ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ Oya Berkay KARACA MİKROBİYEL KAYNAKLI PROTEOLİTİK VE LİPOLİTİK ENZİM KULLANIMININ BEYAZ PEYNİRLERİN ÖZELLİKLERİ VE OLGUNLAŞMALARI ÜZERİNE ETKİLERİ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2007

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MİKROBİYEL KAYNAKLI PROTEOLİTİK VE LİPOLİTİK ENZİM KULLANIMININ BEYAZ PEYNİRLERİN ÖZELLİKLERİ VE OLGUNLAŞMALARI ÜZERİNE ETKİLERİ Oya Berkay KARACA DOKTORA TEZİ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu Tez / / 2007 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği İle Kabul Edilmiştir. İmza:... İmza:... İmza:... Prof. Dr. Mehmet GÜVEN Prof. Dr. Celalettin KOÇAK Prof. Dr. Nuray ŞAHAN DANIŞMAN ÜYE ÜYE İmza:... İmza:... Prof. Dr. H. Barbaros ÖZER Prof. Dr. Osman TORUN ÜYE ÜYE Bu tez Enstitümüz Gıda Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No: Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ Enstitü Müdürü İmza ve Mühür Bu Çalışma Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: FBE2002D. 124 Not: Bu Tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirilerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ DOKTORA TEZİ MİKROBİYEL KAYNAKLI PROTEOLİTİK VE LİPOLİTİK ENZİM KULLANIMININ BEYAZ PEYNİRLERİN ÖZELLİKLERİ VE OLGUNLAŞMALARI ÜZERİNE ETKİLERİ Oya Berkay KARACA ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman: Yıl: Jüri: Prof. Dr. Mehmet GÜVEN 2007 Sayfa: 174 Prof. Dr. Mehmet GÜVEN Prof. Dr. Celalettin KOÇAK Prof. Dr. Nuray ŞAHAN Prof. Dr. H. Barbaros ÖZER Prof. Dr. Osman TORUN Bu çalışmada, 90 gün süreyle olgunlaştırılan Beyaz peynirlerin lipoliz ve proteoliz özellikleri üzerine peynir sütüne farklı oranlarda proteolitik (Neutrase, Bacillus subtilis kaynaklı, 0.20 ve 0.40 g/100 L) ve lipolitik (Piccantase A, Mucor miehei kaynaklı, 0.05 ve 0.10 g/100 L) enzim ilavesinin etkileri incelenmiştir. Farklı enzim kullanımı peynirlerin ph, titrasyon asitliği, kurumaddede yağ, proteoz-pepton azotu oranlarını etkilemezken kurumadde, tuz, protein, suda çözünen azot, % 12 TCA da çözünen azot, % 5 PTA da çözünen azot, kazein azotu oranlarını, pıhtı sertliği değerini, toplam serbest yağ ve amino asit miktarlarını ve duyusal özellikleri etkilemiştir. Peynirlerin urea-page elektroforez örneklerinde farklılıklar olduğu ve olgunlaşma süresince en yüksek β- kazein ve α s1 kazein parçalanmasının proteaz enzimi ilaveli peynirlerde gerçekleştiği belirlenmiştir. RP-HPLC peptid profili sonuçlarının PCA grafikleri ve HCA dendrogramları, enzim farklılığının ve olgunlaşma süresinin peynirlerin RP-HPLC peptid profilleri üzerine önemli etkileri bulunduğunu ve peynirlerin peptid profillerinin olgunlaşma süresince arttığını göstermiştir. Peynirlerin serbest yağ asiti kompozisyonları araşidik asit hariç farklı bulunmuş ve en fazla palmitik, oleik, miristik ve stearik asitler saptanmıştır. Mineral madde miktarları olgunlaşma süresince genelde azalmış, enzim uygulamasının bu değerler üzerine etkisi magnezyum ve mangan hariç önemli bulunmuştur. Peynirlerin tüm duyusal özellikleri olgunlaşma süresince azalmış ve panelistlerce en az beğenilen peynirler yüksek oranda proteaz ve lipaz enzimi ilave edilen peynirler olmuştur. Olgunlaşma süresince peynirlerin titrasyon asitliği, kurumadde, kurumaddede yağ, suda çözünen azot, % 12 TCA da çözünen azot, % 5 PTA da çözünen azot, proteoz pepton azotu oranları, pıhtı sertliği değeri, toplam serbest yağ ve amino asit miktarları artarken, ph, tuz, kazein azotu, β- ve α s1 kazein oranları, mineral madde miktarları ve duyusal özelliklerine verilen puanlar azalmıştır. Anahtar Kelimeler: Beyaz peynir, lipaz, proteaz, peptid, serbest yağ asitleri I

4 ABSTRACT PhD THESIS EFFECTS OF USING PROTEOLYTIC AND LIPOLYTIC ENZYME FROM MICROBIOLOJICAL SOURCES ON RIPENING AND PROPERTIES OF WHITE CHEESE Oya Berkay KARACA DEPARTMENT OF FOOD ENGINEERING INSTITUTE OF NATUREL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Supervisor: Year: Jury: Prof. Dr. Mehmet GÜVEN 2007 Pages: 174 Prof. Dr. Mehmet GÜVEN Prof. Dr. Celalettin KOÇAK Prof. Dr. Nuray ŞAHAN Prof. Dr. H. Barbaros ÖZER Prof. Dr. Osman TORUN In this study, the effects of addition of lipolytic (Piccantase A, derived from Mucor miehei, 0.05 and 0.10 g/100 L) or proteolytic enzymes (Neutrase, derived from Bacillus subtilis, 0.20 and 0.40 g/100 L) to cheese milk at the different levels, on lipolytic and proteolytic properties of White cheese ripened for 90 days was investigated. Using of different enzymes in the manufacture of White cheese did not influence the ph, titratable acidity, fat-in-dry matter, proteose-peptone nitrogen, while the values for dry matter, salt-indry matter, protein, water soluble % nitrogen, % 12 TCA soluble nitrogen, % 5 PTA soluble nitrogen, casein nitrogen, total free fatty and amino acids, hardness values and sensory properties were significantly influenced. It was determined that urea-page electrophoreses of cheeses were different; β- and α s1- casein were hydrolyzed at the highest level in the cheeses produced by adding protease. The PCA plots or HCA dendrograms of RP-HPLC peptide profile results indicated that the use of different enzymes and ripening period significantly influenced RP-HPLC peptide concentration and they were increased during ripening. Free fatty acid levels of the cheeses were different -except arachidic acid,- the highest level of free fatty acids were detected in palmitic, oleic, myristic and stearic acids. Mineral levels of cheeses decreased during ripening period, effect of enzyme application on these properties were found to be significant except magnesium and manganese levels. During ripening period sensory properties of cheeses decreased and the cheeses added with the highest level of protease and lipase enzymes received the lowest sensory scores by all panel members. During ripening, titratable acidity, dry matter, fat in dry matter, water soluble nitrogen, % 12 TCA soluble nitrogen, % 5 PTA soluble nitrogen, proteose-peptone nitrogen, total free fatty and amino acids, hardness values increased, ph value, salt in dry matter, casein nitrogen, β- ve α s1 casein, mineral and sensory properties decreased. Key Words: White cheese, lipase, protease, peptide, free fatty acids II

