Prof.Dr. Selma Türkay İTÜ Kimya Mühendisliği Bölümü “Evsel Atık Yağlar ve Geri Dönüşümü” Paneli

1. KIZARTMA İŞLEMİ VE YAĞLARI:Yağda Oluşan Değişimler , Kullanılmış Kızartma Yağlarının Rejenerasyonu ve Türkiye’deki Uygulamalar Prof.Dr. Selma Türkay İTÜ Kimya Mühendisliği Bölümü “Evsel Atık Yağlar ve Geri Dönüşümü” Paneli Marmara ve Boğazları Belediyeler Birliği, 9 Nisan 2009, İstanbul

2. Tanım “Kızartma işlemi, gıda maddesinin 150-190 ºC sıcaklığındaki yağ içine daldırılması ile yağ, gıda ve hava arasında aynı anda gerçekleşen ısı ve kütle iletimi sonucunda, gıdanın istenilen renk,doku ve lezzet kazanarak kısa sürede pişmesini sağlayan bir prosestir.” Sığ Kızartma ( Pan Frying) , Derin Kızartma ( Deep-Fat Frying), Ön kızartma ( Par-Frying ) İşlem Sıcaklık ºC Isının cins ve kalitesi KondüksiyonKonveksiyon Radyasyon Fırınlama 180-300 - yüksek yüksek Izgara 200-300 yüksek - yüksek Kavurma 130-250 - yüksek yüksek Sığ kızartma 120-250 yüksek - - Derin kızartma 150-190 - yüksek -

3. Gelişimi MÖ 3000 yılında Çin’de et kızartıldığı biliniyor. ~ 5000 yıllık bir işlem 1600-1700 Patates kızartması (French fries ) bulundu. 1854 Patates jipsi (ABD ) bulundu. 1890 Patates Jips üretimi endüstrileşti. ↓ Ambalaj sanayi,soğutma teknolojileri vs gelişti. 1930-1935 Ulusal Patates Jips Enstitüsü, tüketicileri az yemeleri için uyardı. 1945-1950 Ekstrude çerezlikler, otomatik paketleme ,sürekli kızartma sistemleri gelişti. 1953 Ön kızartmalı (Par-frying) patates dilimleri geliştirildi. ABD’de donmuş patates tüketimi: 1.6 milyon kg (1947)→ 1.225 milyon kg ( 1972)

4. Gelişimi 1973 1. DGF Sempozyumu: Almanya’da kullanılmış kızartma yağları için yönetmelik hazırlandı. Oksitlenmiş Yağ Asitleri 1979 2. DGF Sempozyumu: ToplamPolar madde içeriği 2000 3. DGF Sempozyumu: Optimum Kızartma( TPM<%24,PTG<%12) 2004 4. DGF Sempozyumu: Daha Sağlıklı ve Lezzetli Kızarmış Gıda 2004 Dünyada donmuş patates tüketimi: 4500 milyon ton 2007 Dünyada kızartma sanayi ekonomik büyüklüğü ~ 250 Milyar Dolar ( ABD’de 83 Milyar Dolar) En az 20 milyon ton yağ kızartma amaçlı kullanılıyor.

5. Kızartma Mekanizması Kızartma işlemi bir su giderme (dehidrasyon) işlemidir: • Gıda kısa sürede pişer. • Ürünün sıcaklığı,kabuk bölgesi hariç,100 C ‘ı geçmez. • Suda çözünen madde kaybı minumumdur.

6. Kızartma İşleminin Yararları • Ucuz, hızlı ve verimli bir pişirme yöntemidir. • Gıda maddesinin yüzey sterilizasyonu sağlanır. • Gıda maddesinin yüksek sıcaklıkta bozunan vitamin kaybı ( C • vitamini) daha azdır. • Gıda maddesinin yağda çözünen vitaminlerden A vitamini kaybı daha fazla iken, kızartma yağından gelen E vitamini kazanımı fazladır. • Gıdanın içerdiği mineral madde kaybı daha azdır. • Gelişmemiş ülkelerde yüksek kalori içeriği ile iyi bir besleyici madde kaynağıdır.

