlü hücre çeperinde geri dönüşümlü elektroplazmoliz oluşumuna neden olmaktadır.elektroplazmoliz oluşumuna neden olmaktadır.

Ancak katı-sıvı ekstraksiyonunda verim artışı Ancak katı-sıvı ekstraksiyonunda verim artışı oluşturmak amacı ile uygulanan PEF tekniğinde oluşturmak amacı ile uygulanan PEF tekniğinde hücre çeperlerinde geri dönüşümsüz bir hücre çeperlerinde geri dönüşümsüz bir elektroplazmoliz oluşumunun gerçekleştirilmesi elektroplazmoliz oluşumunun gerçekleştirilmesi gerekmektedir. gerekmektedir.

Bu amaçla elektrik akım şiddeti aynı sınırlar Bu amaçla elektrik akım şiddeti aynı sınırlar içinde uygulanmakta, elektriksel akım uygulama içinde uygulanmakta, elektriksel akım uygulama süresi ise 10-15 ms arasında değişmektedir. süresi ise 10-15 ms arasında değişmektedir. PEF işlemi ile hücre matrisinin geçirgenliği PEF işlemi ile hücre matrisinin geçirgenliği değiştirilerek hücre içinde yer alan sıvı değiştirilerek hücre içinde yer alan sıvı fazın daha etkili bir şekilde katı fazdan fazın daha etkili bir şekilde katı fazdan alınması mümkün olmaktadır. alınması mümkün olmaktadır.

Yoğurucu dizaynındaki Yoğurucu dizaynındaki yenilikleryenilikler

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

Zeytinyağı üretiminde Zeytinyağı üretiminde kullanılan sistemlerkullanılan sistemler

1.1. Klasik SistemlerKlasik Sistemler a. Mengenelera. Mengeneler b. Presleme (süper presler – hidrolik b. Presleme (süper presler – hidrolik

presler)presler)

2. Modern Sistemler 2. Modern Sistemler a.Santrifüjleme a.Santrifüjleme b.Perkolasyon b.Perkolasyon c.Perkolasyon ve Santrifüjleme sistemlerinin c.Perkolasyon ve Santrifüjleme sistemlerinin kombinasyonukombinasyonu

KESİKLİ SİSTEMLERKESİKLİ SİSTEMLERKLASİK PRESLEME YÖNTEMİKLASİK PRESLEME YÖNTEMİ

Klasik presleme yöntemi; ön Klasik presleme yöntemi; ön işlemlerden geçirilerek yeterli işlemlerden geçirilerek yeterli kıvama getirilen zeytin hamuruna kıvama getirilen zeytin hamuruna pres yardımıyla baskı uygulanması pres yardımıyla baskı uygulanması esasına dayanmaktadır. Böylece esasına dayanmaktadır. Böylece sıvı fazı oluşturan yağ ve karasu sıvı fazı oluşturan yağ ve karasu katı fazdan ayrılmaktadır. katı fazdan ayrılmaktadır.

Yağ ve karasu; yoğunluk farkı Yağ ve karasu; yoğunluk farkı esasına dayalı santrifüjleme ya da esasına dayalı santrifüjleme ya da dekantasyon yöntemlerinin dekantasyon yöntemlerinin kullanılması ile birbirinden kullanılması ile birbirinden ayrılır.ayrılır.

Klasik presleme Klasik presleme yönteminin olumlu yönteminin olumlu

yönleriyönleri Sistemin yatırım maliyeti düşüktürSistemin yatırım maliyeti düşüktür Pres parçaları basit, sağlam ve Pres parçaları basit, sağlam ve dayanıklıdırdayanıklıdır

Enerji tüketimi düşüktürEnerji tüketimi düşüktür Prinanın nem içeriği düşüktürPrinanın nem içeriği düşüktür Yağ içeriği düşük çok az miktarda Yağ içeriği düşük çok az miktarda karasu oluşurkarasu oluşur

Klasik presleme Klasik presleme yönteminin olumsuz yönteminin olumsuz

yönleriyönleri Kullanılan ekipmanlar çok Kullanılan ekipmanlar çok hantaldırhantaldır