5 TEŞEKKÜR Doktora çalışmam sırasında yol gösteren ve desteğini esirgemeyen danışman hocam sayın Prof. Dr. Mehmet GÜVEN e, İrlanda Cork Üniversitesi nden Dr. Paul L. H. McSweeney e, Tez İzleme Komitesi üyeleri Prof. Dr. Celalettin KOÇAK ve Prof. Dr. Nuray ŞAHAN a teşekkürlerimi bir borç bilirim. İrlanda Cork Üniversitesi nde yürütülen elektroforez, peptid ve serbest yağ asitleri kompozisyonu analizlerinde bize yardımcı olan Vivek UPADHYAY, Orla FRANCES ve Ciara BRICKLEY e, Türkiye de yapılan elektroforez analizlerinin dansitometrik sonuçlarının elde edilmesine yardımcı olan Çukurova Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı ndan Doç. Dr. Abdullah TULİ ye, peynirler ile ekstraktların dondurularak kurutulmasına olanak sağlayan Ortadoğu Teknik Üniversitesi Gıda Mühendisliği Bölümü nden Prof. Dr. Faruk BOZOĞLU na teşekkür ederim. Peynir üretimi sırasında yardımlarını gördüğüm Gıda Yüksek Mühendisleri Ali KAÇAR, Yıldız MAYADALI, Ceren CADUN, İbrahim B. SAYDAM ve Arş. Gör. Kurban YAŞAR a, Süt İşletmesi çalışanlarına, bilgi ve deneyimlerimden yararlandığım Ertuğrul KARLI ya, istatistik analizlerde yardımcı olan Arş. Gör. Adnan BOZDOĞAN a teşekkür ederim. Ayrıca, tez çalışmasını maddi olarak destekleyen Çukurova Üniversitesi Rektörlüğü ne, bilgi ve deneyimlerini benimle paylaşan tüm bölüm hocalarıma, araştırma görevlisi arkadaşlarıma ve çalışmalarım sırasında gösterdikleri sabır, anlayış ve manevi destekleri için sevgili anneme, babama, kayınvalidem ve kayınpederime, ağabeyim Bülent e, canım eşim Hakkı ve biricik oğlum Berke ye teşekkürlerimi sunarım. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ... I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER... IV ÇİZELGELER DİZİNİ... VIII ŞEKİLLER DİZİNİ... XIII SİMGELER ve KISALTMALAR... XVI 1. GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Proteolitik Enzimler ile İlgili Çalışmalar Lipolitik Enzimler ile İlgili Çalışmalar Proteolitik ve Lipolitik Enzim Kullanımı ve Karışımları ile İlgili Çalışmalar MATERYAL VE METOD Materyal Süt Starter Kültür Pıhtılaştırıcı Enzim Peynirlerin Olgunlaşmasını Hızlandırmak İçin Kullanılan Enzimler Kalsiyum Klorür (CaCl 2 ) Tuz (NaCl) Ambalaj Materyali Metod Ön Denemelerle Enzim Oranlarının Belirlenmesi Beyaz Peynir Üretimi Uygulanan Analiz Yöntemleri IV

7 SAYFA Çiğ Süt ve Peyniraltı Suyunda Yapılan Analizler, Peynir Randımanı ve Maya Miktarı Tayini (1). Titrasyon Asitliği Tayini (2). ph Değeri Tayini (3). Kurumadde Oranı Tayini (4). Yağ ve Yağsız Kurumadde Oranları Tayini (5). Protein Oranı Tayini (6). Laktoz Oranı Tayini (7). Peynir Randımanı ve Protein-Yağ Kaybı Oranları (8). Maya Miktarı Tayini Peynir Analizleri (1). Titrasyon Asitliği Tayini (2). ph Değeri Tayini (3). Kurumadde Oranı Tayini (4). Yağ ve Kurumaddede Yağ Oranları Tayini (5). Toplam Azot Oranı Tayini (6). Protein ve Kurumaddede Protein Oranları Tayini (7). Tuz ve Kurumaddede Tuz Oranları Tayini (8). Pıhtı Sertliği Değeri (9). Toplam Serbest Yağ Asitleri Tayini (10). Suda Çözünen Azot Oranı Tayini ve Olgunlaşma Derecesi (11). % 12 Trikloroasetik Asitte (TCA) Çözünen Azot Oranı Tayini V

8 SAYFA (12). % 5 Fosfotungustik Asitte (PTA) Çözünen Azot Oranı Tayini (13). Kazein Azotu Oranı Tayini (14). Proteoz-Pepton Azotu Oranı Tayini (15). Toplam Serbest Amino Asit Miktarı Tayini (16). Peynirlerin ve ph 4.6 da Çözünmeyen Fraksiyonların Üre-Poliakrilamid Jel Elektroforez (üre-page) Analizleri (17). ph 4.6 da Çözünen Fraksiyonların Ters-Faz Yüksek Performans Sıvı Kromatografisi Analizi (RP-HPLC) (18). GC-FID ile Serbest Yağ Asitleri Analizi (19). Atomik Absorbsiyon Spektrometre ile Mineral Madde Analizi Duyusal Analizler İstatistiksel Analizler ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Çiğ Süt ve Peyniraltı Sularının Bileşim Özellikleri, Peynir Randımanı ile Peyniraltı Sularındaki Protein ve Yağ Kayıpları Beyaz Peynirlerin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri ph Değerleri Titrasyon Asitliği Kurumadde Oranları Yağ ve Kurumaddede Yağ Oranları Protein ve Kurumadede Protein Oranları Tuz ve Kurumaddede Tuz Oranları Pıhtı Sertliği Değerleri.. 68 VI

9 SAYFA 4.3. Beyaz Peynirlerde Meydana Gelen Proteoliz Azot Fraksiyonları Toplam Azot Oranları Suda Çözünen Azot Oranları % 12 Trikloroasetik Asitte Çözünen Azot (TCA) Oranları % 5 Fosfotungustik Asitte Çözünen Azot (PTA) Oranları Kazein Azotu Oranları Proteoz-Pepton Azotu Oranları Toplam Serbest Aminoasit Miktarları Peynirlerde Üre-Poliakrilamid Jel. Elektroforez (üre-page) ile Belirlenen Proteoliz Ters-Faz Yüksek Performans Sıvı Kromatografisi (RP- HPLC) ile Belirlenen Proteoliz: Peptid Profilleri Beyaz Peynirlerde Meydana Gelen Lipoliz Toplam Serbest Yağ Asitleri (TFFA) Miktarları Beyaz Peynirlerin Serbest Yağ Asiti Kompozisyonu Beyaz Peynirlerin Mineral Madde Miktarları Beyaz Peynirlerin Major Mineral Madde Miktarları Beyaz Peynirlerin Minör Mineral Madde Miktarları Beyaz Peynirlerin Duyusal Özellikleri Renk ve Görünüş Kitle ve Yapı Koku Tat Toplam Puan SONUÇLAR ve ÖNERİLER KAYNAKLAR VII

10 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 3.1. Beyaz Peynirlerin Duyusal Değerlendirme Formu Çizelge 4.1. Çiğ İnek Sütü ve Beyaz Peynirlere Ait Peyniraltı Sularının Bileşim Özellikleri Çizelge 4.2. Beyaz Peynirlere Ait Randıman Oranları Çizelge 4.3. Beyaz Peynirlere Ait Peyniraltı Sularındaki Protein ve Yağ Kaybı Oranları Çizelge 4.4. Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan ph Değerleri Çizelge 4.5. Beyaz Peynirlerin ph Değerlerine Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge 4.6. Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Titrasyon Asitliği Değerleri Çizelge 4.7. Beyaz Peynirlerin Titrasyon Asitliği Değerlerine Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge 4.8. Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Kurumadde Oranları Çizelge 4.9. Beyaz Peynirlerin Kurumadde Oranlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Yağ ve Kurumadedede Yağ Oranları Çizelge Beyaz Peynirlerin Yağ ve Kurumaddede Yağ Oranlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Protein ve Kurumaddede Protein Oranları Çizelge Beyaz Peynirlerin Protein ve Kurumaddede Protein Oranlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları.. 65 Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Tuz ve Kurumaddede Tuz Oranları VIII