7. Kızartma Mekanizması Kızarmış gıdanın yağ absorpsiyonu: Ürün Su içeriği ,% yağ içeriği,% Patates cipsi 2.5 34.6 Mısır jipsi 1.0 33.4 Donat 20.8 22.9 Soğan halkaları 28.5 18.7 Patates kızartması 53.6 12.7 Donmuş PK( ön kızartma) 37.9 7.6 Etki eden parametreler: • Yağ • Sıcaklık • Süre • Gıda • Ekipman

8. Kızartma Mekanizması 3 farklı mekanizma üzerinden yağ absorbsiyonu: 1. Su ile yer değiştirme üzerinden absorpsiyon Gıda dışındaki su ↑, kabuk oluşumu, gıda içindeki su ↑, iç P ↑,büyük boşluklar oluşumu, iç P ↓, yağ gıda boşluklarına girer. 2. Soğuma fazı sırasında absorpsiyon Kızartma sonrası gıdasoğurken ,gıda içindeki buhar yoğunlaşır, iç P ↓,vakum etkisiyle yağ içeri emilir.yağ vizkozitesi bir etken. 3. Yüzey aktif madde etkisi ile absorpsiyon Yağ parçalandıkça oluşan yüzey aktif maddeler( MG,DG,polar maddeler )yağ ile gıdaarasındaki yüzey gerilimini azaltır. Gıda ile yağın teması artar. Blumenthal ‘in yüzey aktif madde teorisine(1987) göre: “Kızarmış gıda kalitesinin farklılığından kızartma yağında oluşan yüzey aktif maddeler sorumludurlar”

9. Kızartma İşlemi Sırasında Yağda Oluşan Reaksiyonlar Reaksiyon Neden olan etmenReaksiyon ürünleri 1. Hidroliz Gıdanın içerdiği su Yağ asitleri Monogliseridler Digliseridler 2. Oksidasyon ve Hava Oksitlenmiş monomerik , Polimerizasyon dimerik ve oligomerik trigliseridler Uçucu maddeler (aldehit,keton,alkol,vs) 3. Isıl Bozunma ve Sıcaklık Halkalı yapıda Polimerizasyon dimerik,polimerik trigliseridler

10. Kızartma sırasında Yağda oluşan Değişimler Fiziksel Değişimler: Vizkozite ve köpürme artar,renk koyulaşır, dumanlanma noktası azalır. Kimyasal Değişimler: FFA, polar ve polimer maddeler artar,lezzet kalitesi,besleyici değeri (esansiyel yağ asitleri ) azalır. Choe,E.,D.B.Min,2007

11. Kızartma sırasında Yağda oluşan Değişimler Choe,E.,D.B.Min,2007

12. Kızartma sırasında Yağda oluşan Değişimler Natreon:Düşük ( % 3 ) 18:3 asitli kolza yağı, Rossell,B.,2004

13. Kızartma sırasında Yağda oluşan Değişimler Natreon:Düşük ( % 3 ) 18:3 asitli kolza yağı, Rossell,B. 2004

14. Kızartma sırasında Yağda oluşan Değişimler

15. Kızartma Sırasında Oluşan Ürünlerin Sağlığa Etkisi Deney hayvanları üzerine sitotoksik, hepatoksik kanserojenik ve mutajenik etkileri saptandı 1. Halkalı yapıda yağ asitleri, Aldehid grubu içeren trigliseridler,. Trigliserid hidroperoksitler, Aldehidler, ketonlar,…. 2. Trans yağ asitleri Taze yağ ( hidrojene yağ), Et ürünleri, Yüksek sıcaklıkta uzun süre kızartma Kalp hastalıkları

16. Kızartma Sırasında Oluşan Ürünlerin Sağlığa Etkisi 3. Heterosiklik Aminler ( HAs) Proteince zengin gıdaların (et) kızartılması sırasında oluşur. Kanserojen 4. Akrilamid 170 C< sıcaklıkta pişirilen ( kızartma,fırın, vs ) nişaştalı gıdalarda ( patates kızartması)oluşur. Mutajen, Kanserojen

17. Kızartma Sırasında Oluşan Ürünlerin Sağlığa Etkisi 5. Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar ( PAHs), Poliklorlu bifeniller (PCBs), Dioksin ve benzeri uçucu,yağda çözünen ve doğada yok olmayan maddeler gıda kaynaklı 1. Kızartma yağı dumanları Kanserojen 2. Kızartma yağında birikerek gıda zincirinde artarlar. EU , 2001 yılında atık kızartma yağlarının hayvan yemi üretiminde kullanılmasını yasakladı.

18. Kullanılmış Kızartma Yağlarının Rejenerasyonu 3. DGF Sempozyumunda (2000): “Gıda ve Yağ kalitesini arttırmak ” için→ Filtrasyon 1. Pasif filtrasyon - Katı tanecikler ( >5 µ) elek,kartuş,filtre kağıdı→ yüzey filtrasyonu - katı tanecikler ( >1 µ ) sentetik elyaf,perlit,diatome→Derin filtrasyon 2. Aktif filtrasyon - Yağda çözünen polar karakterli maddeler + Adsorplayıcı

19. Kullanılmış Kızartma Yağlarının Rejenerasyonu Adsorplayıcı Ticari ismi Activated carbon Darco T-88 Acidic pH alumina Brockmann l Neutral pH alumina ABA 6000 Basic pH alumina A-2 Bleaching earth #1 Filtrol 105 Calcium silicate Silasorp 10.45 Hubersorp 600 Magnesium silicate Magnesol XL

