RAPOR FORMATI Bilgisayarda 12 punto büyüklüğünde karakterler ile, tercihan "Times New Roman" stili kullanılarak yazılacak ve aşağıdaki kesimlerden (al

Transkript

1 EK-8 T.C. ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ KESİN RAPORU Proje Başlığı MİKROFİLTRE EDİLMİŞ SÜTLERİN RENNİN ENZİMİ İLE PIHTILAŞABİLME VE TELEME NİTELİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI Proje Yürütücüsünün İsmi: Prof. Dr. Atilla YETİŞMEYEN Yardımcı Araştırıcılar: Arş. Gör. Filiz YILDIZ, Arş. Gör. Tuba ÇETİN Proje Numarası: HPD Başlama Tarihi : Temmuz 2005 Bitiş Tarihi: Temmuz 2006 Rapor Tarihi: 3 Temmuz 2006 Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Ankara - " 2006 "

2 RAPOR FORMATI Bilgisayarda 12 punto büyüklüğünde karakterler ile, tercihan "Times New Roman" stili kullanılarak yazılacak ve aşağıdaki kesimlerden (alt kesimler de dahildir) oluşacaktır. I. Projenin Türkçe ve İngilizce Adı ve Özetleri II. Amaç ve Kapsam III. Materyal ve Yöntem IV. Analiz ve Bulgular V. Sonuç ve Öneriler VI. Kaynaklar VII. Ekler a) Mali Bilanço ve Açıklamaları b) Makine ve Teçhizatın Konumu ve İlerideki Kullanımına Dair Açıklamalar (BAP Demirbaş numaraları dahil ) c) Teknik ve Bilimsel Ayrıntılar (varsa Kesim III'de yer almayan analiz ayrıntıları) d) Sunumlar (bildiriler ve teknik raporlar) e) Yayınlar (hakemli bilimsel dergiler) ve tezler NOT :Verilen kesin rapor 2 nüsha olarak ciltsiz şekilde verilecek, kesin rapor Komisyon onayından sonra ciltlenerek bir kopyasının yer aldığı CD veya disket ile verilecektir.

3 MİKROFİLTRE EDİLMİŞ SÜTLERİN RENNİN ENZİMİ İLE PIHTILAŞABİLME VE TELEME NİTELİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI ÖZET Bakteri redüksiyonu ve süt proteinlerin fraksiyonlarına ayırma amacıyla kullanılan mikrofiltrasyon ile süte ön işlem uygulaması, peynir gibi süt ürünlerinin üretiminde kullanılacak çiğ sütü bakteriyolojik açıdan kontrol altına aldığından, kaliteli ve standart ürün üretimine katkı sağlamaktadır. Üzerinde araştırmaların halen devam ettiği mikrofiltrasyon teknolojisinin peynir üretiminde kullanım olanakları bu projede incelenmiştir. Sözü edilen projede 0,1 ve 0,45 µm gözenek çapına sahip iki farklı membrandan süt mikrofiltre edilmiş ve bu sütlerden elde edilen taze peynirlerin bazı özellikleri incelenmiştir. 0,1 ve 0,45 µm gözenek çapına sahip membran kullanıldığında başlangıç sütünün bakteri içeriğinde sırasıyla % 97,20 ve % 66,66 lık bir azalma kaydedilmiştir. Toplam kurumadde, protein içerikleri her iki membran kullanımında da bir miktar artmış,sütün pıhtılaşma süreleri uzamış ve taze peynirlerin pıhtı sıkılıkları daha iyi olmuştur. THE RESEARCH ON COAGULATION AND CURD PROPERTIES WITH RENNINE ENZYME OF MICROFILTRED MILK ABSTRACT Pre-treatment of milk by microfiltration in order to reduce bacteria content and fractionation of milk proteins provides the manufacturing of high quality and standart products due to the fact that it takes the row milk used in the manufacture of products such as cheese under control bacteria logically. In this study, the using facilities of microfiltration technology which is still being studied was investigated in cheese manufacture. Milk was microfiltered by two membrane with different pore size (0,1 and 0,45 µm respectively) and some properties of cheese manufactured from these microfiltered milks were determined. It was recorded that 97,20 and 66,66 % of bacteria reduction in two groups of milks respectively compering raw milk. Total dry matter and protein contents increased, clotting time extended and the consistency of cheese improved as a result of the using of both membranes with different pore size. 1

4 2. AMAÇ VE KAPSAM Süt endüstrisinde mikrofiltrasyon en çok çiğ sütün içme sütüne işlenmesinde, peynir üretiminde ve uzun süre depolanacak süt ürünlerinin (süttozu, protein türevleri gibi) mikroorganizma içeriğinin azaltılmasında kullanılmaktadır (Maubois 1997, Saboya and Maubois 2000). Sütteki bakteri ve sporların azaltılması, ürün kalitesinin artırılmasında ve kusurların giderilmesinde önemli bir işlemdir. Bu amaca ulaşmak için ısıl işlem ve santrifüj separasyon (baktofügasyon) uygulaması uzun zamandır süt endüstrisinde kullanılmaktadır. Son yıllarda membran filtrasyon teknikleri sütün bakteri içeriğinin azaltılmasında alternatif bir yöntemdir. Ayrıca bu tekniğin süt endüstrisindeki en önemli avantajı da ayırma ve konsantrasyon işlemlerinin ürün niteliklerine zarar vermeksizin düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilmesidir (Maubois 1989, El-Shibiny et all. 1994). Peynir sütünün kazein içeriğinin arttırılması, sütün rennet ile pıhtılaşabilme yeteneğini ve peynir işletmelerinin verimliliğini (randımanını) iyileştirmektedir. Özellikle bu durum sert peynirler için geçerlidir. Ayrıca mikrofiltrasyon ile serum proteinleri kısmen uzaklaştırıldığı için, ısıl işlemin olumsuz etkisi azalmakta ve sütün rennet ile pıhtılaşabilme yeteneği iyileşmektedir.. Sonuçta mikrofiltre süt çiğ sütteki kadar iyi bir pıhtılaşma özelliği göstermektedir (Saboya and Maubois 2000, Kosikowski and Mistry 1997, Maubois 1997). Peynir tüketicileri satın aldıkları peynirlerde hem tipik/geleneksel aroma ve yapının bulunmasını hem de hijyenik açıdan yüksek kaliteli olmasını istemektedirler. Bu istekler çiğ sütün toplanmasından, işletmeye getirilmesine, peynir eldesine kadar tüm yapım aşamalarının kontrol altına alınmasıyla gerçekleştirilebilir. Mikrofiltrasyon ile sütü ön işleme tabi tutma, üretimin bakteriyolojik olarak kontrol altına alınmasını ve mikrofiltre sütten üretilen peynirlerin hijyenik kalitesinin pastörize sütten üretilen peynirler kadar güvenli olmasını sağlamaktadır (Saboya and Maubois 2000). Mikrofiltrasyonun süt sektöründe kullanıldığı durumda bozulmaya sebep olan organizmaların büyük bir bölümünde azalma görülmekte, ölü hücre kalıntısı 2