11 SAYFA Çizelge Beyaz Peynirlerin Tuz ve Kurumaddede Tuz Oranlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Pıhtı Sertliği Değerleri 68 Çizelge Beyaz Peynirlerin Pıhtı Sertliği Değerlerine Ait Varyans Analizi Sonuçları 70 Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Toplam Azot Oranları. 71 Çizelge Beyaz Peynirlerin Toplam Azot Oranlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Suda Çözünen Azot ve Suda Çözünen % Azot Oranları Çizelge Beyaz Peynirlerin Suda Çözünen Azot ve Suda Çözünen % Azot Oranlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan % 12 TCA da Çözünen Azot ve % 12 TCA da Çözünen % Azot Oranları.. 77 Çizelge Beyaz Peynirlerin % 12 TCA da Çözünen Azot ve % 12 TCA da Çözünen % Azot Oranlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan PTA da Çözünen Azot ve PTA da Çözünen % Azot Oranları.. 80 Çizelge Beyaz Peynirlerin % 5 PTA da Çözünen Azot ve % 5 PTA da Çözünen % Azot Oranlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları 82 Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Kazein Azotu ve Kazein % Azotu Oranları Çizelge Beyaz Peynirlerin Kazein Azotu ve Kazein % Azotu Oranlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Proteoz- Pepton Azotu ve Proteoz-Pepton % Azotu Oranları IX

12 SAYFA Çizelge Beyaz Peynirlerin Proteoz-Pepton Azotu ve Proteoz-Pepton % Azotu Oranlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları. 86 Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Toplam Serbest Amino Asit Miktarları Çizelge Beyaz Peynirlerin Toplam Serbest Amino Asit Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Kalıntı β- Kazein ve α s1 -Kazein Oranları Çizelge Beyaz Peynirlerin Kalıntı β-kazein ve α s1 -Kazein Oranlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları.. 94 Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Toplam Serbest Yağ Asitleri Miktarları (% Oleik Asit). 102 Çizelge Beyaz Peynirlerin Toplam Serbest Yağ Asitleri Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlere Ait Serbest Yağ Asitleri Miktarları (mg/100g) Çizelge Beyaz Peynirlerin Bütirik Asit Değerlerine Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerin Kaproik Asit Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerin Kaprilik Asit Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerin Kaprik Asit Değerlerine Ait Varyans Analizi Sonuçları 111 Çizelge Beyaz Peynirlerin Laurik Asit Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları 112 Çizelge Beyaz Peynirlerin Miristik Asit Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerin Palmitik Asit Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları X

13 SAYFA Çizelge Beyaz Peynirlerin Stearik Asit Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları 116 Çizelge Beyaz Peynirlerin Oleik Asit Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları 117 Çizelge Beyaz Peynirlerin Linoleik Asit Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerin Linolenik Asit Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerin Araşidik Asit Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Major Mineral Madde Miktarları (mg/100g) Çizelge Beyaz Peynirlerin Ca Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerin P Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerin Na Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerin K Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerin Mg Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları 124 Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Minör Mineral Madde Miktarları (mg/100g) Çizelge Beyaz Peynirlerin Zn Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerin Fe Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerin Cu Miktarlarına Ait Varyans Analizi Sonuçları XI

14 SAYFA Çizelge Beyaz Peynirlerin Mn Değerlerine Ait Varyans Analizi Sonuçları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Renk ve Görünüş Puanları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Kitle ve Yapı Puanları. 132 Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Koku Puanları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Tat Puanları Çizelge Beyaz Peynirlerde Olgunlaşma Süresince Saptanan Toplam Puanlar XII

15 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 3.1. Beyaz peynir üretim şeması. 31 Şekil 4.1. Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan ph değerleri 56 Şekil 4.2. Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan titrasyon asitliği değerleri 57 Şekil 4.3. Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan kurumadde oranları.. 60 Şekil 4.4. Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan yağ ve kurumaddede yağ oranları Şekil 4.5. Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan protein ve kurumaddede protein oranları.. 64 Şekil 4.6. Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan tuz ve kurumaddede tuz oranları. 67 Şekil 4.7. Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan pıhtı sertliği değerleri 69 Şekil 4.8. Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan toplam azot oranları.. 71 Şekil 4.9. Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan suda çözünen azot ve suda çözünen % azot oranları 73 Şekil Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan % 12 TCA da çözünen azot ve % 12 TCA da çözünen % azot oranları. 78 Şekil Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan % 5 PTA da çözünen azot ve % 5 PTA da çözünen % azot oranları. 81 Şekil Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan kazein azotu ve kazein % azotu oranları.. 83 Şekil Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan proteozpepton azotu ve proteoz-pepton % azotu oranları 85 XIII

16 SAYFA Şekil Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan toplam serbest amino asit miktarları Şekil Beyaz peynirlerin olgunlaşma süresince belirlenen elektroforetogramları (K: Na-Kazeinat, 1: 1. gün, 15: 15. gün, 30: 30.gün, 60: 60.gün, 90: 90. gün) 91 Şekil Beyaz peynirlerin ph 4.6 da çözünmeyen fraksiyonlarının üre-page elektroforetogramları (Std: Na-Kazeinat).. 93 Şekil Beyaz peynirlerin ph 4.6 da çözünen fraksiyonlarının olgunlaşmanın 30. ve 90. günlerindeki peptid profilleri.. 97 Şekil Olgunlaşmanın 30. ve 90. günlerinde Beyaz peynirlerin ph 4.6 da çözünen fraksiyonlarının RP-HPLC peptid profilleri Şekil Beyaz peynirlerin ph 4.6 da çözünen fraksiyonlarının RP- HPLC peptid analizlerinin PCA grafiği Şekil Beyaz peynirlerin ph 4.6 da çözünen fraksiyonlarının RP- HPLC peptid analizlerinin aşamalı kümeleme analizi (Hierarchical Cluster Analysis) Şekil Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan toplam serbest yağ asiti değerleri. 103 Şekil Beyaz peynirlerde olgunlaşmanın 30. ve 90. gününde belirlenen serbest yağ asidi (C 4:0 -C 20:0 ) değerleri. 105 Şekil Beyaz Peynirlerde olgunlaşmanın 30. gününde saptanan major mineral madde miktarları Şekil Beyaz Peynirlerde olgunlaşmanın 90. gününde saptanan major mineral madde miktarları Şekil Beyaz Peynirlerde olgunlaşmanın 30. gününde saptanan minör mineral madde miktarları Şekil Beyaz Peynirlerde olgunlaşmanın 90. gününde saptanan minör mineral madde miktarları Şekil Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan renk ve görünüş puanları XIV

17 SAYFA Şekil Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan kitle ve yapı puanları. 133 Şekil Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan koku puanları. 134 Şekil Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan tat puanları. 136 Şekil Beyaz peynirlerde olgunlaşma süresince saptanan toplam puanlar XV

