EVDE BİYOTEKNOLOJİ Yrd. Doç. Dr. Hüseyin UYSAL ADNAN MENDERES ÜNİVERSİTESİ TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİ BÖLÜMÜ 3. DERS
Yararlı Mikroorganizmalar Gıda mikrobiyolojisinde yararlı bakteriler temel olarak gıdaların üretilmesinde kullanılan çeşitli mikroorganizmaları tanımlamaktadır. Bilindiği gibi başta yoğurt, kefir, kımız olmak üzere çeşitli süt ürünleri, boza üretiminde doğrudan mikroorganizmalardan yararlanılmaktadır. Ekmeğin mayalanması, bira ve şarap yapımı yine mikroorganizmalar aracılığı ile olmaktadır. 2
Bunlara ek olarak peynir ve tereyağı ile sucuk, turşu, zeytin vb. gıdaların yapımında mikroorganizmaların doğrudan yararı bulunmaktadır. Çok genel bir tanımlama ile gıda üretiminde kullanılan mikroorganizmalara starter kültür adı verilir. Yine basit bir tanımlama ile starter kültür (ya da sadece starter veya kültür) kontrollü koşullarda standart kalitede ürün elde etmek için gıda sanayiinde kullanılan mikroorganizmalardır. Bu tarif altında yine basit olarak yoğurt mayası, ekmek mayası, şarap mayası starter kültürdür. 3
Starter kültür, belirli bir amaca yönelik olarak kullanılır. Bazı gıdalarda işlevi asit geliştirmek iken, bazı gıdalarda aroma geliştirme esastır. Probiyotik ürünlerde olduğu gibi bazı gıdalarda temel işlev doğrudan sağlıktır. 4
Starter kültür tek ya da birden fazla mikroorganizma olabilir. Amaca göre hangi mikroorganizma ya da mikroorganizmaların starter olarak kullanılacağı değişir. Örneğin şarap gibi ürünlerde tek bir mikroorganizma kullanılırken, yoğurt, kefir gibi ürünlerde iki ya da daha fazla sayıda mikroorganizma vardır. Bununla beraber, şarap yapımında aynı mayanın (Saccharomyces cerevisiae) farklı suşları kullanılabileceği gibi amaca göre başka maya türleri de kullanılabilir. 5
Farklı mikroorganizmalar farklı substratlarda geliştiklerinde doğal olarak farklı metabolik ürünler ortaya çıkarırlar. Buna göre örneğin şarap mayası yoğurt yapılacak süte bulaşırsa yoğurtta istenmeyen tat ve kokular meydana gelir. Küflü peynir yapımında kullanılan küfler, beyaz peynire bulaşırsa beyaz peynirin tat ve kokusu küflü peynir gibi olur ancak gıda kontrolü açısından bu kez o ürünün pazarlanma olasılığı ortadan kalkar. Bu gibi nedenle her ürüne özgü starter kültür farklıdır. Bununla beraber peynir yapımında doğrudan yoğurdun kullanımı da söz konusudur. 6
Mikroorganizmalar gıda üretiminde kullanılan pek çok hammaddede doğal olarak bulunur. Örneğin üzümde şarap yapımında kullanılan mayalar vardır. Buna bağlı olarak geleneksel yöntemde olduğu gibi üzüm suyu kendi halinde bırakılırsa zaten şarap olur. 7
Burada elde edilen ürünün duyusal özellikleri tümüyle üzüm ile gelen mayaların sayısı, hangi tür ya da türler oldukları, farklı türler var ise bunların birbirlerine oranı, mayaların aktivitesi, üzümde doğal olarak bulunan diğer tür mikroorganizmaların aktivitesi gibi koşullara bağlıdır. Sonuçta duyusal özellikleri çok yüksek bir şarap elde edilebileceği gibi, tersine olarak zayıf bir şarap da elde edilebilir. 8
Süt ürünlerinden peynir ve tereyağı da bu örneğe benzemektedir. Çiğ sütte doğal olarak bulunan laktik asit bakterileri çiğ sütten yapılan peynir ve tereyağına çok yüksek duyusal özellikler kazandırabilecekleri gibi tersi de söz konusudur. 9