5 bulunmamakta, patojenler elemine edilmekte, termodurik mikroorganizmalar ve sporlar uzaklaştırılmaktadır. İçme sütünün raf ömrünün uzatılması, kaliteli peynir üretimi, kaliteli kazein tozu, serum protein konsantratları ya da düşük ısılı süttozu gibi süt türevlerinin üretimi mümkün olmaktadır. Yani mikrofiltrasyon yöntemi süt bilimine yeni bir çalışma alanı getirmektedir (Saboya and Maubois 2000, Kelly and Tuohy 1997). Türkiye de mikrofiltrasyon ile ilgili literatürlerde herhangi bir araştırmaya rastlanmamıştır. Bu çalışmadan elde edilecek bilgiler mikrofiltrasyon tekniğinin peynir teknolojisinde kullanım olanağına ışık tutması bakımından önemlidir. Yapılan söz konusu çalışmada, mikrofiltre edilmiş sütün pıhtılaştırıcı enzim ile pıhtılaşabilme yeteneği incelenerek oluşan pıhtının kimi niteliklerinin ortaya konulması amaçlanmıştır. Bu bağlamda proje kapsamında sütün mikrofiltre edilebilirliği, elde edilen permeat, konsantrat ve peynire işlenecek sütlerin mikrobiyolojik ve kimyasal niteliklerinin ortaya konulması, mikrofiltre sütlerin rennin enzimi ile pıhtılaşabilme yeteneğinin incelenmesi ve son olarak da oluşan telemelerin (taze peynir) bazı özelliklerinin belirlenmesi yer almıştır. 3

6 3. MATERYAL VE YÖNTEM 3.1. Materyal Araştırmada hammadde inek sütü Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Süt Teknoloji Bölümü Eğitim-Araştırma ve Uygulama İşletmesi nden temin edilmiştir. Starter kültür olarak yoğurt kültürü (Streptococcus thermophilus ve Lactobacillus bulgaricus) kullanılmıştır. Peynir üretiminde Ecoren 200 isimli 1/16000 kuvvetindeki ticari sıvı şirden mayasından yararlanılmıştır Mikrofiltrasyon Ünitesi ve Çalışma Parametreleri Sütün mikrofiltrasyonunda Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Süt Teknolojisi Bölümü nde bulunan laboratuvar modeli mikrofiltrasyon (MF) ünitesinden (DOW Denmark A/S, Lab-Anlage M 20) yararlanılmıştır. Cihazın özellikleri ve işlem parametreleri aşağıda verilmiştir: Membran materyali: Polisülfon ve Fluoro polimer materyal Membran gözenek çapı: 0,1 ve 0,45 µm gözenek çaplı membranlar Membran yüzey alanı: 0,72 m 2 yüzey alanı Giriş basıncı: 2 bar Çıkış basıncı: 0 bar Hidrolik basınç: 50 bar Çalışma sıcaklığı: 50 º C 3.3. Yöntem Araştırmada iki farklı gözenek çaplı membranların kullanıldığı iki ayrı deneme gerçekleştirilmiş ve çalışma iki tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Yağ oranı % 0,5 in altına standardize edilen süt 0,1 µm ve 0,45 µm gözenek çapına sahip membranlar ile mikrofiltre edilmiş, elde edilen konsantrata 65 º C de 20 dakika ısıl işlem uygulanarak permeat ile karıştırılmıştır. Karışımın yağ oranı 80 º C de 15 dakika ısıl işlem görmüş kendi kreması ile % 3 e standardize edildikten sonra iki eşit kısma ayrılmış, birinci kısma 65 º C de 20 dakika ısıl işlem uygulanmış diğer kısma ise uygulanmamıştır. Kontrol grubu da (mikrofiltre edilmeyen) dahil olmak üzere her bir membran için üç 4

7 farklı sütten peynir üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu araştırmaya ait işlem akım şeması aşağıda verilmiştir (Şekil 1). Çiğ süt Krema 80 ºC de 15 dakika ısıl işlem Separasyon (50 ºC de) Yağsız Süt Mikrofiltrasyon 50 ºC de Kontrol sütü 0,1 µm gözenek çaplı membran 0,45 µm gözenek çaplı membran Permeat Konsantrat Konsantrat Permeat 65 ºC de 20 dak ısıl işlem uygulaması Mikrofiltre Karışım Mikrofiltre Karışım %3 Yağ oranına standardizasyon Isıl işlem uygulanmayan 65 ºC de 20 dak ısıl işlem Isıl işlem uygulanma yan 65 ºC de 20 dak ısıl işlem 65 ºC de 20 dak ısıl işlem Mayalama Sıcaklığına Soğutma (30±1 ºC) Kalsiyum Klorür İlavesi (20g/100 l) Starter Kültür ilavesi (% 1) Enzim İlavesi Pıhtı Kesimi, Süzme ve Baskı Şekil 1. Teleme örneklerinin elde edilmesinde işlem akım şeması 5