18 SİMGELER ve KISALTMALAR ABS : Absorbans AOAC : American Organization of Analytical Chemists Cd-Ninhidrin : Cadmium Ninhidrin FAA : Free Amino Acid (Serbest Amino Asit) FFA : Free Fatty Acid (Serbest Yağ Asiti) g : Gravity (Bağıl Santrifüj Kuvveti) GC-FID :Gas Chromatography-Flame İonization Detector (Gaz Kromatografisi-Alev İyonizasyon Dedektörü) HCA : Hierarchical Cluster Analysis (Kümeleme Analizi) K : Kontrol peyniri KO : Kareler Ortalaması IDF : International Dairy Federation (Uluslarası Sütçülük Federasyonu) L1 : 0.20 g/100 l Oranında Lipaz Enzimi İlave Edilen Peynir L2 : 0.40 g/100 l Oranında Lipaz Enzimi İlave Edilen Peynir P1 : 0.05 g/100 l Oranında Proteaz Enzimi İlave Edilen Peynir P2 : 0.10 g/100 l Oranında Proteaz Enzimi İlave Edilen Peynir PC : Principal Component (Temel Bileşen) PCA : Principal Component Analysis (Temel Bileşen Analizi) PPA : Proteoz-pepton Azotu PTA : Fosfotungustik Asit RP-HPLC : Reversed-Phase High Performance Liquid Chromatography (Ters Faz Yüksek Performans Sıvı Kromatografisi) SÇA : Suda Çözünen Azot SD : Serbestlik Derecesi SSA : Sulfosalisilikasit azotu TCA : Trikloroasetik Asit TSE : Türk Standartları Enstitüsü Üre-PAGE : Üre-Poliakrilamid Jel Elektroforez XVI

19 1. GİRİŞ Oya Berkay KARACA 1.GİRİŞ İnsan yaşamındaki öneminden dolayı, süt üretimi ve ürünlere işlenmesi gıda endüstrisinde önemli bir yere sahiptir. Bu ürünlerden biri olan peynir; sütün ısıtılması, starter kültür ilave edilmesi, proteolitik enzimlerle pıhtılaştırılması, pıhtının süzülerek peyniraltı suyundan ayrılması, telemenin tuzlanarak ve baskılanarak şekillendirilmesi ile elde edilen, taze veya olgunlaşmış halde tüketilen besleyici bir süt ürünüdür (Yetişmeyen ve Yıldız, 2001) yılları için öngörülen % 9.8 lik büyüme tahminiyle peynirin dünya çapındaki satış değerinin tüm süt ürünlerinin % 30 u olacağı düşünülmektedir (Farkye, 2004). Ülkemiz süt üretiminin 2003 yılında 10 milyon tonun üzerinde gerçekleştiği bildirilmektedir. Üretilen sütün yaklaşık olarak % 40 ı yani 4-5 milyon tonu peynire işlenmektedir yılında üretilen peynirin tonunu Beyaz peynir oluştururken, 2000 yılında bu artarak tona ulaşmıştır. Türkiye de kişi başına yıllık peynir tüketimi ise bölgeler itibariyle değişiklik göstermesine rağmen 7 kg ile 10 kg arasında değişmektedir (DPT, 2001; Anon., 2006). Peynir, tarihi binlerce yıl öncesine dayanan ve süt ürünleri içerisinde en geniş çeşitliliğe sahip olan bir üründür. Uygun koşullarda üretilen ve depolanan süt ürünlerinin büyük bir kısmı depolama süresince önemli bir değişime uğramazken, peynir biyolojik olarak oldukça dinamik bir yapı göstermekte ve zamana bağlı olarak yapı, bileşim, mikrobiyolojik ve tekstürel özelliklerinde değişimler meydana gelmektedir (Atasoy ve ark., 2003). Her peynir çeşidinin kendine özgü renk, koku, tat, yapı, gözenek, kabuk gibi özelliklerinin oluşmasında kullanılan hammadde, uygulanan teknik ve olgunlaşma süreci önemli rol oynamaktadır (Öztek, 1991). Peynir olgunlaşması; taze peynirlerin çeşidine özgü tat, koku ve yapı kazanabilmesi için farklı koşul ve sürelerde bekletilmeleriyle gerçekleştirilen ve fiziksel, mikrobiyolojik ve enzimatik etkileşimlerle ortaya çıkan karmaşık biyokimyasal olayların toplamı olarak tanımlanmaktadır (Üçüncü, 2002). Kendine özgü kalite özelliklerine sahip bir peynir eldesi için, olgunlaşma sırasında biyokimyasal olayların uygun şekilde gerçekleşmesi gereklidir (Öztürk, 1993). Olgunlaşma sırasında peynirde meydana gelen biyokimyasal değişiklikler birincil 1

20 1. GİRİŞ Oya Berkay KARACA (lipoliz, proteoliz, laktoz, laktat ve sitrat metabolizması) ve ikincil reaksiyonlar (amino asit ve serbest yağ asitlerinin metabolizması) olarak gruplandırılabilmektedir. Olgunlaşmanın ilk evrelerinde kalıntı laktoz hızla laktata metabolize olurken, peynirdeki lipolizde çeşitli kaynaklardan elde edilen lipazlarla katalize edilmektedir. Proteoliz, peynir olgunlaşması sırasında meydana gelen en kompleks biyokimyasal olaydır (McSweeney, 2004). Laktoz fermantasyonunun kontrolünün zor olması nedeniyle peynir yapımının bu aşaması için başarılı ticari sistemler geliştirilememiştir. Olgunlaşmanın hızlandırılması araştırmalarının çoğunluğu yağ ve protein metabolizması üzerinedir. Proteinlerin peptid ve amino asitlere, yağın da serbest yağ asitleri, lakton ve ketonlara parçalanmalarını içeren ikincil biyokimyasal reaksiyonlar kısmen de olsa kontrol altına alınabilmektedir (Law ve Goodenough, 1995). Peynir olgunlaşması yavaş, pahalı ve tamamıyla kontrol edilemeyen bir işlemdir (Fox, 1989). Peynirlerin olgunlaştırma amacıyla belirli bir süre depolanması, yüksek miktarda işletme sermayesinin yanı sıra depolama masraflarını, faiz yükünü ve firelerin toplam maliyetteki payını da oldukça yükseltmektedir. Olgunlaştırma periyodunun kısaltılması, olgunlaştırma odalarının kullanım kapasitelerinin yükselmesini, peynir üretiminin artmasını, maliyetlerin aşağıya çekilmesini ve işletme sermayesi yönünden üreticilerin sıkıntılarının önemli ölçüde giderilmesini sağlayabilecektir (Castaneda ve ark., 1990; Lee ve ark., 1990; El- Soda ve ark., 1991; Koçak, 1991; Scolari ve ark., 1993; Folkertsma ve ark., 1996; Varnam ve Sutherland, 1996; Aydemir, 1988, 2000). Bu nedenlerle, depolama süresinin kısaltılması yani başka bir deyişle olgunlaşmanın hızlandırılması konusundaki çalışmalar son yıllarda ivme kazanmıştır. Olgunlaşma süresinin kısaltılması ile büyük ekonomik avantajlar sağlanabilecektir. Bununla birlikte, bu uygulamanın peynirin kalitesinde olumsuz bir etki yapmaması esas amaç olarak kabul edilmeli ve olgunlaşmanın hızlandırılması için yöntem seçerken, aşağıdaki hususlar göz önüne alınmalıdır: 1-Olgunlaşma sonunda her peynirin tipik kalite karakteristikleri elde edilmeli, 2-Olgunlaşma tamamlandıktan sonra muhafaza süresince herhangi bir sorun yaratmamalı, 2

