TİBİTAK BİDEB Kimya Bilim Danışmanlığı Çalıştayı (29/08/2007 09/09/2007) PROJE ADI: Farklı Kaynaklardan Elde Edilen Sütlerin Mayalanma Sürelerinin ve ph Değişimlerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi PROJE EKİBİ:Nurdan Yavuz Nuray Satıcı PROJE DANIŞMANI:Doç.Dr.Murat KÜÇÜK Doç.Dr.Cahit AKGÜL
PROJENİN ADI:Farklı Kaynaklardan Elde Edilen Sütlerin Mayalanma Sürelerinin ve Ph Değişimlerinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi PROJENİN AMACI: Farklı kaynaklardan alınan sütlerin (inek,koyun ve keçi) yoğurt oluşturmak üzere mayalanması sırasında geçen süredeki ph değişimlerinin karşılaştırılarak incelenmesi. GİRİŞ Dünyanın en yararlı içeceği süt, insanların doğumlarından itibaren aldıkları ilk besindir. İlk günlerinde annelerinin sütüyle beslenen bebeklere, daha sonraları hem anne sütü hem de hayvani sütler verilir.tablo 1 de çeşitli hayvan sütlerinin bileşenleri verilmiştir. [1] Tablo 1. Süt Kompozisyonu Analizi, 100 gram için: Bileşenler Birim İnek Keçi Koyun Bufalo Su g 87,8 88,9 83,0 81,1 Protein g 3,2 3,1 5,4 4,5 Yağ g 3,4 3,5 6,0 8,0 Karbonhidrat g 4,8 4,4 5,1 4,9 Enerji kcal 66 60 95 110 kj 275 253 396 463 Yoğurt, bileşimi yönünden süte fazla benzeyen bir süt ürünüdür.isıtılarak patojen (hastalık yapan) bakterilerden arınan sütün,termofil (ısıyı seven) karekterdeki bakterilerin yardımıyla pıhtılaştırılması sonucu elde edilir.en önemli protein kaynaklarındandır [2]. Sütün mayalanmasıyla oluşan beyaz koyu kıvamlı bir yapısı vardır.tam yağlı ve yarım yağlı olarak ayrılır.yağlı olmaları sebebiyle en iyi yoğurt koyun ve manda sütünden yapılır.sütün yoğurda dönüşmesini Türk Basili denen ve laktik asit çıkaran bir mikroorganizma sağlar. Bu mikroorganizma en iyi vücut sıcaklığında gelişir.yoğurt,sütşekerinin(laktozun),yoğurt mayasının etkisiyle kısmen laktik asit haline gelmesinden meydana gelen pıhtılaşmış sütten başka bir şey değildir.sütteki asitliğin yükselmesi sebebiyle,sütün bileşimindeki kalsiyum
kazainattan,kalsiyum ayrılarak kazein jel haline geçer yani pıhtılaşır.bu olaya,yoğurtlaşma denir.sütün asitliği süte yoğurt katılmasıyla yükseltilir. [3] Tablo 2. İnek sütünün UF ile elde edilen farklı kazein konsantrasyonlarında pıhtılaşma süreleri [4] Kazein (%) Ph Pıhtılaşma süresi (dakika) 2,8 6,60 14,1 3,7 6,60 14,5 4,9 6,58 16,0 6,8 6,55 17,6 8,2 6,55 18,9 10,2 6,53 20,0 Tablo 3.Farklı konsantrasyon faktörlerinde inek, koyun ve keçi sütlerinin bileşimi[5] Süt Bileşenleri Süt örneği Kontrol İnek 11,6 T. kurumad.,% Koyun 17,2 Keçi 12,5 İnek 3,1 Protein, % Koyun 4,7 Keçi 3,5 İnek 2,3 Kazein, % Koyun 4,5 Keçi 3,1 Yoğurt yapımında,inkübasyon sırasında starter kültürlerinin oluşturduğu asiditeninetkiyle (ph 5.2-5.3) kazeinat partiküllerinin stabilizasyonu bozulur;kalsiyum ve fosfat,kazein kompleksinden yavaş yavaş ayrılır ve çözünür(iyonize) duruma (%82 den fazla ) geçer.kazein de pıhtılaşmaya başlar. Kalsiyum-kazeinat-fosfat kompleksi + laktik asit kazein kompleksi + kalsiyum laktat + kalsiyum fosfat Destabilizasyon esnasında hidrojen iyonları protein moleküllerindeki bazik grup(-nh 2 ) tarafından tutulur.ph 4.6-4.7 de (kazeinin izoelektrik noktası) kazein bağlı tuzlarından serbest hale geçer ve moleküllerdeki (-) ve (+) yükler (-COO - ve NH 3 + ) eşit (elektrik yükü 0)