Bugün şarap halen büyük ölçüde geleneksel üretim yöntemi ile üretilirken, peynir üretiminde çiğ sütten geleneksel yöntemle üretim giderek azalmaktadır. Bunun en önemli nedeni toplumun sağlık ve kalite açısından bilinçlenmesidir. Buna rağmen başta peynir olmak üzere halen çiğ süt ürünlerinin tüketilmesine bağlı olarak yüksek sayıda bruselloz ve diğer hastalıklara da sıklıkla rastlanmaktadır. 10
Geleneksel yöntemle peynir yapımında basit olarak çiğ süt mayalama sıcaklığına getirilir, rennet (enzimi) ilave edilir, oluşan pıhtı kesilir, peyniraltı suyu süzülür, kuru tuzlama ya da salamurada bekletme yöntemi ile tuzlanır. Bu yöntemde çiğ sütte bulunan patojenlerin imhası sadece yine çiğ sütte bulunan laktik asit bakterilerinin oluşturdukları bakteriyosin ve diğer metabolitlere bağlıdır ve bu etki ancak belirli bir zaman süreci içinde gerçekleşir. 11
Dolayısı ile çiğ sütten yapılan peynirlerin 90 gün olgunlaştırılması yasal bir zorunluk olmakla beraber, bu kurala ekonomik nedenlerle uyulmaması nedeni ile yukarıda değinilen bruselloz gibi hastalıklar meydana gelmektedir. Pastörize süte starter kültür ilave edilerek peynir 3 4 gün içinde pazarlanabilecek olgunluğa gelmektedir. 12
Patojenlerin imhası için en etkili yöntem ısıl işlemdir. Pastörizasyon ile bu patojenler büyük ölçüde öldürülür. Ancak bu işlem sırasında peynir ve tereyağı üretimine katkıda bulunan laktik asit bakterileri de imha olur. 13
Peynir yapımında pastörize edilen süte starter kültür ilave edilmez ise asitlik gelişmeyeceği için elde edilecek peynirde kısa bir süre sonra pastörizasyon sırasında canlı kalmış sporlu bakteriler gelişerek hakim flora haline geçerler ve duyusal açıdan peynir tüketilemeyecek hale geçer. 14
Tereyağı yapımı ise peynir yapımından farklıdır. Tümüyle fiziksel bir işlem olan tereyağı üretiminde doğal olarak çiğ sütten gelen laktik asit bakterileri ya da pastörizasyon sonrası ilave edilen starter kültür ürüne sadece duyusal açıdan katkıda bulunur. Bu durumda pastörize sütten elde edilen kremaya starter kültür ilave edilmeden de tereyağı elde edilebilir. 15
Çiğ sütte peynir ve tereyağı için gerekli bakteriler bulunmakla beraber, yoğurt, kefir, kımız için gerekli mikroorganizmalar son derece az sayıdadır ya da bazıları yoktur. Dolayısı ile bu ürünlerin yapımı için dışarıdan starter kültür ilavesi zorunludur. Çiğ süte bu mikroorganizmalar katılır ise yine bu ürünler elde edilir ancak yine çiğ sütten gelen flora zamanla gelişerek ürünü bozar. 16
Dolayısı ile bu ürünlerin elde edilmesinde çiğ süte starter kültür katılması pratik olarak bir anlam taşımaz ve ister ev tipi ister endüstriyel üretimde süt pastörize edildikten sonra starter kültür ilave edilir. Benzer şekilde peynir ve tereyağı üretiminde de çiğ süte starter kültür katmanın bir anlamı yoktur. 17
Buna karşın endüstriyel ölçekli şarap ve sucuk üretiminde sırası ile üzüm suyu ve et pastörize edilmez. Starter kültür doğrudan ısıl işlem görmemiş hammaddeye ilave edilir. Şarap üretiminde doğal floranın etkisi kükürtleme ile ortadan kaldırılır, şarap mayası kükürde dirençlidir. Sucuk üretiminde ise bugün için başka bir pratik uygulama söz konusu değildir. 18