21 1. GİRİŞ Oya Berkay KARACA 3-İşletmelerde kolayca uygulanabilir olmalı, 4-Fazla mali bir yük getirmemeli, ekonomik olmalı, 5-Sağlığa zararlı olmamalıdır (Öztürk, 1993). Peynirlerde olgunlaşmayı hızlandırmak amacıyla, olgunlaşma sıcaklığının yükseltilmesi, enzim ilavesi, starter kullanımında modifikasyonlar (zayıflatılmış kültürler), peynir çeşidine spesifik kültürlerle birlikte yardımcı kültürlerin kullanılması, genetik modifiye kültürler, yüksek basınç uygulamaları ve sulu sistemlerden yararlanma üzerinde en çok durulan yöntemlerdir. Bunlar içerisinde de süte veya pıhtıya enzim ilavesi en çok ilgiyi gören yöntemdir (Exterkate ve ark., 1987; Hayashi ve ark., 1990; Wallace ve Fox, 1997; Law, 2001; Güven ve Karaca, 2003). Olgunlaştırma sıcaklığının yükseltilmesi yöntemi oldukça az sayıdaki peynir çeşidine uygulanabiliyorken, diğer yöntemler yasal (genetik modifiye starterler) ve teknik problemler içerebilmekte (bazı peptidaz ve proteinazların kullanımı sonucu aşırı olgunlaşma problemi) veya çok pahalı (plazmin, zayıflatılmış starter kültür ve serbest amino asitlerin kullanımı) olabilmektedirler (Fox ve ark., 1996; Corsetti ve ark., 1998). Son yıllarda, peynirlerde istenilen yapı ve aromanın daha yoğun ve kısa sürede oluşabilmesi için, çeşitli mikroorganizmalardan elde edilen ham hücre ekstrakları veya bunlardan izole edilen saf enzimler, doğrudan süte veya telemeye ya da mikroenkapsülasyon ve lipozom tuzakları gibi yöntemlerle peynire işlenecek süte ilave edilmeye başlanmıştır (Çağlar ve Çakmakçı, 1998b). Peynirlerin hızlı olgunlaştırılmasında, ticari lipaz ve proteaz enzimleri ayrı ayrı veya kombinasyonlar halinde başarı ile kullanılmaktadır (Fernandez-Garcia ve ark., 1994a,b; McSweeney ve Sousa, 2000). Olgunlaşma sırasında proteoliz önemli yer tutmaktadır (Fox, 1989; Fox ve ark., 1993, Fox ve ark., 1994; Fox ve McSweeney, 1996; McSweeney ve ark., 2006). Proteoliz; serbest amino asitleri amin, asit, tiol ve tioesterlere katabolize ederek dolaylı, aroma bileşiklerini oluşturarak da direkt olarak peynir olgunlaşmasına katkıda bulunmaktadır. Proteoliz pıhtıdaki kazein matriksinin hidrolizasyonuna bağlı olarak olgunlaşma sırasında peynir tekstürünün zayıflamasına ve amonyak oluşumu nedeniyle de ph da değişikliğe neden olmaktadır (Kilcawley ve ark., 1998; Fox, 2003). Olgunlaşma sırasında proteolizi katalizleyen proteinaz ve peptidazlar; peyniri 3

22 1. GİRİŞ Oya Berkay KARACA pıhtılaştırmak için kullanılan rennet, süt proteazları (plazmin ve asit proteaz), starter ve starter olmayan laktik asit bakterileri, sekonder starterlerden kaynaklanan enzimler ve son zamanlarda hızlı olgunlaştırma amacıyla farklı kaynaklardan elde edilerek dışarıdan katılan mikrobiyel enzimler olmak üzere altı farklı kaynaktan gelmektedirler. Proteolizde, kazeinler doğal süt proteazı olan plazmin ve pıhtıda kalan pıhtılaştırıcı enzimler tarafından büyük ve orta molekül ağırlığına sahip peptidlere hidrolize edilirler. Bu polipeptidler peynir ortamında bulunan starter ve starter olmayan veya ikincil starterlerin peptidaz ve proteinazları tarafından daha küçük peptidlere, küçük peptidlerde mikrobiyal peptidazlar tarafından serbest amino asitlere hidrolize olmaktadırlar (Fox ve McSweeney, 1996; Sousa ve ark., 2001; Farkye, 2004; McSweeney, 2004; Rehman ve ark., 2001). Proteolitik parçalanma ürünleri arzu edilen ve edilmeyen olgun peynir aromasının önemli bileşenleridir (Visser, 1977; Moskowitz ve Noelck, 1987). Mikrobiyel proteazlar peynir tadının gelişmesinde önemli rol oynamakta ve proteolizde artışa neden olmaktadırlar (El- Abboudi ve ark., 1991). Ancak mikrobiyel proteazların yüksek oranlarda kullanımı aynı zamanda peynirlerde acılaşmaya da neden olabilmekte (El-Soda, 1986), bu durum proteazların özellikle β-kazein üzerine etkisi sonucu oluşan acı peptidlerden kaynaklanmaktadır (Nasr ve ark., 1991; Visser, 1993; Brandsma ve ark., 1994; Kim ve ark., 1994b). Peynirlerin olgunlaşması aşamasında değişik kaynaklı lipazların (daha çok mikrobiyel kaynaklı) etkisiyle belirli düzeylerde lipoliz meydana gelmekte ve serbest yağ asitleri oluşmaktadır. Serbest yağ asitleri direkt olarak peynir aromasına katkıda bulundukları gibi metil ketonlar, ikincil alkoller, alifatik ve aromatik esterlerin oluşumu ile sonuçlanan birçok tip reaksiyonda öncü olarak da rol almaktadırlar (Kheadr ve ark., 2002). Peynirlerde bulunan serbest uçucu yağ asitleri içeriği ile tat ve aroma arasında yakın bir ilişki olup, asetik, bütirik, kaproik, kaprilik ve kaprik asitler peynir aromasını etkileyen en önemli serbest yağ asitleridir (Koçak ve ark., 1994). Mikrobiyel lipaz uygulamalarının peynirde aroma ve yapı kusurlarına neden olmaksızın lipolizi hızlandırmak amacı ile kullanılabileceği birçok araştırıcı tarafından belirtilmiştir (Aydemir ve ark., 2000; Bennett ve ark., 2000; Kheadr ve ark., 2000a,b). Bununla birlikte, yüksek oranlarda lipaz enzimi ilave edilen 4