20. Aktif Filtrasyonda koşullar *Sıcaklık > 140 C º *Adsorplayıcı miktarı: Yağın %1-3 ü miktarında *Yağ ve adsorplayıcının temas süresi: Küçük işletmelerde 5-10 dak. Endüstriyel işletmelerde 1-2 saat

21. Aktif Filtrasyonda % FFA Değişimi Bheemreddy, R.M. Et al.,Journal of Food Science,67,1478-1484,2002

22. Aktif Filtrasyonda % Toplam Polar Madde Değişimi Bheemreddy, R.M. Et al.,Journal of Food Science,67,1478-1484,2002

23. Adsorplayıcı Seçimi ? Adsorplayıcıların polar madde adsorplama kapasitesi : MA>SC>ACL>ALO>ACA Yates et all, JAOCS,70,507-511,1993 SC>ALH>ACA>BR>FP>MA>ACL>CE Bhattacharya et al, food Chemistry,2008 FP>ACA>SI>BR>MA>HB Lin et al.,J.of Food lipids,5,1-16,1998 MA,FP ve BR TPM adsorpsiyonunda etkin değil! Gertz,C.,5th Euro Fed Lipid Congress,gothenburg,2007 Aktif filtrasyon % 10-20 oranında bozunma reaksiyonlarını yavaşlatır. ( Adsorplayıcıdan bağımsız olarak) “Optimum deep-frying”,DGF,2008 Ma: Magnesol , SC: Silica gel, ACL:Activeted clay,ACA: Activeted carbon, ALH: Aluminum hydroxide,BR:Britesorp,FP:Frypowder,SI: Silosorb,HB:Hubersorb

24. Kızartma Yağlarının Türkiye’deki Durumu Çevre ve Orman Bakanlığı,Bitkisel Atık Yağların Kontrolü Yönetmeliği’ne göre: ( 19/04/2005, Sayı: 25791) “ Kullanılmış Kızartmalık Yağlar, yüksek sıcaklık altında okside olmuş,tekrar kullanımı sağlık açısından uygun olmayan kızartma yağları” olarak tarif ediliyor. Tarım ve Köyişleri Bakanlığı, Kızartma amacıyla Kullanılan Katı ve Sıvı YağlarınKontrol Kriterleri Tebliği’ne ( tebliğ no: 2007/41, 28-08-2007) göre: Polar madde ≤ % 25 ☺ Dumanlanma Noktası > 170 ºC ??? Optimum deep-frying”,DGF,2008 : TPM ≤ % 24, PTG ≤ % 12