8 Uygulanan kimyasal analizler Çiğ süt ve Peynire işlenecek sütlere uygulanan analizler Toplam Kurumadde : Gravimetrik yöntem ile saptanmıştır (Anonim ). Yağ : Van-Gulik butirometresi kullanılarak Gerber yöntemi ile belirlenmiştir (Anonim 1978). ph : Birleşik elektrotlu dijital ph metre ile ölçülmüştür. Titrasyon Asitliği : Anonim (1981) ve Anonim (1988) göre % Laktik asit olarak belirlenmiştir. Toplam Azot (TN), Kazein Olmayan Azot (NCN) ve Protein Olmayan Azot (NPN): Mikro Kjeldahl yöntemi ile (Rowland 1938) tespit edilmiştir. Toplam Albumin Azotu (TAN) ve Globulin Azotu (GN) : Mikro Kjeldahl yöntemi ile (Aschaffenburg and Drewry 1958) tespit edilmiştir. Pıhtılaşma süresinin tespiti : Sütlerin enzimle pıhtılaşma süreleri, su banyosunda 30 º C ye getirilen 25 ml süte 1 ml maya çözeltisi (0,1 ml maya) ilave edilerek ilk pıhtının görülmesine kadar geçen sürenin saptanmasıyla tespit edilmiştir Telemede yapılan analizler Toplam Kurumadde : Gravimetrik yöntem ile (Anonim 1987) saptanmıştır. Yağ : Van-Gulik butirometresi kullanılarak Gerber Yöntemi ile (Anonim 1978) belirlenmiştir. ph : Birleşik elektrotlu dijital ph metre ile ölçülmüştür Titrasyon Asitliği : Anonim (1995) e göre % Laktik asit olarak hesaplanmıştır. Toplam Azot (TN), Suda Eriyen Azot (WSN) ve Protein Olmayan Azot (NPN) : Mikro Kjeldahl yöntemi ile (Gripon et all 1975) saptanmıştır. Teleme sıkılığı : Stanhope Seta marka penetrometre aleti kullanılarak belirlenmiştir. Deneme hatasını azaltmak için peynir 6

9 kalıplarının alt ve üst yüzeylerinden 5 er kez toplam 10 ölçüm yapılmıştır. Sonuçlar 75 gram ağırlığındaki 45 º lik konik başlığın 5 saniyedeki batma derinliği x 1/ 10 mm olarak verilmiştir Uygulanan mikrobiyolojik analizler Örnekler Plate Count Agar ve Fluorocult LST besiyerlerine inoküle edilerek, toplam mezofil aerobik bakteri sayısı ve koliform mikroorganizma içeriği kültürel sayım yöntemleri kullanılarak saptanmıştır (Halkman ve Ayhan 2000). 7

10 4. ARAŞTIRMA BULGULARI Optimum kalitede ve yüksek randımanlı peynir üretebilmek için peynir sütünün kazein içeriği standardize edilebilmektedir. Bu amaç için kullanılan membran gözenek çapı 0,1-0,2 µm dir (Jost and Jelen 1997, Kosikowski and Mistry 1997). Büyük çapta bakterilerin tutulmasına izin veren membran gözenek çapı ise 1,4 µm dir (Kessler 1997). Bu bağlamda projenin hazırlanması aşamasında bu iki membran gözenek çapı araştırma kapsamında yer almıştı. Fakat projenin hazırlanmasından malzemelerin teminine kadar geçen süre içinde 1,4 µm gözenek çapına sahip membran üretiminin kaldırılmış olmasından dolayı söz konusu membran yerine 0,45 µm gözenek çaplı membran kullanılmıştır. Bu projede 0,1 ve 0,45 µm gözenek çapına sahip mikrofiltrasyon membranlarında filtre edilen sütlerin ve bu sütlerden elde edilen peynirlerin fizikokimyasal ve mikrobiyolojik özellikleri belirlenmiştir. Her bir gözenek çapına sahip membranlara ilişkin analiz sonuçları ayrı ayrı verilmiş ve değerlendirilmiştir Mikrobiyolojik Analiz Sonuçları Süt işletmeleri tarafından toplanan sütte mikrobiyel kontaminasyon kaçınılmazdır. Depolama tankları, taşıma ekipmanları, ahır koşulları, süt sağım makinaları gibi çeşitli kaynaklardan mikroorganizma bulaşmaktadır. Çiftliklerde her türlü hijyenik kurallara uyulsa bile toplanan sütlere bir şekilde mikroorganizma bulaşmakta ve sayısı artarak risk oluşturmaktadır (Saboya and Maubois 2000). Mikroorganizmalardan kaynaklanan riski ortadan kaldırmak için ısıl işleme alternatif olarak geliştirilen ve membran tekniklerinden biri olan mikrofiltrasyon süt teknolojisinde oldukça fazla uygulama alanı bulmuştur. 0,1 µm gözenek çaplı membranın denendiği çalışmada çiğ süt, yağsız süt, permeat, konsantrat ve peynir üretiminde kullanılan sütlerin mikrobiyolojik özelliklerine ilişkin veriler Çizelge 1 de görülmektedir. 8