23 1. GİRİŞ Oya Berkay KARACA peynirlerde, olgunlaşmanın sonuna doğru ransit aroma gelişimine rastlanılabilmektedir (El-soda ve Pandian, 1990; Trepanier ve ark., 1991). Bu nedenle, bir peynir çeşidi için olgunlaşmayı hızlandırma yöntemi belirlenirken, çok sayıda ön denemenin yapılması ve yöntemin avantaj ve dezavantajlarının ortaya koyulması gerekmektedir (Koçak, 1991). Tat ve aroma bileşenleri, tüketici tercihini belirlemede etkin olan peynir kalitesinin en önemli kriterleridir (Bosset ve ark., 1993). Bu nedenle, peynirlerin tat ve aroma gelişimini hızlandırmak amacıyla mikrobiyel kaynaklı enzim kullanımının etkileri üzerine de farklı araştırmalar yapılmıştır (El-Shibiny ve ark., 1978; Lin ve Jeon, 1987; Jarmul ve ark., 1995; Koçak ve ark., 1995a,b). Ülkemiz peynirleri üzerine mikrobiyel kaynaklı lipolitik ve proteolitik enzim kullanılarak olgunlaşmanın hızlandırılması konusunda oldukça sınırlı sayıda çalışma yapılmıştır (Bitlis, 1992; Avşar, 1993; Gün, 1993; Öztürk, 1993; Koçak ve ark., 1995b; Tunçtürk, 1996; Çağlar ve Çakmakçı, 1998a,b; Dinkçi, 1999; Karaca, 2000; Özcan, 2000; Yılmaz ve ark., 2005). Beyaz peynir üretiminde mikrobiyel kaynaklı proteolitik ve lipolitik enzim kullanımını içeren ve serbest yağ asitleri ve peptid profillerinin de belirlenerek incelendiği derinlemesine çalışılmış bir araştırmaya rastlanılmamıştır. Bu araştırmada, mikrobiyel kaynaklı proteolitik ve lipolitik enzimlerin ayrı ayrı ve farklı oranlarda kullanımının, Beyaz peynirlerin özellikleri üzerine etkileri ve bu özelliklerin olgunlaşma süresindeki değişiminin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, miktarları ön denemelerle belirlenmiş olan 2 farklı oranda Bacillus subtilis kaynaklı nötral proteaz (Neutrase) ve 2 farklı oranda Mucor miehei kaynaklı fungal esteraz lipaz (Piccantase A) enzim ilavesi yapılarak ve ayrıca kontrol olarak da mikrobiyel enzim ilave edilmeden Beyaz peynirler üretilmiş ve 3 ay süre ile olgunlaştırılmıştır. Üç tekerrürlü olarak yürütülen bu çalışmada olgunlaşmanın farklı dönemlerinde Beyaz peynirlerin fiziksel, kimyasal ve duyusal özelliklerinin yanısıra mineral madde miktarları, yağ asitleri kompozisyonu, elektroforetik (urea- PAGE) özellikleri ve RP-HPLC ile peptid dağılımı saptanmış ve bu özellikler üzerine enzimlerin ve olgunlaşma süresinin etkileri belirlenmeye çalışılmıştır. 5

24 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Oya Berkay KARACA 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 2.1. Proteolitik Enzimler ile İlgili Çalışmalar Law ve Wigmore (1982), Cheddar peynirinde olgunlaşmayı hızlandırmak için Aspergillus oryzae den elde edilen asit proteaz, Bacillus licheniformis den elde edilen alkali proteaz, Streptomyces griseus dan elde edilen peptidaz aktivitesine sahip Pronase ve Bacillus subtilis kaynaklı nötral proteaz olan Neutrase enzimlerini farklı oranlarda kullanmışlardır. En yüksek trikloroasetik asit (TCA) ve sulfosalisilik asit azotu (SSA) oranlarına asit proteaz ilaveli peynirin sahip olduğunu, bunu Neutrase ilaveli peynirin takip ettiğini ve enzim düzeyi arttıkça peynirlerin bu azot içeriklerinin de doğrusal olarak arttığını saptamışlardır. Asit ve alkali proteazlar ile Pronase enzimlerinin peynirde aşırı acılıkla birlikte orta düzeyde bir proteoliz gösterdiğini bildirmişlerdir. Neutrase enziminin ise yüksek oranlarda kullanımının peynirde acılığa neden olduğu, buna karşın belli düzeyin altında kullanıldığında ise aroma kusuru olmaksızın Cheddar peynirinin aroma yoğunluğunu önemli düzeyde arttırdığını belirlemişlerdir. Law ve Wigmore (1983), Cheddar peynirinde olgunlaşmayı hızlandırmak için streptokok starterlerinden elde edilen hücre içi enzimlerini (CFE) ve Bacillus subtilis ten elde edilen ticari adı Neutrase olan proteolitik enzimi kullanmışlardır. CFE içeren peynirlerde, sulfosalisilikasit azotu (SSA) oranının, protein olmayan azotlu maddeye oranla daha fazla olduğunu, Neutrase ve CFE karışımını içeren peynirlerin ise protein olmayan azotlu madde oranının daha yüksek olduğunu saptamışlardır. Neutrase uygulamasının, peynirlerdeki izolösin miktarını arttırdığını, depolamanın ikinci ayında tek başına Neutrase veya CFE ilave edilmiş peynirlerde kontrol peynirine kıyasla tipik Cheddar aromasının daha kuvvetli olduğunu belirlemişlerdir. Neutrase ve CFE yi birlikte içeren peynirlerin, bunların tek başına uygulamalarına kıyasla daha yoğun aromaya sahip olduğunu belirtmişlerdir. Ridha ve ark. (1984), Cheddar peynirine Bacillus subtilis kaynaklı Neutrase enzimi ilavesinde peynir yapısının bozulduğunu, zayıf bir yapı ile acı bir tadın geliştiğini belirtmişlerdir. 6

25 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Oya Berkay KARACA Frey ve ark. (1986), pıhtıya 500 mg/kg arpa özü, 20 mg/kg Neutrase ve bu ikisinin karışımının ilavesiyle üretilen Cheddar peynirlerinde; Neutrase + arpa özü ve tek başına Neutrase ilavesiyle yapılan peynirlerin, enzim ilave edilmemiş veya sadece arpa özü kullanılarak yapılanlara oranla daha yüksek aroma düzeyine sahip olduklarını belirlemişlerdir. Ardö ve Pettersson (1988), peynir sütüne Bacillus subtilis ten elde edilen Neutrase enzimini ve L. helveticus kültürünü ilave ettikleri peynirlerde olgunlaşmanın hızlandığını ve kazeini hidrolize eden Neutrase ın peynire daha yumuşak bir yapı kazandırdığını saptamışlardır. Laktobasil ilavesinin kazeinin hidrolizini hızlandırmadığını fakat peynirdeki amino asit azotu miktarını arttıran peptitlerin yıkımını hızlandırdığını ve peynir aromasını da kuvvetlendirdiğini belirlemişlerdir. Yüksek oranda Neutrase ilavesinin peynirlerde acı tada neden olduğunu da bildirmişlerdir. Ezzat (1990), Ras peyniri üzerine yaptığı çalışmada, olgunlaşmanın hızlandırılması için Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Propionibacterium freudenreichii ve Brevibacterium linens kaynaklı hücre içi enzim ekstraklarını ve ticari bir proteinaz enzimi olan Neutrase ı kullanmışlardır. Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus kaynaklı ekstrakt ile üretilen peynirlerde serbest yağ asitlerindeki artış önemli bulunmuş, kontrol ve diğer peynirler arasında protein parçalanması bakımından küçük farklılıklar saptanmıştır. Depolamadan sonra, Neutrase ın hem tek başına (80 mg/kg) hem de diğer ekstraklarla kombine kullanımının çok kuvvetli tipik Ras peyniri aroması oluşturduğu, olgunlaşma süresi sonunda her iki uygulamanın da acılığa neden olduğu belirlenmiştir. Fernandez-Garcia ve ark. (1990), Manchego peynirinin olgunlaşmasında nötral proteaz enziminin etkisini inceledikleri çalışmalarında, koyun ve inek sütüne (% , ve ) ve pıhtısına (% ve ) farklı oranlarda Neutrase enzimi ilave etmişlerdir. Elektroforetik analizlerde, inek sütü kazeininde hidrolizin daha fazla olduğu, özellikle de maksimum seviyede enzim içeren peynirde olgunlaşmanın ikinci haftasından sonra β-kazein bandının kaybolduğunu belirtmişlerdir. Duyusal değerlendirme sonucunda, inek sütünden üretilen 7