olur.moleküllerdeki yüklü gruplar normal sütteki gibi birbirlerini itemezler.tam tersine pozitf yükler yakın molekülün negatif yükleriyle bir araya gelip protein kümelerinin oluşumuna sütün pıhtılaşmasına yol açar.ph 4.6-4.7 de kazein kompleksinden ayrılarak serbest hale geçen Ca +2, çoğunlukla laktik asitle birleşerek kalsiyum laktat oluşur.sütün asiditesinin artması sırasında (ph 5.3-4.6) kazeinin stabilizasyonu bozulur.yoğurtta pıhtılaşan proteinler,kazein ve denatüre olmuş serun proteinlerinin çökeltilmiş halidir.protein çökeltisi,yağ globülleri ve çözünmüş unsurları birada tutan üç boyutlu ağ şeklindedir.bu yarı katı jele benzeyen pıhtı,mat beyaz görünümlü,düzgün yapıda ve muhallebi kıvamındadır.[6] Yoğurt yapılacak süt öncelikle kaynatır.(hastalık yapıcı faktörlerden arındırmak,fazla suyu uçurarak yoğurda daha iyi kıvam vermek,oksijeni bertaraf etmek ve hamaddeki yağı yumuşatmak için.)daha sonra süzme işlemi yapılır.süt miktarına göre ( 1lt ye silme bir yemek kaşığı yoğurt) maya 2 yemek kaşığı süt ile sulandıktan sonra sıcaklığı 40-45 o C ye inmiş olan sütün bir kenarından salınıp hafifçe çalkalanır.yoğurt kabının üzeri iyice kapatılarak sütün soğuması engellenir.sıcaklık 37 o C de uzun süre olmalıdır.5-6 saat mayalanmaya bırakılır.fakat daha uzun süre bekletilmesi durumunda yoğurdun tadı ekşir.bu nedenle süre sonunda üzeri açılıp 1-2 saat serin yerde bekletilir.kısaca genel olarakyoğurt işlem basamaklarını sıralarsak; 1-Süt seçimi, 2-Sütün ısıtılması, 3-Mayalanma, 4-Yoğurtlaşma(İnkübasyon), 5-Soğutma, 6-Ambalajlama,depolama,taşıma. Ülkemizin hayvancılık oldukça fazla olduğundan hayvansal ürünlerden olan süt ve süt ürünleri önemli bir yer tutmaktadır.ancak bu profilde en çok kullanılan inek sütüdür.koyun ve keçi sayısı oldukça fazla olmasına rağmen bunlardan elde edilen sütün,toplam üretimdeki payı oldukça düşüktür. Koyun ve keçi sütünün yılın yalnızca belli dönemlerinde bulunabilmesi ürün işlemeyi sınırlandırmaktadır. Ülkemizin süt konusunda sahip olduğu potansiyel değerlendirilebilirse, inek sütünün yanı sıra koyun ve keçi sütlerinin endüstriyel ürünlerin üretiminde kullanılmaması ve bunlardan üretilen ürünlerin dış pazarlarda yerini almaması için hiçbir engel bulunmamaktadır. Bunun yanı sıra koyun ve keçi yetiştiriciliğinin yaşam koşulları zor ve ekonomik gelişmenin sınırlı olduğu dağlık bölgelerde yapıldığı göz önüne alınırsa, bu sütlerden üretilen geleneksel ürünlerin korunması ve geliştirilmesi için yapılacak desteklerin anılan bölgelerin ekonomik düzeyini de artıracağı düşünülmektedir.