11 Çizelge 1. 0,1 µm gözenek çaplı membran kullanımında çiğ süt, yağsız süt, permeat, konsantrat ve peynir üretiminde kullanılan sütlerin mikrobiyolojik özellikleri, n=2 Örnek TAMB Sayısı (kob/ml) Koliform Sayısı (EMS/ml) Çiğ Süt 2,9x10 6 ±2,7x10 6 3,5x10 3 ±1,1x10 3 Yağsız Süt 1,9x10 6 ±1,8x10 6 5,0x10 3 ±4,2x10 3 Permeat 7,9x10 4 ±4,9x10 4 2,4x10 2 ±0,0 Konsantrat 6,1x10 5 ±5,9x10 5 3,3x10 3 ±9,5x10 2 Kontrol Sütü 3,1x10 4 ±2,7x10 4 0,28±0,08 Mikrofiltre Süt 1,6x10 5 ±1,3x10 5 5,4x10 3 ±3,9x10 3 Mikrofiltre+Pastörize Süt 7,0x10 3 ±4,5x10 3 0,20±0,0 Çiğ sütün başlangıçtaki toplam bakteri (TAMB) sayısı 2,9x10 6 kob/ml dir. Yağsız sütün mikrofiltre edilmesiyle bu sayı 7,9x10 4 kob/ml e düşmüştür. Permeattaki mikroorganizma içeriği çiğ süttekine göre % 97,27, yağsız süttekine göre ise % 95,84 oranında azalmıştır. Benzer şekilde mikrofiltre standardize ve mikrofiltre standardize pastörize sütlerin toplam bakteri içeriğinde yağsız süte göre sırasıyla % 91,57 ve % 99,63 oranında bir azalma kaydedilmiştir. Kontrol sütünde ise bu oran % 98,36 olarak belirlenmiştir. Koliform mikroorganizma içerikleri bakımından ele alındığında ise çiğ sütteki sayı, yağın separasyonu sırasında artmış ve 5,0x10 3 EMS/ml ye ulaşmıştır. Bu değer sütün mikrofiltre edilmesiyle 2,4x10 2 EMS/ml e düşmüştür. Diğer bir deyişle koliform mikroorganizmaların mikrofiltrasyon ile geri tutulma oranının % 95,20 olduğu saptanmıştır. Mikrofiltre yağsız sütün özellikleri ve kalitesi üzerine yapılan bir çalışmada farklı konsantrasyon faktörlerinde süt mikrofiltre edilmiştir. Mikrofiltrasyonun, yağsız sütün toplam bakteri içeriğini yaklaşık % 96 oranında azalttığı ve konsantrasyon faktörünün bakteri azalma oranını etkilemediği bulunmuştur (El-Shibiny et all. 1994). 9

12 Viyana da IDF sempozyumunda, sunulan bir tebliğde mikrofiltrasyon ile sütlerde koliform organizmada 2,4 log ve toplam mezofilik aerobik bakteri içeriğinde 2,7-2,8 log bir azalma elde edildiği bildirilmiştir (Jost and Jelen 1997). 0,45 µm gözenek çaplı membranın denendiği çalışmada çiğ süt, yağsız süt, permeat, konsantrat ve peynir üretiminde kullanılan sütlerin mikrobiyolojik özelliklerine ilişkin veriler ise Çizelge 2 de görülmektedir. Çizelge 2. 0,45 µm gözenek çaplı membran kullanımında çiğ süt, yağsız süt, permeat, konsantrat ve peynir üretiminde kullanılan sütlerin mikrobiyolojik özellikleri, n=2 Örnek TAMB Sayısı (kob/ml) Koliform Sayısı (EMS/ml) Çiğ Süt 5,4x10 5 ±2,8x10 5 1,5x10 4 ±5,8x10 3 Yağsız Süt 1,01x10 5 ±2,1x10 4 1,2x10 4 ±1,1x10 3 Permeat 1,8x10 5 ±3,1x10 4 1,1x10 4 ±0,0 Konsantrat 3,8x10 5 ±1,9x10 5 6,7x10 4 ±4,3x10 4 Kontrol Sütü 2,2x10 4 ±2,1x10 4 1,2x10±1,2x10 Mikrofiltre Süt 2,5x10 5 ±1,07x10 5 1,1x10 5 ±0,0 Mikrofiltre+Pastörize Süt 9,07x10 3 ±5,3x10 3 0,2±0,0 Hammadde çiğ sütün toplam aerobik mezofilik bakteri içeriği 0,45 µm gözenek çaplı membran kullanıldığında % 66,66 oranında azalmıştır. Daha önce bu membran boyutu ile yapılmış çalışma bulunmamakla birlikte elde edilen mikrobiyolojik içerikteki azalma diğer membran boyutuyla karşılaştırıldığında verimlilik yönünden beklenen etkiyi göstermemiştir. Çizelgeden de anlaşıldığı gibi permeat ve konsantrattaki toplam bakteri sayısı yağsız süte göre fazla çıkmıştır. Koliform mikroorganizma içerikleri bakımından permeatta bir miktar azalma kaydedilse bile mikrofiltre sütte bu değer artmıştır. Sütün bakteri içeriğinin azaltılmasında 0,45 µm gözenek çaplı membrandan bu çalışma koşulları altında beklenen sonuç tam olarak elde edilememiştir. Farklı iki gözenek çapına sahip membranlardan elde edilen teleme örneklerinin toplam aerobik mezofilik bakteri sayıları ve koliform mikroorganizma içerikleri Çizelge 3 ve 4 de verilmiştir. 10

