ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ PASTÖRİZASYON SICAKLIKLARININ VE EKZOPOLİSAKKARİT ÜRETEN KÜLTÜR KULLANIMININ AZ YAĞLI KAŞAR PEYNİRİNİN BAZI NİTELİKLERİNE ETKİLERİ Ebru KARADEMİR ŞANLI SÜT TEKNOLOJİSİ ANABİLİM DALI ANKARA 2006 Her hakkı saklıdır
ÖZET Doktora Tezi PASTÖRİZASYON SICAKLIKLARININ VE EKZOPOLİSAKKARİT ÜRETEN KÜLTÜR KULLANIMININ AZ YAĞLI KAŞAR PEYNİRİNİN NİTELİKLERİNE ETKİLERİ Ebru KARADEMİR ŞANLI Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Süt Teknolojisi Anabilim Dalı Danışman: Prof.Dr. Asuman GÜRSEL Bu çalışmada, süte uygulanan farklı pastörizasyon sıcaklıklarının ve farklı oranlarda ekzopolisakkarit (EPS) üreten kültür kullanımının az yağlı Kaşar peyniri örneklerinin bazı nitelikleri üzerine etkileri iki aşamalı olarak incelenmiştir. Bu amaçla, peynir kurumaddesinde % 20 oranında yağ bulunacak şekilde standardize edilen sütlere birinci aşamada, 63 C de 30 dakika ve 74 C de 1 dakika ısıl işlem uygulanarak peynir üretimi gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada, birinci aşama sonuçlarının ışığı altında, 63 C de 30 dakika süreyle pastörize edilen sütten, farklı oranlarda (%0.5-1.0) EPS + kültür ilavesi ile peynir örnekleri üretilmiştir. Ayrıca bu aşamada kontrol örneği olarak kullanılmak üzere tam yağlı Kaşar peyniri de üretilmiştir. Tüm örnekler 4±1 C de 90 gün süreyle depolamanın 1, 15, 30, 60 ve 90. günlerinde analize alınmıştır. Kaşar peyniri örneklerinde; toplam kurumadde, yağ, titrasyon asitliği, ph, tuz, toplam ve suda çözünen azot, olgunlaşma indeksi ve asit değeri tayinleri yapılmış, reolojik özellikler penetrometre ve Tekstür Profil Analizörü yardımıyla saptanmış, mikrostrüktür elektron mikroskobu ile (SEM) ile görüntülenmiştir. Peynir örnekleri ayrıca duyusal nitelikleri yönünden değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, uygulanan farklı ısıl işlem normlarının Kaşar peynirlerinin kimyasal nitelikleri üzerine etkisinin önemli olmadığını (p>0.05) göstermiştir. Ancak, bu uygulamanın peynir örneklerinin duyusal nitelikleri üzerinde önemli bir etkisinin olduğu ve düşük sıcaklıkta pastörize edilen sütten üretilen örneğin yapı ve tat açısından daha fazla beğenildiği gözlenmiştir. Sözkonusu durum, ısıl işlem derecesindeki artışla birlikte denatüre serum proteinleri oranının artması ve buna bağlı olarak pıhtıda daha fazla su tutulmasının sonucunda acımsı tadın daha belirgin olmasından kaynaklanmaktadır. Farklı oranlarda EPS + kültür kullanımı, örneklerin yalnızca toplam kurumadde içerikleri üzerinde önemli (p<0.05) bir etki yaratmış, titrasyon asitliği, ph, tuz, toplam azot, suda çözünen azot ve asit değerleri üzerindeki etkisi önemsiz (p>0.05) bulunmuştur. Diğer yandan, aynı sıcaklıkta pastörize edilen sütten üretilen EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örnekleri birbirleri ile kıyaslandığında; ph, toplam azot, olgunlaşma indeksi değerleri bakımından aralarındaki farklılığın önemsiz (p>0.05), toplam kurumadde, titrasyon asitliği, tuz, suda çözünen azot ve asit değeri bakımından saptanan farklılığın ise önemli (p<0.05) olduğu tespit edilmiştir. 2006, 107 sayfa Anahtar Kelimeler: Az yağlı Kaşar peyniri, Pastörizasyon sıcaklığı, Ekzopolisakkarit üreten starter kültür
ABSTRACT Ph.D. Thesis EFFECT OF PASTEURIZATION TEMPERATURES AND OF USING EXOPOLYSACCHARIDE-PRODUCING CULTURE ON SOME PROPERTIES OF LOW-FAT KASAR CHEESE Ebru KARADEMİR ŞANLI Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Dairy Technology Department Supervisor: Prof. Dr. Asuman GÜRSEL In this study, the effect of milk pasteurization temperatures and of using an exopolysaccharide-producing (EPS + ) culture on some properties of low-fat Kaşar cheese were investigated as two consequtive steps. At the first step, cheese samples with 20 % fat in-dry matter were manufactured from milk pasteurized at 63 C for 30 min or 74 