Çünkü, sadece koyun ve keçi sütlerinden yapılan ürünler inek sütü ya da inek, koyun ve keçi sütlerinin karışımından elde edilenlere göre daha değerlidir.bu araştırmada, özgün nitelikleri bilinen inek ve keçi sütleri uygun koşularda mayalandırılarak mayalanma sürecinde belli periyotlarda ph değişimleri incelenerek,bunun mayalanma,lezzet (aroma) ve görselliği nasıl etkilediği incelendi.yapılan araştırmalarda bu şekilde bir çalışmanın yapılmadığına rastlanmıştır.çalışmaların genelde yoğurtlarda kuru madde miktarları ve bunların zenginleştirilmesi,farklı tiplerde yoğurtların üretimi(çeşitli aromalar,probiyotik yoğurtlar,laktasif yoğurtlar) üzerinde yoğunlaşmıştır. YÖNTEM Başlangıçta yeterli miktarda taze inek ve keçi sütü temin edildi.her iki süt 85 o C de 25 dakika kaynatıldı.tülbent bir bez yardımıyla süzüldü.süzülen sütler soğutulup,100 ml hacimlerde alınarak 18 adet polistiren kaplara konuldu.bütün kaplar 43 o C ye ayarlanmış Nüve marka EN 500 inkibatöre yerleştirildi ve bütün kapların 43 ºC ye gelmesi sağlandı. Daha sonra her bir çeşit sütten birer kap alınarak kaplardaki ph,görsel ve lezzet tayinleri yapıldı.ph tayininde 4 ile 7 arasında kalibre edilmiş Hanna marka ph-metre kullanıldı.görsel ve lezzet testinde de laboratuarda çalışan arkadaşlar tarafından değerlendirme yapıldı. Aynı işlemler diğer kaplara bir kahve kaşığı maya konduktan 15 dak(14 numune),30 dak(3 numune) ve son numune 45 dak zaman aralıklarıyla tekrarlanıldı. SONUÇLAR ve TARTIŞMA İnek ve keçi sütleri alınarak yapılan çalışmada başlangıçta inek sütünün ph ı 6.60, keçi sütünün ph ı ise 6.28 olarak ölçülmüştür.her bir sütün sıcaklığı sabit tutularak zamana karşı ph değişimleri tablo 4 te verilmiştir. Bu verilerle ph-zaman değişimi grafiksel olarak çizilerek şekil 1 de gösterilmiştir.