13 Çizelge 3. 0,1 µm gözenek çaplı membrandan elde edilen telemelerin mikrobiyolojik özellikleri, n=2 Örnek TAMB Sayısı (kob/ml) Koliform Sayısı (EMS/g) Kontrol teleme 1,3x10 7 ±6,1x10 6 2,4x10 2 ±2,1x10 2 Mikrofiltre teleme 4,2x10 7 ±2,7x10 7 6,1x10 4 ±4,9x10 4 Mikrofiltre+Pastörize teleme 4,7x10 6 ±8,7x10 5 8,4x10±9,0 Çizelge 4. 0,45 µm gözenek çaplı membrandan elde edilen telemelerin mikrobiyolojik özellikleri, n=2 Örnek TAMB Sayısı (kob/ml) Koliform Sayısı (EMS/g) Kontrol teleme 2,2x10 6 ±2,1x10 6 5,7x10 4 ±5,2x10 4 Mikrofiltre teleme 3,3x10 7 ±1,8x10 7 1,1x10 6 ±0,0 Mikrofiltre+Pastörize teleme 3,9x10 6 ±3,1x10 6 1,1x10 5 ±1,0 Her iki membran çeşidinde de gerek mikrofiltre sütlerden gerekse kontrol grubundan elde edilen telemelerin toplam aerobik mezofilik bakteri sayıları üretimde kullanılan starter kültürden dolayı oldukça yüksek çıkmıştır. Koliform mikroorganizma içerikleri ise başlangıçta kullanılan yağsız süte bağlı olarak ve ayrıca üretimin yapıldığı ortam sıcaklığının yüksek olmasından dolayı tüm teleme örneklerinde yüksek bulunmuştur Kimyasal analiz sonuçları Çizelge 5 de 0,1µm gözenek çaplı membran kullanımında çiğ süt, yağsız süt, permeat, konsantrat ve peynir üretiminde kullanılan sütlere ilişkin kimyasal özelliklerin ortalama değerleri standart hatalarıyla birlikte verilmiştir. Tüm örneklerin ph değeri ve titrasyon asitliği (% LA) birbirine yakındır. Mikrofiltre sütlerin toplam kurumadde ve protein içerikleri çiğ süte göre yüksek bulunmuştur. Yağsız süt kurumaddesinin % 75,74 ü permeata geçmektedir. Permeatın toplam kurumaddesi % 7,15 ve protein oranı % 1,18 dir. Permeat kurumaddesinin % 16 sını protein oluşturmaktadır. Konsantrat çıkışı besleme tankında sirküle ettirildiği için kurumadde oranı % 15,35 e ulaşmıştır. Protein 11

14 içeriği ise yağsız sütün protein içeriğinden yaklaşık iki kat fazladır ve % 7,51 olarak hesaplanmıştır. Diğer bir ifadeyle konsantrat kurumaddesinin % 48,92 si proteindir. Çizelge 5. 0,1µm gözenek çaplı membran kullanımında çiğ süt, yağsız süt, permeat, konsantrat ve peynir üretiminde kullanılan sütlerin kimyasal özellikleri, n=2 Örnek ph LA, % TKM, % Yağ, % Protein, % Çiğ Süt 6,68±0,07 0,18±0,00 11,35±0,45 2,25±0,25 3,18±0,18 Yağsız Süt 6,73±0,12 0,14±0,01 9,44±0,39 0,60±0,20 3,17±0,21 Permeat 6,69±0,11 0,10±0,01 7,15±0,19 0,15±0,15 1,18±0,42 Konsantrat 6,72±0,13 0,24±0,01 15,35±0,24 1,50±0,50 7,51±0,01 Kontrol Sütü 6,78±0,07 0,14±0,02 11,47±0,11 3,0±0,00 3,35±0,05 Mikrofiltre Süt 6,79±0,06 0,15±0,02 12,20±0,60 3,0±0,00 3,78±0,37 Mikrofiltre+ Pastörize Süt 6,80±0,07 0,15±0,01 12,21±0,55 3,0±0,00 3,89±0,37 Çizelge 6 de ise 0,45 µm gözenek çaplı membranın kullanıldığı denemede çiğ süt, yağsız süt, permeat, konsantrat ve peynir üretiminde kullanılan sütlerin kimyasal özelliklerine ilişkin ortalama değerler standart hatalarıyla birlikte verilmiştir. Çizelge 6. 0,45µm gözenek çaplı membran kullanımında çiğ süt, yağsız süt, permeat, konsantrat ve peynir üretiminde kullanılan sütlerin kimyasal özellikleri, n=2 Örnek ph LA, % TKM, % Yağ, % Protein, % Çiğ Süt 6,64±0,00 0,16±0,005 12,05±0,13 3,45±0,15 3,28±0,005 Yağsız Süt 6,65±0,01 0,15±0,005 9,31±0,03 0,35±0,05 3,07±0,065 Permeat 6,66±0,01 0,12±0,000 7,99±0,05 0,10±0,00 2,34±0,135 Konsantrat 6,67±0,02 0,22±0,005 13,61±0,73 0,65±0,05 6,68±0,085 Kontrol Sütü 6,60±0,02 0,15±0,000 11,70±0,04 3,00±0,00 3,13±0,040 Mikrofiltre Süt 6,65±0,02 0,14±0,005 11,62±0,28 3,05±0,05 3,54±0,025 Mikrofiltre+ Pastörize Süt 6,61±0,03 0,15±0,000 11,91±0,12 3,05±0,05 3,25±0,045 12

15 0,45 µm gözenek çaplı membranın kullanıldığı denemede de ph ve titrasyon asitliği değerleri bakımından tüm örneklerde önemli bir farklılık saptanmamıştır. Mikrofiltre sütlerin protein oranı kontrol sütüne göre az da olsa yüksek bulunmuştur. Yağsız süt kurumaddesinin % 85,82 si permeata geçmiştir. % 7,99 permeat kurumaddesi içinde % 2,34 lük bir kısmı protein oluşturmaktadır. Dolayısıyla toplam permeat kurumaddesinin % 29,28 proteinden ibarettir. Konsantrat kurumaddesinin artışına paralel olarak protein içeriği de yaklaşık iki kat artmıştır ve kurumaddenin % 49,80 nini teşkil etmiştir. Her iki gözenek boyutuyla elde edilen ve peynir yapımında kullanılan sütlerin kimyasal analiz sonuçları incelendiğinde, membran gözenek boyutunun ph, titrasyon asitliği ve toplam kurumadde değerleri üzerinde önemli bir etkisinin olmadığı belirlenmiştir. Buna karşın permeata geçen ve konsantratta tutulan protein miktarları farklı gözenek boyutuna sahip membranlarda farklı çıkmıştır. El-Shibiny et all (1994) mikrofiltre yağsız sütün özellikleri ve kalitesini araştırmışlardır. Mikrofiltrasyon işleminin sütün kurumadde, protein, protein olmayan azot, laktoz ve kalsiyum içeriğinde dikkate değer bir etki yapmadığını bildirmişlerdir. Sütün en önemli unsurlarından biri olan ve azotlu maddeler olarak da tanımlanan proteinler, Çizelge 7 ve 8 de görüldüğü gibi, toplam azot (TN), protein olmayan azot (NPN), kazein olmayan azot (NCN), toplam albumin azotu (TAN) ve globulin azotunu (GN) içermektedir. Çizelge 7. 0,1 µm gözenek çaplı membran kullanımında çiğ süt, yağsız süt, permeat, konsantrat ve peynir üretiminde kullanılan sütlerin azot fraksiyonları, n=2 Örnek TN, % NPN, % NCN, % TAN, % GN, % Çiğ Süt 0,459±0, Yağsız Süt 0,496±0, Permeat 0,184±0, Konsantrat 1,178±0, Kontrol Sütü 0,526±0,01 0,039±0,01 0,136±0,006 0,142±0,009 0,101±0,008 13