FERMENTE GIDALAR Fermente gıdaların diğer gıdalara kıyasla insan sağlığı açısından bir takım olumlu etkileri kanıtlanmıştır. Çeşitli gıdalarda fermantasyon sonucu besin değerlerinde olumlu değişmeler meydana gelmekte ve özellikle esansiyel aminoasit miktarında artış olmaktadır. 19
Bu tip gıdalar insan sağlığında dengeli beslenme açısından önem taşımaktadır. Buna ilaveten fermente süt ürünlerinin diğer bir olumlu etkisi ise laktoz intoleransı olan kişilerin süt ürünlerini tüketebilmesidir. 20
Laktik asit bakterileri tarafından üretilen fermente gıdaların koroner kalp hastalıklarının en büyük nedenlerinden biri olan kolesterol açısından olumlu bazı değişikliklere neden olduğu saptanmıştır. Ancak bu konuda fazla veri bulunmadığı için daha detaylı çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır. 21
Ayrıca laktik asit bakterilerinin bağışıklık sisteminin sitümile ettigi imminoglobulin-a ve gama interferon üretimini desteklediği bildirilmiştir. Bu durumun insan vücudunun patojenlere karşı direncini ve antitümör aktivitesini artırdığı bildirilmektedir. 22
FERMENTE SÜT ÜRÜNLERİ PEYNİR Peynir fermente süt ürünlerinin çoğunda olduğu gibi laktik asit fermantasyonu sonucu oluşan bir üründür. Peynir üretimi genellikle iki önemli aşamayı içerir: 1. İnek sütü veya peynir yapımında kullanılan diğer sütlerin laktik starter kültürle inokülasyonu birinci aşamayı oluşturmaktadır. Bu aşamada kullanılan starter kültürler tarafından laktik asit üretilir ve daha sonrada süt proteini kazein, rennin enzimi ile koagüle edilir. 23
Peynir üretiminde genellikle Streptococcus, Lactococcus, Leuconostoc ve Lactobacillus gibi laktik asit bakterilerinin değişik türleri kullanılmakla beraber, kullanılan starter kültürlerin pıhtıya uygulanan ısısal işleme göre değişiklik göstermektedir. Haşlanan pıhtılarda daha çok daha yüksek sıcaklıklara dayanıklı Streptococcus termophilus yalnız başına starter kültür olarak kullanılırken, orta derecede ısısal işleme tabi tutulan peynirlerin üretiminde S. termophilus ve Lactobacillus lactis bir arada kullanılmaktadır. 24
2. Peynir üretiminin ikinci aşamasında pıhtı süzülür, preslenir ve tuzlama işlemine tabi tutulur. Olgunlaştırılarak üretilen peynirlerde pıhtı belirli koşullar altında olgunlaşmaya terk edilir. Dünyadaki bütün peynir çeşitlerimde ilk aşama sabit, peynirler ikinci aşamada tuzlama, presleme, ısıtma, olgunlaştırma farklılıklarına göre değişiklik gösterir. Peynirlerde olgunlaşma laktik asit bakterilerinin yanı sıra diğer bazı bakteri ve küflerin metabolik aktivitesi sonucu meydana gelir. Bu mikroorganizmalar üründe karakteristik özelliklerin oluşmasını sağlayan sekonder flora olarak adlandırılır. 25
Evde Basit Peynir Yapımı (Çok farklı şekillerde yapılabilir) Malzemeler * 5 litre tam yağlı veya yarım yağlı süt (tercihen tam yağlı) * 1/2 kg süzme veya normal yoğurt * 2 yemek kaşığı tuz * Peyniri koyup suyunu süzmek için yeteri büyüklükte, tüy bırakmayan bez torba 26