Tablo 4.İnek ve keçi sütlerinin yoğurtlaşma sürecinin ph değişimine etkisi Süre ph Süre ph (dak) İnek Sütü Keçi Sütü (dak) İnek Sütü Keçi Sütü 0 6,60 6,28 135 5,30 5,30 15 6,20 6,01 150 5,43 5,46 30 5,80 5,77 165 5,37 5,21 45 5,64 4,37 180 5,24 5,28 60 5,57 5,67 195 5,11 4,87 75 5,57 5,60 225 4,96 4,51 90 5,57 5,59 255 5,09 4,64 105 5,78 5,52 285 5,06 4,41 120 5,45 5,42 330 4,65 4,18 7 6,5 İnek Sütü 6 Keçi Sütü ph 5,5 5 4,5 4 0 50 100 150 200 250 300 350 Süre (dak) Şekil 1. İnek ve keçi sütlerinin yoğurtlaşma sürecinin ph değişimine etkisi
Denekler üzerinde yapılan çalışma sonucunda inek sütünden yapılan yoğurdun daha hafif ve lezzetli,renginin hafif sarımsı ve sulu ve daha hoş kokulu olduğu söylenmiştir.keçi sütünden yapılan yoğurdun ise; ekşimsi,tuzlu,renginin yeşilimsi beyaz ve daha kıvamlı ve hoş olmayan keskin bir kokuya sahip olduğu bilgileri alınmıştır. Aletsel olarak yapılan çalışma sonucunda inek sütünün başlangıç ph ı 6.60,keçi sütünün başlangıç ph ı ise 6.28 olarak ölçülmüştür. Bu değerlerdeki değişim 180 dakika boyunca 5.2 değerine kadar benzer giderken, 180.dakikadan sonra keçi sütünün ph ında daha hızlı bir değişim olduğu görülmüştür.burada keçinin daha düşük ph a ulaşması nedeniyle mikroorganizmaların daha çabuk ve daha fazla oluşacağından dolayı, lezzetinin daha ekşi olduğu görülmüştür. Çalışmamız sırasında koyun sütünün bulunamaması,kaynatma işleminde kullanılan kapların başka işlemlerde kullanılmasından kaynaklanan kirliliğin tam giderilememesi, sütlerin elde edilmesinde aynı koşuların sağlanamamış olması,ikinci deneme sırasında keçi sütünün bozulması,inkibatörün arızalanması sebebiyle inek sütü çalışmalarının da ikincisinin tekrarlanamaması ve mayanın uygun şartlarda temin edilememesi çalışmamıza kısıtlamalar getirmiştir. Bu kısıtlalamalar giderilerek,ayrıca çalışmaya manda ve soya sütü de ilave edilerek hayvansal ve bitkisel sütlerden yoğurt oluşumunda ph değişiklikleri dikkate alınarak başka bir proje çalışmasına konu olabilecek ön koşullar sağlanır. TEŞEKKÜR Bu çalışmaya katılmamızda bizi destekleyen Kocaeli A.T.L,T.L ve E.M.Lisesi yöneticilerine,katkılarından dolayı Tübitak-Bideb e,bu çalıştayı koordine eden Doç.Dr Mehmet Ay a, proje hazırlamanın nasıl olabileceği konusunda bizlerin sürekli yanında olup,dağarcımızın zenginleştirilmesinde katkılarını esirgemeyen ve çalışmamızın her adımında yardımlarıyla yön gösteren danışmanlarımız Doç.Dr.Murat Küçük ve Doç.Dr.Cahit Akgül e,drama çalışmalarıyla bizi motive eden Uğur Değirmencioğlu ve Öğr.Görv.Ahmet Zeki Orta ya, bizleri engin tarih bilgileri donanımıyla aydınlatarak gezdiren rehberimiz Yard.Doç.Dr.Ahmet Esenkaya ya,burada bizlerle beraber yorulan diğer katımcı akademisyen hocalarımıza,çanakkale Fen Lisesi Müdür ve personeline teşekkür ederiz.
KAYNAKLAR 1-"http://tr.wikipedia.org/wiki/S%C3%BCt"'dan alındı 2-BAYHAN,M.-HANÇER,N.Besin Kimyası,Milli Eğitim Basımevi 1997 3-Karacabey Süt Ürünleri.www.karacabey yoğurt.com 4-Schmutz, M. and Puhan, Z., 1978. Rennet coagulation of ultrafiltered milk. XX. International Dairy Congress, France, p:790. 5- Espinoza, N., A. and Calvo, M.M., 1998. Effect of heat treatment and ultrafiltration process cow s, ewe s or goat s milk on its coagulation properties. Journal of Agricultural and Food Chemistry 46(4):1547-1551. 6-TEKİNŞEN,C,O.,-TEKİNŞEN,K,K.,Süt vesüt Ürünleri;Temel Bilgiler Teknoloji Kalite Kontrolü