16 Mikrofiltre Süt Mikrofiltre+ Pastörize Süt 0,593±0,06 0,050±0,01 0,148±0,008 0,153±0,007 0,140±0,009 0,611±0,06 0,045±0,01 0,142±0,002 0,142±0,002 0,118±0,002 0,1 µm gözenek çaplı membran kullanıldığında, mikrofiltre sütlerin azot fraksiyonları kontrol sütüne göre yüksek bulunmuştur. Protein içeriğindeki artışa bağlı olarak elde edilen bu değerler beklenen yöndedir. Ayrıca ısıl işlem uygulanmayan mikrofiltre süt örneğinde toplam albumin azotu ve globulin azotu diğer süt örneklerine göre daha yüksek çıkmıştır. Çizelge 8. 0,45 µm gözenek çaplı membran kullanımında çiğ süt, yağsız süt, permeat, konsantrat ve peynir üretiminde kullanılan sütlerin azot fraksiyonları, n=2 Örnek TN, % NPN, % NCN, % TAN, % GN, % Çiğ Süt 0,515±0, Yağsız Süt 0,481±0, Permeat 0,366±0, Konsantrat 1,048±0, Kontrol 0,491±0,01 0,034±0,006 0,109±0,001 0,154±0,011 0,101±0,003 Sütü Mikrofiltre 0,556±0,003 0,032±0,001 0,127±0,004 0,140±0,001 0,062±0,002 Süt Mikrofiltre+ Pastörize Süt 0,510±0,007 0,310±0,007 0,115±0,005 0,120±0,003 0,088±0,004 0,45 µm gözenek çaplı membran kullanılarak elde edilen sütlerin azot fraksiyonlarına bakıldığında mikrofiltre sütlerin kazein olmayan azot (NCN) fraksiyonları kontrol grubuna göre daha yüksek tespit edilirken, toplam albumin azot ve globulin azot içeriklerinin daha düşük olduğu saptanmıştır. 14

17 4.3. Peynire işlenecek sütlerin pıhtılaşma süreleri Süte enzim ilavesinden gözle görülebilir pıhtıların oluşumuna kadar geçen süre pıhtılaşma süresi, bu aşamadan itibaren pıhtının kesilebilir bir nitelik kazanmasına kadar geçen süre ise sıkılaşma süresi olarak adlandırılmaktadır. Pıhtı oluşumunda pıhtılaşma ve sıkılaşma süreleri arasındaki oran çok az değiştiğinden sütün enzimle pıhtılaşma yeteneğinin belirlenmesinde pıhtılaşma süresinin tayin edilmesi yeterli olmaktadır (Koçak ve Devrim 1989). Peynire işlenecek sütlerin rennin enzimi ile pıhtılaşma süreleri Çizelge 9 ve 10 da görülmektedir. Pıhtılaşma süresini etkileyen pek çok faktör bulunmaktadır. Aynı koşullar altında, aynı miktar ve kalitede peynir mayası kullanılarak, eşit miktarda farklı sütler mayalandığında pıhtılaşma süreleri farklı çıkabilmektedir. Çizelge 9. 0,1 µm gözenek çaplı membrandan elde edilen sütlerin rennin enzimi ile pıhtılaşabilme süreleri, n=2 Örnek Pıhtılaşma süreleri (sn) Kontrol sütü 83,0±5 Mikrofiltre süt 97,0±8 Mikrofiltre+Pastörize süt 83,0±9 0,1 µm gözenek çaplı membranlardan elde edilen peynir sütlerinden kontrol ve mikrofiltre+pastörize sütlerin pıhtılaşma süreleri aynı çıkarken, mikrofiltre sütte biraz daha yüksek çıkmıştır. Çizelge 10. 0,45 µm gözenek çaplı membrandan elde edilen sütlerin rennin enzimi ile pıhtılaşabilme süreleri, n=2 Örnek Pıhtılaşma süreleri (sn) Kontrol sütü 76,5±8,5 Mikrofiltre süt 93,0±0,0 Mikrofiltre+Pastörize süt 100,0±5,0 15

18 0,45 gözenek çaplı membran kullanıldığında mikrofiltre sütlerin pıhtılaşma süreleri kontrol grubuna göre yüksek bulunmuştur. Bu sütlerin protein içeriği göz önüne alınırsa elde edilen bulgu beklenen yöndedir. Mikrofiltre sütün kalitesinin ve özelliklerinin incelendiği bir başka çalışmada ise pıhtılaşma zamanı ve pıhtı sıkılığı üzerine mikrofiltrasyonun etkili olmadığı bildirilmiştir (El-Shibiny et all. 1994). Bir başka araştırmada ise mikrofiltrasyon yoluyla kazein misellerince zenginleştirilmiş sütün pıhtılaşma süresinin çok az kısaldığı tespit edilmiştir Telemelerin Kimyasal Özellikleri 0,1 µm ve 0,45 µm gözenek çaplı membranlardan elde edilen telemelerin kimyasal analiz sonuçları Çizelge 12 ve 13 te ortalama değer olarak standart hataları ile birlikte verilmiştir. Çizelgeden de görüldüğü gibi işleme farklılıkları peynirlerin ph, titrasyon asitliği (% LA), toplam kurumadde ve kurumaddede yağ değerlerinde önemli bir değişiklik oluşturmamıştır. Çizelge 12 0,1 µm gözenek çaplı membrandan elde edilen telemelerin kimyasal özellikleri, n=2 Örnek ph % LA TKM Yağ, % KM de yağ, % Kontrol teleme 5,16±0,14 1,15±0,07 40,25±0,81 18,50±2,5 51,08±2,16 Mikrofiltre teleme 5,34±0,11 1,06±0,06 42,72±0,49 18,50±2,5 49,40±0,81 Mikrofiltre+ Pastörize teleme 5,24±0,15 1,15±0,12 40,80±0,78 18,50±2,5 51,36±1,11 Neocleous et all (2002) Cheddar peynirinin bileşimi üzerine mikrofiltrasyonun etkisi, süt bileşenlerinin geri kazanımı ve peynir verimliliğini belirlemeye yönelik yaptıkları çalışmada, yağsız çiğ süt 0,1 µm gözenek çaplı seramik membranlar vasıtasıyla 4 farklı konsantrasyon faktöründe mikrofiltre edilmiş ve peynir üretimi gerçekleştirilmiştir. Konsantrasyon faktörünün artışına paralel olarak peynirde toplam protein, Ca ve toplam 16