Hazırlanışı Süt, kaynama sıcaklığına ulaşıncaya kadar ocakta ısıtılır. Kaynama olayının ilk başlangıcında iken, yoğurt içine ilave edilir. Yoğurt sütün içinde eriyinceye, süt ile homojenize oluncaya kadar karıştırılır. Bu esnada ısıtılmaya devam edilecektir. Bu işlem yaklaşık 5-7 dakika sürmektedir. Sütün yavaş yavaş pııhtılaşmaya başladığı görülecektir. Pıhtılaşma olayının başladığı esnada, tuz ilave edilir. Isıtmaya ve karıştırmaya devam ederken, pııhtılaşma yavaş yavaş topaklaşmaya başlayacaktır. 27
Bu süreç de yaklaşık 5 dakika sürmektedir. Bu sürecin sonunda, sütün tamamının peynire dönüştüğü, peynir topakları ile suyun ayrıştığı görülür. Bu ayrışma, su ve peynir fazlarının tamamen ayrışmasına kadar devam edecektir. Su hafif yeşilimsi bir renk alacaktır. Bu gözlemi tamamlayıp tencere ocaktan indirilir. Suyu süzülüp peynir topakları torbaya doldurulur. Torbanın ağzı sıkıca bağlanıp üzerine de temiz bir ağırlık konularak bekletilir. En az 12 saat, en iyisi de 24 saat baskı altında kalan peynir bu süre sonunda torbadan çıkarılıp isteğe göre dilimler halinde kesilir. 28
YOĞURT Yoğurt Streptococcus termophilus ve Lactobacillus bulgaricusun bire bir oranda karışık kültürüyle üretilen fermente bir süt ürünüdür. Yoğurt üretiminde söz konusu bu iki organizma birbirleri üzerinde destekleyici sinerjistik etkiye sahiptirler. Bu nedenle her iki organizma yalnız başlarına ürettikleri laktik asit ve aromaların daha fazlasını üretmektedirler. 29
Yoğurt üretiminde kullanılan bu kültürlerin fonksiyonlarını şu şekilde özetleyebiliriz; 1. Yoğurt üretiminde kullanılan bu organizmalar laktozdan laktik asit üreterek sütün PH sını 6,3-6,5 den fermantasyon sonunda 4,6 nın altına düşürmektedirler. 2. Yoğurda özgü karakteristik tat ve koku üretirler. 3. Sert bir pıhtı oluşturarak son ürüne bir stabilite ve viskozite kazandırırlar. 30
Yoğurtta kullanılan starter kültürler tarafından üretilen en önemli aroma maddesi asetaldehittir. Ancak asetaldehiti bu iki organizmadan hangisinin ürettiği kesin bir sonuç kazanmamıştır. Karakteristik tat ve aromaya sahip yoğurtta 23-41 mg/kg düzeyinde asetaldehit bulunmalıdır. Doğal yoğurt aromasının oluşumunu destekleyen diğer bir madde ise pek çok süt ürününde de starter kültürler tarafından üretilen diasetildir. Yoğurttaki miktarı yaklaşık 0.5 mg/kg dır. Bunların yanında yoğurda az miktarda asetoin, asetik, formik, kaproik, kaprilik, kaprik, bütirik, propiyonik ve izovalerik gibi asitler oluşmakta, bu maddelerde tipik yoğurt tat ve aromasını etkilemektedir. 31
TEREYAĞI, YAYIKALTI (BUTERMILK) VE EKŞİ KREMA (SOUR CREAM) Tereyağı spontan fermantasyon veya genellikle starter kültür kullanılarak kontrollü fermantasyonla olgunlaştırılmış ekşi kremadan (cultured soup cream) üretilen bir süt ürünüdür. Bu şekilde ekşi kremadan üretilen tereyağlarına kültüre edilmiş tereyağı (cultured butter) adı verilir. Olgunlaşmış veya tatlı kremadan (sweet cream) üretilen tereyağı ise sweet cream butter olarak bilinir. 32
Son zamanlarda spesifik starter kültürlerin kullanımıyla kontrollü koşullar altında tereyağı üretimi yaygınlaşmıştır. Tereyağı üretiminde sağımdan hemen sonra soğutulan sütün kreması ayrılır. Krema genellikle 30-33 yağ içerecek şekilde standardize edilir ve 73 C de 25 saniye (HTST) pastörize edilir. Daha sonra krema 16-21 C ye soğutularak %4 oranında karışık kültür inoküle edilir. 33