İş gücü gereksinimi yüksektirİş gücü gereksinimi yüksektir Sistem kesiklidirSistem kesiklidir Kullanılan jüt disklerin Kullanılan jüt disklerin temizliği zor olup, kolay temizliği zor olup, kolay kontamine olabilirlerkontamine olabilirler

SÜREKLİ-MODERN SİSTEMLERSÜREKLİ-MODERN SİSTEMLER

Santrifüjleme işleminin Santrifüjleme işleminin ilkesi;ilkesi;

Zeytin hamurundaki sıvı Zeytin hamurundaki sıvı fazın (yağ ve karasu) katı fazın (yağ ve karasu) katı fazdan yüksek hızla dönen fazdan yüksek hızla dönen santrifüjler -dekantörler santrifüjler -dekantörler yardımıyla alınması esasına yardımıyla alınması esasına dayanır.dayanır.

DekantörDekantör

DekantörDekantör

Santrifüjleme yönteminin ;Santrifüjleme yönteminin ;Olumlu yönleriOlumlu yönleri Kullanılan makinalar hantal değildirKullanılan makinalar hantal değildir Sistem otomasyona uygun olup, sürekli ya da Sistem otomasyona uygun olup, sürekli ya da

yarı süreklidiryarı süreklidir İş gücü gereksinimi düşüktürİş gücü gereksinimi düşüktürOlumsuz yönleriOlumsuz yönleri Yatırım maliyeti yüksektirYatırım maliyeti yüksektir Enerji tüketimi yüksektirEnerji tüketimi yüksektir Sıcak su kullanılmaktadırSıcak su kullanılmaktadır Pirina yüksek oranda su içermektedirPirina yüksek oranda su içermektedir Oluşan büyük miktardaki sıvı faz bir miktar yağ Oluşan büyük miktardaki sıvı faz bir miktar yağ

kaybına neden olmaktadırkaybına neden olmaktadır

Santrifüjleme yöntemiSantrifüjleme yöntemi

İki fazlı sistemlerİki fazlı sistemlerÜç fazlı sistemlerÜç fazlı sistemler22 ½ ½ fazlı sistemler(ekolojik fazlı sistemler(ekolojik sistemler)sistemler)

Santrifüjleme sisteminin Santrifüjleme sisteminin yağ kalitesi üzerindeki yağ kalitesi üzerindeki

etkisietkisiİki ve üç fazlı sistemler arasında İki ve üç fazlı sistemler arasında yağın serbest yağ asidi içeriği, yağın serbest yağ asidi içeriği, peroksit sayısı, UV absorbans değeri peroksit sayısı, UV absorbans değeri ve duyusal özellikleri açısından ve duyusal özellikleri açısından önemli düzeyde farklılık yoktur.önemli düzeyde farklılık yoktur.

Seyreltme suyunun daha az kullanıldığı Seyreltme suyunun daha az kullanıldığı iki fazlı sistemlerden elde edilen iki fazlı sistemlerden elde edilen yağın toplam polifenol içeriği ve yağın toplam polifenol içeriği ve buna bağlı olarak oksidatif buna bağlı olarak oksidatif stabilitesi daha yüksektir.stabilitesi daha yüksektir.

Seçici filtrasyon Seçici filtrasyon ( perkolasyon) yöntemi( perkolasyon) yöntemi

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

Sinolea-perkolasyon sistemiSinolea-perkolasyon sistemi

Sinolea sisteminin çalışma Sinolea sisteminin çalışma prensibiprensibi

Olumlu yönleri Otomasyona uygundurGüç gereksinimi çok düşüktür

Olumsuz yönleriYağ verimi çok düşüktürPrinada kalan yağ oranı yüksektir

Perkolasyon sisteminde yağ Perkolasyon sisteminde yağ verimi çok düşük olup verimi çok düşük olup prinada kalan yağ oranı prinada kalan yağ oranı yüksektir (%8-12). yüksektir (%8-12).

Bu nedenle perkolasyon Bu nedenle perkolasyon yöntemi genel olarak yöntemi genel olarak santrifüjleme sistemiyle santrifüjleme sistemiyle beraber kullanılmaktadır.beraber kullanılmaktadır.

İLGİNİZE TEŞEKKÜR EDERİM....