19 kurumadde miktarı artmıştır. Ancak beklenildiği gibi peynir randımanı üzerine bir etkisi olmamıştır. Çizelge 13. 0,45 µm gözenek çaplı membrandan elde edilen telemelerin kimyasal özellikleri, n=2 Örnek ph LA, % TKM, % Yağ, % KM de yağ, % Kontrol teleme 4,91±0,02 1,05±0,02 44,53±0,90 21,12±0,87 47,41±1,00 Mikrofiltre teleme 4,94±0,12 1,12±0,15 42,33±0,15 20,75±0,75 49,03±1,95 Mikrofiltre+ Pastörize teleme 4,99±0,13 1,06±0,08 42,88±0,20 20,75±0,25 48,38±0,35 Toplam azot protein içeriğinin belirlenmesinde kullanılan bir parametredir (Fox 1987). Mikrofiltrasyon uygulaması geleneksel (kontrol grubu) işleme yöntemine göre toplam azot içeriğinde az da olsa bir artış sağlamıştır (Çizelge 14). Bu artışın az olması kurumadde artışının yapılmamasından kaynaklanmaktadır. Çizelge 14. 0,1 µm gözenek çaplı membrandan elde edilen telemelerin TN, WSN ve NPN içerikleri, n=2 Örnek Protein, % TN, % WSN, % NPN, % Kontrol teleme 19,75±0,33 3,10±0,05 0,25±0,04 0,21±0,02 Mikrofiltre teleme 21,54±0,33 3,37±0,05 0,36±0,09 0,12±0,01 Mikrofiltre+ Pastörize teleme 20,38±0,51 3,20±0,08 0,60±0,06 0,10±0,009 Çizelge 15. 0,45 µm gözenek çaplı membrandan elde edilen telemelerin TN, WSN ve NPN içerikleri, n=2 Örnek Protein, % TN, % WSN, % NPN, % Kontrol peyniri 19,98±0,115 3,130±0,02 0,316±0,018 0,15±0,013 Mikrofiltre peynir 21,32±0,110 3,340±0,02 0,298±0,000 0,16±0,01 Mikrofiltre+ Pastörize peynir 21,21±0,670 3,325±0,10 0,307±0,009 0,16±0,00 17

20 Taze peynirde kazeinin bir bölümü üretimde kullanılan enzimler ve starter kültürlerin etkisiyle parçalanıp proteoz, pepton, amino asitler gibi suda çözünen fraksiyonları oluşturmaktadır. Olgunlaşma sürecindeki etkenlerle protein parçalanması devam etmekte, ortamda oluşan serbest amino asitler ve peptidlerin miktarı artmaktadır (Fox 1989). Suda eriyen azot içerikleri 0,1 µm gözenek çaplı membran kullanıldığında mikrofiltre sütlerden elde edilen telemelerde kontrol grubuna göre yüksek çıkmıştır. Fakat 0,45 µm gözenek çaplı membran kullanıldığında ise mikrofiltre sütlerden elde edilen telemelerde bu oranın daha düşük olduğu görülmüştür. Peynirde proteoliz düzeyine bağlı olarak, protein olmayan azot oranı artış göstermekte ve suda çözünebilir azotun önemli bir bölümünü oluşturmaktadır (Şimşek 1995). 0,1 µm gözenek çaplı membran ile yapılan çalışmada protein olmayan azot içeriği en yüksek kontrol grubunda tespit edilmiştir. 0,45 µm gözenek çaplı membrandan elde edilen telemelerin ise protein olmayan azot içeriklerinin birbirine yakın olduğu saptanmıştır. Peynirin tekstürel özelliklerinden en önemlisi pıhtı sıkılığıdır. Pıhtı sıkılığı, ürünün herhangi bir baskıya karşı göstermiş olduğu direnç olarak tanımlanır ve penetrometre ile ölçülür (Akgün 1979). Teleme örneklerinin penetrometre değerleri Çizelge 16 ve 17 de de görüldüğü gibi mikrofiltre ve mikrofiltre+pastörize teleme örnekleri kontrol grubuna göre daha düşük bulunmuştur. Bu da mikrofiltre telemelerin daha sıkı yapıda olduğunu göstermektedir. Sonuçlar incelendiğinde her iki membran çeşidin de de mikrofiltrasyon işleminin pıhtı sıkılığı üzerinde olumlu etkisi olduğu söylenebilir. Çizelge 16. 0,1 µm gözenek çaplı membrandan elde edilen telemelerin penetrometre değerleri (5 s de batma derinliği x 1/10 mm), n=2 Örnek Penetrometre değerleri Kontrol teleme 26,59±4,85 Mikrofiltre teleme 19,62±3,23 Mikrofiltre+Pastörize teleme 25,55±5,54 18

