Soya Yağının Enzimatik Alkolizi İle Yağ Asidi Metil Esterleri Üretiminin Optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, Türkiye kökenli rafine soya yağının metil alkol ile Mucor miehei orijinli Lipozyme IM mikrobiyal lipazı varlığında alkoliz reaksiyonu incelenmiştir. Bu amaçla, öncelikle n-hekzan ortamında gerçekleştirilen metanoliz reaksiyonu üzerine silika jel/yağ ağırlık oranı, enzim/yağ ağırlık oranı, metanol/yağ mol oranı ve sıcaklığın etkisi incelenmiş ve alkoliz reaksiyonu için en uygun olduğu düşünülen koşullar belirlenmiştir. Daha sonra bu koşulları istatistiksel açıdan irdelemek amacıyla sıcaklık, yağ/metanol mol oranı ve enzim/yağ ağırlık oranının alkoliz reaksiyonu üzerine etkileri, Tepki-Yüzey Metadolojisi (Response Surface Methodology) optimizasyon yöntemi kullanılarak tespit edilmiştir.Soya yağı ve metanolün Lipozym IM lipazı varlığında n-hekzan çözücü ortamında gerçekleştirilen enzimatik alkoliz reaksiyonu için en uygun sıcaklık 50 0C, enzim/yağ ağırlık oranı 0,15, silika jel/yağ ağırlık oranı 0,6 ve metanol/yağ mol oranı 1/3 olarak tespit edilmiştir. Bu koşullarda 1,5 saat sonunda elde edilen ürünün metil ester içeriği yaklaşık %100’dür. Optimizasyon için kullanılan Tepki-Yüzey Metadolojisi yöntemine göre 30 dakikalık reaksiyon süresi sonunda elde edilebilecek maksimum metil ester içeriği ise %76,70 olarak bulunmuştur. Bu istatistiksel analiz yöntemine göre kritik reaksiyon koşulları ise 50,46 0C sıcaklık , 1/2,35 yağ/metanol mol oranı ve 0,09 enzim/yağ ağırlık oranıdır.Yağ/metanol mol oranı, sıcaklık ve enzim miktarının metil ester oluşumuna etkisini göstermek için varyans analizinden yararlanarak 2. dereceden polinom olan bir model denklem oluşturulmuş ve bu model denkleme göre tahmin edilen değerler ile gözlenen değerlerin %97 (R2 = 0,935, R=0,97) oranında uyum sağladığı görülmüştür.

In this study, enzymatic alcoholysis of refined soybean oil which is originated from Turkey with methanol using Lipozyme IM as lipase was investigated. The parameters that effect the methanolysis reaction which was carried out in the presence of n-hekzan such as silica gel amount, enzyme amount, oil/alcohol molar ratio and temperature were examined. In the second part of the study, the optimization method, Response Surface Methodology was employed to evaluate the effects of enzyme amount, oil/alcohol molar ratio and temperature on the conversion of soybean oil to methyl ester by alcoholysis. The optimum conditions for enzymatic alcoholysis reaction of soybean oil with methanol in the presence of n-hekzan using Lipozyme IM as lipase were determined as follows; temperature:50 0C, enzyme/oil weight ratio:0,15, silica gel/oil weight ratio:0,6 and oil/methanol molar ratio:1/3. At the optimum conditions after 90 min. reaction , the reaction yielded approximately %100 ester.Based on Response Surface Methodology, the critical synthesis conditions for 30 min. reaction time giving the maximum %76,70 methyl ester content were determined as follows; temperature:50,46 0C, enzyme/oil weight ratio:0,09 and oil/methanol molar ratio:1/2,35. A second-order model was obtained to predict conversions as a function of temperature, enzyme/oil weight ration and oil/methanol mol ratio. The analysis of variance indicated that the second-order model was highly significant and adequate to represent the actual relationship between the response ( ME content, %) and the significant variables with a satisfactory coefficient of determination (R2 = 0,935).