C for 1 min. At the second step, based on the results from the first step, experimental cheeses were manufactured from milk pasteurized at 63 C for 30 min by the addition of different levels of EPS + starter culture ranging from 0.5% to 1.0%. Full-fat Kaşar cheese was also manufactured at this step to be used for the control sample. All the samples were stored at 4±1 C for 90 days and analyzed on days 1, 15, 30, 60 and 90. In the experimental cheeses, analysis for total solids, fat, titratable acidity, ph, salt, total and soluble nitrogen, ripening index and acid degree value were carried out. Rheological properties of the samples were determined by using penetrometer and the Texture Profile Analyzer. Microstructure of the cheeses was microphotographed by Scanning Electron Microscope. Sensory properties were also evaluated. Pasteurization temperatures had no significant effect on gross composition of the low-fat cheese samples, but significantly affected the sensory properties, and the sample from milk pasteurized at 63 C for 30 min gave better results with respect to body and taste characteristics than the cheese from milk pasteurized at 74 C for 1 min. This could be due to a bitter taste pronounced more because of an increase in a ratio of denatured whey proteins with increasing temperature of pasteurization resulting in an increased amount of water entrapped in a protein matrix. Using EPS + starter culture created a significant effect on total solids content of the low-fat cheeses, but had no significant effect on titratable acidity, ph, salt, total and soluble nitrogen and acid degree value. On the other hand, it was revealed from the comparison that there was a significant difference in total solids, titratable acidity, salt, soluble nitrogen and acid degree value between the samples from milk pasteurized at the same temperature containing EPS - producing and nonproducing starter cultures, from the first and the second steps, respectively. 2006, 107 pages Key Words: Low-fat Kaşar cheese, Pasteurization temperatures, Exopolysaccharide-producing starter culture.
TEŞEKKÜR Bana araştırma olanağı sağlayan, çalışmamın her safhasında bilgi ve tecrübelerinden yararlandığım ve önerileri ile beni yönlendiren danışman hocam Sayın Prof. Dr. Asuman GÜRSEL e (Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi), tez izleme komitesinde yer alan çok değerli hocalarım Sayın Prof. Dr. Celalettin KOÇAK a (Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi), Doç. Dr. Yaşar Kemal ERDEM e (Hacettepe Üniversitesi Gıda Mühendisliği), ve Arş.Gör.Tuba ÇETİN, Filiz YILDIZ a, ayrıca çalışmam boyunca gerek manevi destekleriyle gerekse gösterdikleri ilgi ve anlayışla her zaman yanımda yer alan sevgili aileme (A.DAVUT, AYLA, ENDER ve NEŞE KARADEMİR) ve sevgili eşim Sunay ŞANLI ya ve tezimin son dönemlerinde varlığıyla beni çok mutlu eden ve motivasyonumu arttıran biricik kızım Naz ŞANLI ya teşekkürlerimi sunarım. Ebru KARADEMİR ŞANLI Ankara, Nisan 2006
İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... iii TEŞEKKÜR... v SİMGELER DİZİNİ... ix ŞEKİLLER DİZİNİ... X ÇİZELGELER DİZİNİ... Xii 1 GİRİŞ... 1 2 KAYNAK ÖZETLERİ... 4 2.1 Yağın Yapı ve Tekstüre Etkisi... 4 2.2 Yağın Peynirin Tat ve Aromasına Etkisi... 5 3 MATERYAL VE YÖNTEM... 14 3.1 Materyal... 14 3.1.1 Çiğ süt... 14 3.1.2 Starter kültür... 14 3.1.3 Peynir mayası... 14 3.1.4 Kalsiyum klorür (CaCl 2 )... 15 3.1.5 Tuz (NaCl) 15 3.1.6 Ambalaj materyali... 15 3.2 Yöntem 15 3.2.1 Peynir örneklerinin üretimi 15 3.2.1.1.Farklı pastörizasyon sıcaklığı uygulanarak az yağlı Kaşar peyniri üretimi... 16 3.2.1.2 Farklı kültür oranları kullanılarak az yağlı Kaşar peyniri üretimi... 16 3.2.2 Örneklerin alımı ve analize hazırlama. 17 3.2.2.1 Sütten örnek alımı ve analize hazırlama... 17 3.2.2.2 Peyniraltı suyu ve haşlama suyundan örnek alımı ve analize hazırlama... 17 3.2.2.3 Kaşar peynirinden örnek alımı ve analize hazırlama... 18 3.2.3 Uygulanan analizler... 18