Genellikle tereyağı üretiminde asit üreten Lactocooccus lactis subsp. lactis ve/veya Lactococcus lactis subps. cremoris kültürleri, tat ve krema üreten türler olarak da Leuconostoc mesentteroiedes subsp. cremoris ve/ veya Leuconostoc dextranicum ve Lactococus lactis subsp. diacetilactis kullanılmaktadır. Örneğin yaz aylarında 16-18 C, kış aylarında ise 19-21 C arasında olmalıdır. 34
KEFİR VE KIMIZ Kefir; doğu Avrupa, batı Asya, güney Rusya, Türkiye ve balkanlarda üretilen bir süt ürünüdür. Kefirin geleneksel üretimi ve orijini konusunda fazla bir bilgi elimizde olmamakla beraber bu ürünün tamamen tesadüf bir şekilde bulunduğu düşünülmektedir. İlk üretilen kefirler geleneksel olarak genellikle kısrak sütünden üretilmekle beraber günümüzde inek sütünden de üretim yapılmaktadır. Kefiri diğer fermente süt ürünlerinden ayıran en önemli özellik bu üründe laktik asit ve alkol fermantasyonunun bir arada yürümesidir. 35
Kefir fermantasyonunda bir yandan laktik asit bakterileri laktik asit üretirken, diğer taraftan mayalar %0.5-1 oranında alkol ve bunun yanında karbondioksit üretmekte, üretilen bu karbondioksit de fermantasyonun ağzı kapalı bir kapta yürütülmesi durumunda ürünün köpürmesine neden olmaktadır. Bu nedenle kefir alkollü ve köpürme özelliğine sahip bir süt içkisi olarak da değerlendirilir. 36
Evde Kefir Yapımı Malzemeler 1 veya 2 çorba kaşığı Kefir tanesi (Bazı marketlerden bulunabilir) 1tane cam kapaklı kavanoz. Naylon veya paslanmaz çelik süzgeç strainer ve kaşık. Kefir koymak için geniş ağızlı bir kap 1 lt pişmiş taze süt 37
Hazırlanışı Kefir tanelerini temiz cam kavanoza koyun.[kavanozun üstüne işaret koymanız ileride kefir taneleri çoğalınca fazla miktarı belirlemeniz açısından iyi olacaktır. Koyduğunuz işareti geçen kefir tanelerini başka üretimler için ayırabilirsiniz. 38
Oda sıcaklığında taze süt ekleyin ve 24 saat bekleyin, veya süt koyulaşıncaya kadar yada beğendiğiniz kıvama gelinceye kadar bekleyin. [Kavonozu spot ışık altından ve direk gün ışığından uzak tutun mesela karanlık bir dolaba koyabilirsiniz.. Kavanozu 3/4 ünden daha fazla doldurmayın. ] 39
Kavanozu süzgeçe dökün ve kefir tanelerini süzün kavanozu temizleyerek bundan sonra tekrar kullanabilirsiniz. Kefiriniz içmeye hazır isterseniz buzdolabında uzun süre saklayabilirsiniz. Kapalı hava geçirmez bir kapta oda sıcaklığında 1 gün kadar da dayanabilir. 40
KAYNAK Külcü, E. (2002) Gıdaların Hazırlanmasında Kullanılan Mikroorganizmalar ve Kullanım Alanları. 41
Ev Ödevi Elma Sirkesi Yapımı Gerekli Malzemeler: 1 lt içme suyu 2 elmanın kalın soyulmuş kabuğu 1 lt lik kapaklı kavanoz 1 çay kaşığı şeker 1 çay kaşığı tuz 42
Elma Sirkesi Yapımı Yapılışı: Elma kabukları kalın bir şekilde soyulur (İnce soyulmuş kabukların parçalanma ihtimali vardır). 1 lt lik kavanoza konulur. Üzerine 1 lt su ilave ve 1 çay kaşığı şeker ve 1 çay kaşığı tuz ilave edilir. Kavanozun kapağı hava almayacak şekilde sıkıca kapatılır ve bir güzel çalkalanır. Oda sıcaklığında ve karanlık bir ortamda 10 gün bekletilir. Kavanoz ara ara çalkalanır. Bazen açılıp kontrol edilebilir. 10 gün sonra sirke hazırdır. Süzülerek kullanılabilir. 43