25. Kızartma Yağlarının Türkiye’deki Durumu

26. Kızartma Yağlarının Türkiye’deki Durumu Tarih : 07.01.2009 BASININ VE KAMUOYUNUN DİKKATİNE! Son günlerde kimi basın organlarında ticari adı Magnesol XL olan Magnezyum Silikatın, genellikle kızartma işlemlerinde uzun süreli kullanılması sonucu sağlıklı olma özelliğini yitirmiş olan kızartma yağlarındaki olumsuz değişiklikleri gölgelemek amacıyla kullanıldığı belirtilmektedir. Bir yağın normal süre ve kimi zararlı bileşenlerin oluşumuna neden olmayan sınırlar içinde kızartma işleminde kullanılması, özellikle Türk Mutfağı’nda gıda hazırlama tekniği açısından yaygın bir uygulamadır. Ancak, usulüne uygun olarak yürütülmeyen bu işlemin sakıncalı sonuçlarını gizlemek amacıyla söz konusu kimyasal maddenin kullanılması, tüketicilerin aldatılmasına yönelik haksız bir işlem olarak değerlendirilmelidir. Çünkü, özensiz yürütülen kızartma işlemleri sırasında, yağda ve kızartılan gıda maddesinde oluşan termik oksidasyon sonucu, insanlarda ciddi sağlık sorunlarına yol açan karsinojenik maddelerin oluştuğu, pek çok bilimsel araştırmanın ortak sonucu olarak ortaya konulmuştur. E 553 kot numarası ile katkı maddeleri arasında yer alan magnezyum silikat, aslında bir absorbant olması yanında, değişik sanayi kollarında yaygın olarak kullanılan bir dolgu maddesidir. Hatta insan sağlığı açısından bir letal dozu da belirlenmemiştir. Ancak basında yer alan haberlere göre magnezyum silikat, ilgili sektörde sadece kızartma sırasında ortaya çıkan zararlı oluşumları gizlemek amacıyla absorbant olarak kullanılmaktadır. Kızartma yapılan yağın gereğinden uzun bir süre kullanılması durumunda, yağda oksidasyon oranı yükselmekte, oksipolimerize ürünler yanında aldehit, keton gibi kimi hastalıklara yol açabilen bileşikler açığa çıkmaktadır. 28.08.2007 tarih ve 26627 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanan “ Kızartma Amacıyla Kullanılan Katı ve Sıvı Yağların Kontrol Kriterleri Tebliği “ hükümleri uyarınca, kızartma işleminde kullanılan yağın Polar Madde oranının %25 in altında ve Dumanlanma Noktasının 170 0C nin üstünde olması gerekmektedir. Polar maddeler ışığın geçirgenliğini azaltan ya da kıran maddeler olup, bu maddelerin % 25 i geçmesi durumunda yağın kirlendiği ve kullanılamaz nitelikte olduğu, kullanılmasının sağlığa zararlı etkiler oluşturacağı bilinmelidir. Dumanlanma noktası, kızartma sırasında yağda oluşan dumanlanmanın 170 0C nin altına düşmesi, tava ya da kızartma aracının yüzeyinde alev almaya hazır katman oluştuğunun göstergesidir. Bu da yağın çok kullanıldığı anlamına gelmektedir. Gerek Polar maddenin, gerekse Dumanlanma noktasının mevzuat sınırları dışında olması, söz konusu yağın ve bu yağda kızartılan gıda maddelerinin tüketime elverişli olmadığını ortaya koymaktadır. Bu nedenle, görünümü ne olursa olsun, standart dışı yağların olumsuz sonuçlarının gölgelenmesinin sağlanması amacıyla Magnezyum Silikat kullanılmaktadır. Uzun süreli kızartma işlemleri sırasında, yağda kıvam artışı ve aşırı köpürme görülürse de, tüketicilerin teknik olarak Polar madde ve Dumanlanma noktası ya da oksi asit düzeyini belirlemesi olanağı yoktur. Bu nedenle, ilgili ve yetkili kamu kurum ve kuruluşlarının gıda güvenliği kapsamında, kızartma işlemi gerçekleştiren üretim, toplu tüketim ve satış yerlerinde denetimlerini sıklaştırmaları, bu tür yağlarla işlem yapanlar ile olumsuz etkilerin giderilmesi amacıyla Magnezyum Silikat kullananlar hakkında yasal işlem yapmaları gerekmektedir. Basına ve kamuoyuna saygı ile duyurulur. TMMOB Gıda Mühendisleri Odası

27. Kızartma Yağlarının Türkiye’deki Durumu

28. Kızartma Yağlarının Türkiye’deki Durumu The European Union Food Additive regulations state the E number for synthetic magnesium silicate is E553a(i). The specifications are found on page 137 of Commission Directive 96/77/EC of 2 December 1996 laying down specific purity criteria on food additives other than colors and sweeteners. On page 36 of European Parliament and Council Directive 95/2/EC of 20 February 1995, the current list of accepted uses for synthetic magnesium silicate are: • For use in dietary food supplements, foodstuffs in tablet and coated tablet form, confectionery excluding chocolate (surface treatment only), and chewing gum at Quantum Satis. • For use in dried powder food stuffs, salt and its substitutes, sliced or grated hard, semihard and processed cheese, and sliced and grated cheese analogs and processed cheese analogs at 10g/Kg • For use in seasonings, tin-greasing products at 30g/Kg.

29. Kızartma Yağlarının Türkiye’deki Durumu

30. Sonuç : Genel 3. DGF Sempozyumu (2000) : .” “Kızartma işleminin dinamiklerini anlamaya yönelik temel araştırmaların yapılmasını teşvik edilmeli ve desteklenmeli”. Çözüm bekleyen sorunlar: • Avrupa’da ve dünyada ortak yönetmelikler yok! %TPM:20-26,%PTG: 10-17 • Akrilamid konusu ? • Trans yağ asidi konusu ? • Isı ve kütle iletimi konusunda tek bir detaylı çalışma var (2000). Yenileri? • Yanlış bilgi ve iddialar var: FFA oluşumuna gereğinden fazla önem veriliyor! Sadece otoksidasyonu gözönüne alanlar var! Bazı ülkelerde taze yağ ilavesi yasak! • Adsorplayıcı ? • Bu nedenle “ Kızartma sanat olmaya devam ediyor”

31. Sonuç: Türkiye için • Bilimsel araştırmalar artmalı ve desteklenmeli ! • Tüketiciler bilgilendirilmeli ! • Yönetmelik ve Tebliğler tekrar düzenlenmeli ! • Restoran denetimleri yoğunlaşmalı! • Kullanılmış Kızartma Yağlarının hayvan yemi olarak kullanılması önlenmeli ! • Ocak 2009’dan beri Fast-Food Restoranları Magnesol XL kullanmıyorlar, bu sonuç tüketici lehine mi ? Daha çok araştırma, daha çok eğitim, daha iyi denetim

32. Teşekkür ederim.