3.2.3.1 Hammadde süte uygulanan analizler... 18 3.2.3.2 Peynir örneklerine uygulanan analizler... 19 4 ARAŞTIRMA BULGULARI ve TARTIŞMA... 23 4.1 Farklı Pastörizasyon Sıcaklıklarının Az Yağlı Kaşar Peynirinin Bazı Nitelikleri Üzerine Etkisi İle İlgili Araştırma Bulguları... 23 4.1.1 Hammadde sütün nitelikleri.. 23 4.1.2 Peyniraltı suyu ve haşlama suyunun nitelikleri... 23 4.1.3 Peynir örneklerinin nitelikleri.. 24 4.1.3.1 Toplam kurumadde. 24 4.1.3.2 Yağ ve kurumaddede yağ 27 4.1.3.3 Titrasyon asitliği. 29 4.1.3.4 ph. 31 4.1.3.5 Tuz ve kurumaddede tuz. 33 4.1.3.6 Toplam azot.. 36 4.1.3.7 Suda çözünen azot.. 37 4.1.3.8 Olgunlaşma indeksi. 39 4.1.3.9 Asit değeri.... 40 4.1.3.10 Pıhtı sıkılığı..... 42 4.1.3.11 Mikrostrüktür 43 4.1.3.12 Duyusal nitelikler..... 45 4.2 Ekzopolisakkarit Üreten Kültür Kullanımının Az Yağlı Kaşar Peynirinin Bazı Nitelikleri Üzerine Etkisi İle İlgili Araştırma Bulguları 49 4.2.1 Hammadde sütün nitelikleri.. 50 4.2.2 Peyniraltı suyu ve haşlama suyunun nitelikleri... 50 4.2.3 Peynir örneklerinin nitelikleri.. 51 4.2.3.1 Toplam kurumadde. 51 4.2.3.2 Yağ ve kurumaddede yağ 54 4.2.3.3 Titrasyon asitliği.. 58 4.2.3.5 ph 61 4.2.3.6 Tuz ve kurumaddede tuz. 63 4.2.3.7 Toplam azot.. 68 4.2.3.8 Suda çözünen azot.. 70
4.2.3.9 Olgunlaşma indeksi.. 72 4.2.3.10 Asit değeri... 74 4.2.3.11 Pıhtı sıkılığı..... 77 4.2.3.12 Mikrostrüktür 79 4.2.3.13 Tekstür profil analizi...... 82 4.2.3.13 Duyusal nitelikler... 87 5 SONUÇ... 91 5.1 Farklı Pastörizasyon Sıcaklıklarının Az Yağlı Kaşar Peynirinin Bazı Nitelikleri Üzerine Etkisi İle İlgili Sonuçlar... 91 5.2 Ekzopolisakkarit Üreten Kültür Kullanımının Az Yağlı Kaşar Peynirinin Bazı Nitelikleri Üzerine Etkisi İle İlgili Sonuçlar... 93 KAYNAKLAR... 97 ÖZGEÇMİŞ... 105
SİMGELER DİZİNİ CPS EPS+ EPS- LA Lb.bulgaricus L.helveticus N SH Str.thermophilus TS UF Kapsüler Ekzopolisakkarit Ekzopolisakkarit üreten Ekzopolisakkarit üretmeyen Laktik asit Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus Lactobacillus helveticus normalite Soxhelet Henkel (Titrasyon asitliği ölçütü) Streptococcus thermophilus Türk standartları ultrafiltrasyon
ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 4.1 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin toplam kurumadde içeriklerindeki değişimler (%)... 25 Şekil 4.2 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin yağ içeriklerindeki değişimler (%) 27 Şekil 4.3 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin kurumaddede yağ içeriklerindeki değişimler (%) 29 Şekil. 4.4 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin titrasyon asitliği değerlerindeki değişimler (%laktik asit) 30 Şekil 4.5 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin ph değerlerindeki değişimler 32 Şekil 4.6 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin tuz içeriklerindeki değişimler (%) 34 Şekil 4.7 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin kurumaddede tuz içeriklerindeki değişimler (%) 35 Şekil 4.8 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin toplam azot içeriklerindeki değişimler (%) 36 Şekil 4.9 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin suda çözünen azot içeriklerindeki değişimler (%) 38 Şekil 4.10 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin olgunlaşma indeksi değerlerindeki değişimler (%)... 39 Şekil 4.11 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin asit değerlerindeki değişimler (mg KOH/g yağ) 41 Şekil 4.12 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin penetrometre değerlerindeki değişimler (x 1/10 mm) 42 Şekil 4.13 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin elektron mikroskop görüntüleri 45 Şekil 4.14 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin duyusal değerlendirme puanlarındaki değişimler 47 Şekil 4.15 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin toplam kurumadde içeriklerindeki değişimler (%)... 52