26 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Oya Berkay KARACA peynirlerde koyun sütünden üretilenlere oranla çok daha belirgin acı tadın oluştuğunu ifade etmişlerdir. Hayashi ve ark. (1990) tarafından yapılan çalışmada, Cheddar peynirinin olgunlaştırılmasının hızlandırılması amacıyla Neutrase 1-5S tek başına, Brevibacterium linens ten elde edilen hücre dışı aminopeptidaz ve Lactococcus lactis subsp.lactis kaynaklı enzim ekstraktı ile birlikte karışım şeklinde kullanılmıştır. Brevibacterium linens ten elde edilen aminopeptidazın, Cheddar peynirinin olgunlaştırılmasının hızlandırılması üzerine, proteinaz ve peptidazların etkisini arttırıcı rol oynadığını saptamışlardır. Duyusal analizler sonucunda, en iyi sonucu Neutrase enziminin tek başına kullanıldığı peynirden daha çok, bu enzimin aminopeptidazla birlikte kullanıldığı peynirin aldığını, Cheddar peynirinin olgunlaştırma süresinin Neutrase ve aminopeptidazın birlikte kullanılmasıyla, 4-6 aydan 2 aya düşürülebileceğini belirlemişlerdir. Peynir pıhtısına tuzlama aşamasında ilave edilen Neutrase ın kazeinin peptitlere hidrolizinden, peptidazın ise orta büyüklükteki peptitlerin amino asitlere hidrolizinden sorumlu olduklarını, acı tada neden olan peptitlerin ise Neutrase tarafından kazeinin parçalanmasıyla oluştuklarını ifade etmişlerdir. Nasr ve ark. (1991), inek ve keçi sütü karışımından yapılan Edam peynirlerinde, pıhtıya 0.5, 1.0 ve 2.0 g/kg düzeyinde asit fungal proteaz (Formase 200) ilave etmişler, Formase 200 ilave edilen peynirlerde titrasyon asitliği, toplam uçucu yağ asitleri, çözünür azot/toplam azot oranı değerlerinin daha yüksek olduğunu ve aromanın kontrol örneğine kıyasla daha hızlı geliştiğini belirlemişlerdir. Aynı zamanda, 1.0 ve 2.0 g/kg oranında Formase 200 kullanıldığında yalnızca 2 ay olgunlaştırılarak iyi kalitede Edam peyniri üretilebileceğini belirtmişlerdir. Pastörize koyun sütünden üretilen, Manchego peynirlerinin kimyasal, reolojik ve duyusal özellikleri üzerine Bacillus subtilis ten elde edilen iki nötral proteinaz preparatının (Neutrase L ve Novozym 257) etkilerinin incelendiği araştırmada; süte 3 farklı oranda proteinaz ilave edilmiştir. α s1 -kazein parçalanmasının proteinaz düzeyinden etkilenmediği, kalan β-kazein miktarının da, en yüksek oranda proteinaz içeren peynirlerde daha düşük olduğu, αs1- ve β-kazeinlerde en fazla parçalanmanın Neutrase L enzimi içeren peynirde olduğu saptanmıştır. Neutrase L veya Novozym 8

27 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Oya Berkay KARACA proteinaz enzimi ilavesiyle peynirlerdeki SÇA oluşumunun, protein olmayan azotlu madde veya fosfotungustik asitte çözünen azot oluşumuna göre daha fazla etkilendiği belirtilmiştir. Neutrase L ilaveli peynirlerde yapının daha kolay parçalanabilir ve daha az elastik olduğu, peynir aromasının Neutrase L tarafından etkilenmediği fakat Novozym proteinazı tarafından az da olsa olumsuz etkilendiği görülmüştür (Nunez ve ark., 1991). Cheddar peynirinin hızlı olgunlaştırılması üzerine Lactobacillus casei-l2a kültürü ve Neutrase enzimi kullanımının etkilerinin incelendiği çalışmada; peynir ph sının kültür ve enzim ilavesiyle düştüğü, peynirlerin kırılganlık özelliğinin, özellikle Neutrase ilavesiyle arttığı ve kullanılan Neutrase miktarının 1.0 x 10 5 AU/g dan daha yüksek olmaması gerektiği, daha yüksek konsantrasyonlarının (2 ve AU/g) ise peynir aromasında istenilmeyen acılığa neden olduğu belirlenmiştir (Trepanier ve ark., 1992a,b). Zaki ve Salem (1992), Edam peynirinin olgunlaşması üzerine üç çeşit (Neutrase, filizlenmiş arpa ekstraktı ve dondurarak şoklanmış L. helveticus hücreleri) proteolitik enzimin etkisini araştırdıkları çalışmalarında, Neutrase enziminin acı tatla birlikte proteinde çok hızlı bir parçalanma meydana getirdiğini, diğer iki proteolitik kaynağın ise herhangi bir kusur oluşturmaksızın peynire mükemmel bir aroma kazandırdığını belirtmişlerdir. Serbest yağ asitleri miktarının filizlenmiş arpa ekstraktı kullanıldığında yükseldiğini ifade etmişlerdir. Scolari ve ark. (1993), Taleggio peynirinde olgunlaşmayı hızlandırmak için L. helveticus dan elde edilen enkapsüle proteolitik enzim ile enkapsüle ve serbest haldeki Neutrase enzimlerini kullandıkları çalışmalarında, Neutrase ilave edilen peynirlerde yüksek ve orta moleküler ağırlıklı peptitlerin varlığına paralel olarak kuvvetli acılık kusuru ile birlikte çok hızlı bir proteolizin gerçekleştiğini, bunun yanısıra L. helveticus proteazı ilave edilen peynirlerde ise düşük oranda proteoliz meydana gelmesine karşın son ürün aromasının diğer enzim uygulanan peynirlerden önce geliştiğini belirlemişlerdir. Gouda peynirinin hızlı olgunlaştırılmasının peynirin bileşimi üzerine etkilerinin incelendiği bir araştırmada, Aspergillus oryzae kaynaklı asit proteinaz (Corolase PS) ile nötral proteazlar (Rhozyme P-41 ve Corolase PN) ilavesi pıhtıya, 9