21 Çizelge 17. 0,45 µm gözenek çaplı membrandan elde edilen telemelerin penetrometre değerleri (5 s de batma derinliği x 1/10 mm), n=2 Örnek Penetrometre değerleri Kontrol teleme 20,04±0,47 Mikrofiltre teleme 20,03±0,15 Mikrofiltre+Pastörize teleme 18,91±1,60 Mikrofiltrasyon yoluyla kazein misellerince zenginleştirilmiş süt peynir yapımında kullanılmaktadır. Bir çok araştırmacının (Caron et all, Saint Gelais et all, Daviau et all) yaptığı çalışmalarda bu şekilde elde edilen sütlerin daha sıkı pıhtı oluşturduğu görülmüştür (Saboya and Maubois 2000). 19

22 5. SONUÇ İki farklı gözenek çapına sahip membranların denendiği bu çalışmada araştırma bulguları değerlendirildiğinde aşağıdaki sonuçlar çıkarılmıştır: - 0,1 µm gözenek çaplı membranın peynir üretiminde kullanımıyla büyük ölçüde beklenen sonuçlar elde edilmiştir. Sütün toplam aerobik mezofilik bakteri içeriği çiğ süte göre %97,27, yağsız süte göre % 95,84 oranında azalmıştır. Benzer şekilde koliform mikroorganizma içeriğindeki azalma da yağsız süte göre % 98,36 dır. - 0,45 µm gözenek çaplı membranın peynir üretiminde kullanımında ise mikrobiyolojik yönden bu çalışma koşulları altında beklenen sonuç tam olarak elde edilememiştir. Toplam bakteri içeriğindeki azalma çiğ süte göre % 66,66 oranında koliform mikroorganizma içeriğinde ise % 91,66 oranında olmuştur. - Her iki gözenek boyutuyla elde edilen ve peynir yapımında kullanılan sütlerin kimyasal analiz sonuçları incelendiğinde, membran gözenek boyutunun ph, titrasyon asitliği ve toplam kurumadde değerleri üzerinde önemli bir etkisinin olmadığı belirlenmiştir. - Permeata geçen ve konsantratta tutulan protein içerikleri farklı gözenek çapına sahip membranlarda farklı çıkmıştır. 0,1 µm gözenek çaplı membran kullanımında permeata geçen protein oranı kurumaddenin % 16, konsantratta tutulan protein oranı kurumaddenin % 48,92 sini oluştururken, 0,45 µm gözenek çaplı membranda bu oranlar permeatta % 29,28, konsantratta % 49,8 olmuştur. - Her iki membran çeşidinde de sütlerin pıhtılaşma sürelerinin uzadığı ve pıhtı sıkılıklarının daha iyi olduğu tespit edilmiştir. 20

23 6. KAYNAKLAR Akgün, Reoloji ve penetrometrenin tanımı, peynire uygulanması. Gıda Bilimi Teknolojisi Dergisi, 11 (3-4); Anonim Peynirde Yağ Miktarı Tayini (Van-Gulik Metodu). Türk Standartları Enstitüsü, TS 3046, Ankara. Anonim Çiğ Süt Standardı. Türk Standartları Enstitüsü, TS 1018, Ankara. Anonim Pastörize Süt Standardı. Türk Standartları Enstitüsü, TS 1019, Ankara. Anonim Peynir ve İşlenmiş Peynir-Toplam Katı Madde Tayini (Referans Metod). Türk Standartları Enstitüsü, TS 5311, Ankara. Anonim Beyaz Peynir Standardı. Türk Standartları Enstitüsü, TS 591, Ankara. Aschaffenburg, R. and Drewry, J New procedure for the routine determination of the various non-casein proteins of milk. XV. International Dairy Congress, p El-Shibiny, S., Reuter, H., Klobes, H., Schmanke, E Properties and quality of mikrofiltered skimmilk. Egyptian J. Dairy Sci.,22: Fox, P.F Cheese: Chemistry, Physics and Microbiology. Elsevier Applied Science, London. Fox, P.F Developments in Dairy Chemistry. Elsevier Applied Science, 338 p., London. Gripon, J.C., Desmazaud, M.J., Le Bars, D. et Bergere, J.L Etude du role des microorganismes et des enzymes au cours de la maturation des fromages. Le Lait, 55 (548); Halkman, A. K., Ayhan, K Gıdaların mikrobiyolojik analizi 2. Mikroorganizma sayımı. Gıda Mikrobiyolojisi ve Uygulamaları. Ankara Üniversitesi Ziraat fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü Yayınları, Genişletilmiş ikinci baskı, s., Sim matbaacılıık, Ankara. Jost, R., Jelen, P Cross-flow microfiltration-an extension of membrane processing of milk and whey. Bulletin of the IDF 320, Kelly, P.M., Tuohy, J.J The effectiveness of microfiltration for the removal of microorganısms. Bulletin of the IDF 320, Kessler, H.G Engineering aspects of currently available technological processes. Bulletin of the IDF 320,

24 Koçak, C., Devrim, Bazı parametrelerin inek, koyun ve keçi sütlerinin pıhtılaşma yeteneği üzerine etkisi. Gıda 19 (6); Kosikowski, F.V., Mistry, V.V Cheese and fermented milk foods. Volume 1: Origin and Principles. Third edition, Newyork. Maubois, J.L Application of membrane techniques in the dairy industryproposals for a new IDF group of experts. Bulletin of the IDF 244, Maubois, J.L Current uses and future perspectives of MF technology in the dairy industry. Bulletin of the IDF 320, Neocleous, M., Barbano, D.M., Rudan, M.A Impact of low concentration faktor microfiltration on milk component recovery and Cheddar cheese yield. Journal of Dairy Science 85: Rowland, S.J The determination of nitrogen distribution in milk. Journal of Dairy Research, 9; Saboya, L., Maubois, J.L, Current developments of microfiltration in dairy industry. Lait 80 (2000) Şimşek, B Ankara piyasasında satılan Beyaz peynirlerin proteoliz düzeyi üzerinde bir araştırma. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans tezi, Ankara Üniversitesi, Ankara. 22