Şekil 4.16 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin yağ içeriklerindeki değişimler (%)... 55 Şekil 4.17 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin kurumaddede yağ içeriklerindeki değişimler (%)... 57 Şekil 4.18 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin titrasyon asitliği değerlerindeki değişimler (Laktik asit)... 59 Şekil 4.19 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin ph değerlerindeki değişimler... 62 Şekil 4.20 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin tuz içeriklerindeki değişimler (%)... 64 Şekil 4.21 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin kurumaddede tuz içeriklerindeki değişimler (%)... 66 Şekil 4.22 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin toplam azot içeriklerindeki değişimler... 68 Şekil 4.23 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin suda çözünen azot içeriklerindeki değişimler (%)... 70 Şekil 4.24 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin olgunlaşma indeksi değerindeki değişimler... 73 Şekil 4.25 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin asit değerlerindeki değişimler... 75 Şekil 4.26 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin penetrometre değerlerindeki değişimler (x 1/10mm)... 77 Şekil 4.27 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin elektron mikroskop görüntüleri... 81 Şekil 4.28 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin tekstürel profilleri 85 Şekil 4.29 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin duyusal değerlendirme puanlarındaki değişimler... 88
ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 4.1 Araştırmada kullanılan çiğ sütün genel nitelikler... 23 Çizelge 4.2 Peyniraltı suyu ve haşlama suyu örneklerinin bazı nitelikleri... 24 Çizelge 4.3 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin toplam kurumadde içeriklerindeki değişimler (%)... 25 Çizelge 4.4 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin yağ içeriklerindeki değişimler (%)... 27 Çizelge 4.5 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin kurumaddede yağ içeriklerindeki değişimler (%)... 28 Çizelge4.6 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin titrasyon asitliği değerlerindeki değişimler (%laktik asit)... 30 Çizelge 4.7 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin ph değerlerindeki değişimler... 32 Çizelge 4.8 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin tuz içeriklerindeki değişimler (%)... 33 Çizelge 4.9 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin kurumaddede tuz içeriklerindeki değişimler (%)... 35 Çizelge 4.10 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin toplam azot içeriklerindeki değişimler (%)... 36 Çizelge 4.11 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin suda çözünen azot içeriklerindeki değişimler (%)... 37 Çizelge 4.12 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin olgunlaşma indeksi değerlerindeki değişimler (%)... 39 Çizelge 4.13 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin asit değerlerindeki değişimler (mg KOH/g yağ)... 41 Çizelge 4.14 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin penetrometre değerlerindeki değişimler (x 1/10 mm)... 42 Çizelge 4.15 Farklı pastörizasyon sıcaklıkları uygulanarak üretilen peynir örneklerinin duyusal değerlendirme puanlarındaki değişimler 46