28 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Oya Berkay KARACA L. helveticus kültürü ilavesi ise starter kültür ilavesiyle birlikte gerçekleştirilmiş ve bir kısım peynirde ultrafiltrasyon (UF) tekniği kullanılarak üretilmiştir. Gouda peynirlerinin yağ ve nem içeriklerinin fungal proteaz ve kültür kullanımıyla değişmediği, bu uygulamaların olgunlaşma süresince ph üzerine de etkisinin olmadığı saptanmıştır. Olgunlaşma sırasında protein olmayan azotlu madde ve PTA (fosfotungustik asit) da çözünen azot miktarındaki artışın ilave edilen enzim miktarıyla orantılı olduğu saptanmıştır. Gouda peynirine ilave edilen L. helveticus kültürünün de olgunlaşma süresince protein olmayan azotlu madde ve PTA da çözünen azot miktarlarını arttırdığını bulmuşlardır. Corolase PN içeren peynirlerin protein olmayan azotlu madde miktarında kontrole oranla büyük bir artış meydana geldiği, 12 haftalık olgunlaştırma süresi sonunda fungal proteaz ilave edilen peynirlerde acılık olduğu belirlenmiştir (Kim ve ark., 1994a,b). Gomez ve ark. (1997), süte Neutrase ilavesinin Hispanico peynirindeki hem hidrofobik hem de hidrofilik peptid miktarlarını arttırdığını belirtmişlerdir. Hidrofobik peptid miktarları olgunlaşma süresince değişmediğini, hidrofilik peptidlerin ise önemli düzeyde arttığını saptamışlardır. Neutrase ilavesinin belirgin acılığa neden olduğunu, peynirlerin aroma kalitesini zayıflattığını ve hidrofobik peptid düzeyinin pastörize sütten yapılan yarı sert peynirde acılık kusurunun güvenilir bir göstergesi olduğunu bildirmişlerdir. Mohedano ve ark. (1998), Manchego peynirinin olgunlaşması üzerine Micrococcus spp.inia 528 den elde edilen sistein proteinazının etkisini araştırdıkları çalışmalarında, α s -kazein oranının 30. günden itibaren, β-kazein oranının ise 15 günden itibaren enzim ilaveli peynirlerde kontrole göre daha düşük, PTA da çözünen azot ile hidrofobik ve hidrofilik peptid oranlarının ise 15. günden itibaren daha yüksek olduğunu belirtmişlerdir. Enzim ilave edilen peynirlerin aroma yoğunluğunun 15. günden itibaren arttığını, kontrol ve deneme peynirlerinin acılık puanları arasında fark bulunmadığını saptamışlardır. Picon ve ark. (1995), lipozomda immobilize edilmiş Bacillus subtilis kaynaklı nötral proteazın Manchego peynirinin olgunlaşması üzerine etkilerini inceledikleri çalışmalarında, proteaz ilavesinin peyniraltı suyu bileşimi üzerine etkisinin olmadığını, proteaz ilaveli peynirlerin SÇA, TCA ve PTA oranlarının kontrol 10

29 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Oya Berkay KARACA peynirinden önemli düzeyde yüksek olduğunu ve olgunlaşma süresince arttığını belirtmişlerdir. Üretimden 24 saat sonrasında, α s1 - ve β-kazein parçalanmasının enzim ilaveli peynirlerde çok yüksek oranda olduğunu, bu hidrolizin olgunlaşma boyunca devam ettiğini saptamışlardır. Peynirdeki hidrofilik ve hidrofobik peptid miktarlarının enzim ilavesi ve olgunlaşma süresinden önemli düzeyde etkilendiğini, olgunlaşma süresince bu değerlerde meydana gelen artışın enzim ilaveli peynirlerde kontrole kıyasla daha yüksek oranda gerçekleştiğini saptamışlardır. Picon ve ark. (1997), Bacillus subtilis kaynaklı nötral proteazın Manchego peynirinin olgunlaşması üzerine etkilerini inceledikleri çalışmalarında, nötral proteaz ilaveli peynirlerin TCA da çözünen azot ve PTA da çözünen azot miktarlarının kontrol peynirinden yüksek olduğunu, enzim ilavesinin α s1 - ve β-kazeinlerin hidrolizinin hızlanmasında çok etkili olduğunu belirtmişlerdir. Ayrıca proteaz enzimi ilavesinin peynirlerin aroma yoğunluğunu azalttığını bulmuşlardır. Madsen ve Qvist (1998), Mozzarella peynirinin eriyebilirliği üzerine 4 farklı proteolitik enzimin (Neutrase, tripsin, Bacillus licheniformis ve Fusarium oxysporum proteazları) etkilerini inceledikleri çalışmalarında, Neutrase ilaveli peynirlerin kuvvetli proteolitik aktivite gösterdiğini ve % 12 TCA da çözünen azot oranlarının kontrolde dahil diğer peynirlerden daha yüksek olduğunu belirtmişlerdir. Hızlı kazein parçalanması sonucu peynirlerin eriyebilirliklerini arttırdığını belirledikleri Neutrase enziminin acılığa neden olması nedeniyle yerine daha az aktif olan Bacillus licheniformis proteazını önermişlerdir. 5 haftalık olgunlaşma süresi sonunda, Neutrase ilaveli Mozzarella peynirlerinin α s1 - ve β-kazein miktarlarının çok az olduğunu saptamışlardır. Izco ve ark. (2000b), Ossau-Iraty peynirinin serbest amino asit miktarları üzerine farklı oranlarda proteolitik enzim karışımı (Prozyme 6 + Peptidase R) ilavesinin etkilerini araştırdıkları çalışmalarında, proteolitik enzim ilavesinin serbest amino asitlerden serin, glisin, arginin ve prolin miktarlarında azalmaya neden olurken, taurin, tirozin ve valin üzerine etkisi olmadığını belirtmişlerdir. Ayrıca enzim ilavesinin peynirlerde kırılganlıkta artış ve elastikiyette azalma gibi tekstür kusurları ile tatta acılığa neden olduğunu ifade etmişlerdir. 11

30 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Oya Berkay KARACA Raksakulthai ve ark. (2002), iki ticari enzim (Neutrase ve Flavourzyme) ile mürekkepbalığı pankreasından elde edilen bir aminopeptidazın Cheddar peynirinin olgunlaşmasının hızlandırılması üzerine etkilerini inceledikleri çalışmalarında, Neutrase içeren peynirin TCA da çözünen azot içeriğinin olgunlaşmanın 1. ayında kontrolle benzerlik gösterdiğini, daha sonraki aylarda ise kontrolden oldukça yüksek değerler aldığını bulmuşlardır. Flavourzyme ve Neutrase içeren peynirlerde proteolizin daha fazla olduğunu, PTA da çözünen azot oranlarının ise olgunlaşma süresinin sonunda peynirlerin tümünde arttığını, en yüksek PTA da çözünen azot oranına aminopeptidaz içeren enzimin sahip olduğunu bunu Flavourzyme ve Neutrase ın takip ettiğini belirtmişlerdir. Neutrase içeren peynirlerin peptid miktarlarının kontrolden yüksek, Flavourzyme ve aminopeptidaz enzimi içeren peynirlerinkinden düşük olduğunu belirlemişlerdir Lipolitik Enzimler ile İlgili Çalışmalar Harper (1957), İtalyan peynirlerinin yapımında kullanılan farklı tipteki lipazların trigliseritleri farklı oranda hidrolize ettiğini belirlemiştir. Pankreatik lipaz, 12 C lu ve daha yüksek karbonlu yağ asitlerini hidrolize ederken, Aspergillus niger den elde edilen lipazın ise daha düşük karbonlu yağ asitlerini hidrolize ettiğini ve süt lipazının ise hem yüksek hem de düşük karbonlu yağ asitlerini hidrolize ettiğini belirlemiştir. Jolly ve Kosikowski (1973), Blue peyniri üretiminde mikrobiyel lipaz enziminin kullanımını araştırdıkları çalışmalarında, mikrobiyel lipaz ilaveli peynirlerde kontrol peynirine kıyasla toplam karbonil, metil keton ve uçucu yağ asitleri miktarlarının fazla olduğunu belirlemişlerdir. Mikrobiyel (Aspergillus orjinli) ve hayvansal lipazların Blue peynirinin tat ve aroma oluşumu üzerine etkilerini araştıran Jolly ve Kosikowski (1975), mikrobiyel lipaz ilaveli peynirlerdeki aroma gelişiminin daha hızlı ve uçucu yağ asitleri miktarlarının kontrol ve hayvansal lipaz ilaveli peynirlerden daha fazla olduğunu belirtmişlerdir. 12