Çizelge 4.16 Araştırmada kullanılan çiğ sütün genel nitelikleri 50 Çizelge 4.17 Peyniraltı suyu ve haşlama suyu örneklerinin bazı nitelikleri... 51 Çizelge 4.18 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin toplam kurumadde içeriklerindeki değişimler (%)... 52 Çizelge 4.19 EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin toplam kurumadde içeriklerindeki değişimler (%)... 53 Çizelge 4.20 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin yağ içeriklerindeki değişimler (%)... 54 Çizelge 4.21 EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin yağ içeriklerindeki değişimler (%)... 56 Çizelge 4.22 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin kurumaddede yağ içeriklerindeki değişimler (%)... 56 Çizelge 4.23 EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin Kurumaddede yağ içeriklerindeki değişimler (%)... 58 Çizelge 4.24 Tam yağlı ve EPS + kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin titrasyon asitliği değerlerindeki değişimler (% laktik asit)... 59 Çizelge 4.25 EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin titrasyon asitliği değerlerindeki değişimler (% laktik asit)... 60 Çizelge 4.26 Tam yağlı ve EPS + kültür kullanılarak üretilen az yağlı peynir örneklerinin ph değerlerindeki değişimler... 61 Çizelge 4.27 EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin ph değerlerindeki değişimler... 63 Çizelge 4.28 Tam yağlı ve EPS + kültür kullanılarak üretilen az yağlı peynir örneklerinin tuz içeriklerindeki değişimler (%)... 64 Çizelge 4.29 EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin tuz içeriklerindeki değişimler (%)... 65 Çizelge 4.30 Tam yağlı ve EPS + kültür kullanılarak üretilen az yağlı peynir örneklerinin kurumaddede tuz içeriklerindeki değişimler (%)... 66 Çizelge 4.31 EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin kurumaddede tuz içeriklerindeki değişimler (%)... 67
Çizelge 4.32 Tam yağlı ve EPS + kültür kullanılarak üretilen az yağlı peynir örneklerinin 68 toplam azot içeriklerindeki değişimler (%)... Çizelge 4.33 EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin toplam azot içeriklerindeki değişimler (%)... 69 Çizelge 4.34 Tam yağlı ve EPS + kültür kullanılarak üretilen az yağlı peynir örneklerinin suda çözünen azot içeriklerindeki değişimler (%)... 70 Çizelge 4.35 EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin suda çözünen azot içeriklerindeki değişimler (%)... 71 Çizelge 4.36 Tam yağlı ve EPS + kültür kullanılarak üretilen az yağlı peynir örneklerinin olgunlaşma indeksi değerlerindeki değişimler (%) 72 Çizelge 4.37 EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin olgunlaşma indeksi değerlerindeki değişimler (%)... 74 Çizelge 4.38 Tam yağlı ve EPS + kültür kullanılarak üretilen az yağlı peynir örneklerinin asit değerlerindeki değişimler (mg KOH/g yağ)... 75 Çizelge 4.39 EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin asit değerlerindeki değişimler (mg KOH/g yağ)... 76 Çizelge 4.40 Tam yağlı ve EPS + kültür kullanılarak üretilen az yağlı peynir örneklerinin penetrometre değerlerindeki değişimler (x1/10 mm)... 77 Çizelge 4.41 EPS + ve EPS - kültür katkılı az yağlı peynir örneklerinin penetrometre değerlerindeki değişimler (x 1/10mm)... 78 Çizelge 4.42 Tam yağlı ve EPS + kültür kullanılarak üretilen az yağlı peynir örneklerinin tekstür profil analizi sonuçları... 84 Çizelge 4.43 Tam yağlı ve EPS + kültür kullanılarak üretilen az yağlı peynir örneklerinin duyusal değerlendirme puanlarındaki değişimler 87
1. GİRİŞ Son yıllarda az yağlı ya da light olarak etiketlenen süt ürünlerinin sayısının giderek arttığı dikkati çekmektedir. Bunun nedeni, gerek formunu korumak isteyen gerekse kalp-damar rahatsızlıklarından kaçınan tüketicilerin gıdalarla alınan hayvansal yağ miktarını azaltma eğilimi göstermeleri (Madsen et al. 1970, Brummel and Lee 1990, Muir et al. 1992, Hargrove et al. 1996, Kavas vd 2004) ve üreticilerin de bu tip ürünlere duyulan talebi karşılayabilme çabası içerisinde bulunmalarıdır. Diğer taraftan, sağlık bilincine sahip bu tüketiciler, besinlerle alınan yağ oranını azaltmaya yönelirken aynı zamanda tekstür ve tat-aroma bakımından da yüksek nitelikli ürün istemektedir, çünkü damak zevki hala bir ürünün tercih edilmesinde ana unsur olma özelliğini korumaktadır (Buttriss 1987, Bhowmik et al.. 1990, Bryant and Ustunol 1995). Ancak, peynir teknolojisinde kabul edilebilir tat/aromaya ve düzgün bir yapı/tekstüre sahip az yağlı ürün üretimi bazı güçlükler ortaya koymaktadır. Bu güçlükler, peynirin duyusal niteliklerinin genel olarak kazein, yağ ve sudan oluşan üç ana bileşene bağlı bulunmasından kaynaklanmaktadır (Jameson 1990). Sözkonusu bileşenlerden yağ peynirin aroma, yapı ve tekstüründe anahtar rolü oynamaktadır (Drake and Swanson 1995). Peynirin yağ oranı azaldıkça protein matriksinin daha sıkı bir hal aldığı, daha sert ve lastiğimsi bir yapı oluştuğu (Jameson 1990, Mistry and Anderson 1993, Bryant et al.. 1995) ve ayrıca ransid, et benzeri ve atipik tat kusurları ile karşılaşıldığı bildirilmektedir (Banks et al.. 1993, Mistry 2001). Örneğin, az yağlı Cheddar peyniri geleneksel yolla üretildiğinde yenilemeyecek nitelikte tuğla benzeri bir kazein kütlesi elde edilmektedir (Banks et al. 1989, Anderson et al. 1993). Bu nedenle tam yağlı peynirinkine benzer tat ve yapıda az yağlı peynir üretebilmek için aşağıdaki yollara başvurulabilmektedir (Drake and Swanson 1995, Mistry 2000, Broadbent et al. 2001): Yapım işlemlerinin modifiye edilmesi Belirli starter kültürlerin kullanımı Stabilizer ve yağ ikame maddelerinin kullanımı Alternatif yollardan biri olan yapım işlemlerindeki modifikasyonlar, az yağlı peynirlerin aroma ve tekstürünü iyileştirmek için en ekonomik ve en basit çözümlerden birisidir. Sözkonusu modifikasyonlar genel olarak iki parametre üzerine yoğunlaşmaktadır. Bunlar, peynirin nem içeriği ve asitliğidir (Drake and Swanson 1995). Az yağlı peynir üretiminde ağızdaki kremamsı hissi yaratmak ve istenen tekstürü elde edebilmek için pıhtının nem içeriğinin normalden yüksek olması gerektiği bildirilmektedir (Banks et al. 1989, Bryant et al. 1995, Broadbent et al. 2001). Buna bağlı olarak peynirin randımanı da etkilenmektedir. Pıhtıda tutulan su miktarını artırmak için başvurulan yollardan bazıları; yüksek pastörizasyon sıcaklığı, düşük pişirme sıcaklığı, kısa pişirme süresi, pıhtının yıkanmasıdır (Drake and Swanson 1995). Ancak sadece nem içeriğini artırarak tam yağlı peynirin özelliklerine benzer özellikler elde etmek pek mümkün olmamaktadır. Az yağlı peynirlerin tekstür ve aromasını geliştirmek için, işleme tekniklerinin modifiye edilmesi dışında önerilen diğer bir
yöntem ise starter kültür seçimidir. Ekzopolisakkarit (EPS) üreten laktik asit bakteri kültürlerinin kullanımı bu konudaki olası yollardan biri olarak gözükmektedir. EPS, birçok laktik asit bakteri suşu tarafından üretilen ve hücre dışına salgılanan, bileşiminde daha çok monosakkaritleri bulunduran bir organik maddedir (Kılıç vd 2000). EPS, gıdalarda viskoziteyi artırma, stabilizasyonu sağlama ve su bağlama gibi fonksiyonel özellikler sağladığı için bu polimerleri üreten bakterilerin kullanımı bazı durumlarda ticari stabilizerlere ve yağ ikame maddelerine karşı bir alternatif oluşturabilmektedir (Broadbent et al. 2001, Ruas-Madiedo et al. 2002). Özetle, son yıllarda az yağlı ürünlere olan talebin artması, buna karşın yağ içeriğindeki azalmaya bağlı olarak arzu edilen tat ve yapıya sahip peynir üretimini kısıtlayıcı faktörlerin var olması üreticileri çözüm arayışları içerisine itmiştir. Buna bağlı olarak tam yağlı bir ürününkine olabildiğince yakın tat ve aromaya sahip az yağlı süt ürünlerinin üretimi konusunda yoğun çalışmalar yürütülmektedir. Bu çalışmaların çoğu yukarıda özetlenen bilgilerden de anlaşılacağı üzere işleme tekniklerindeki modifikasyonlar üzerinedir, bunların dışında önerilen bir diğer yöntem ise starter kültür seçimidir. Bu bilgilerin ışığında mevcut çalışma, iki aşamalı olarak planlanmış ve yağ içeriği azaltılan Kaşar peynirinin istenen kalite kriterlerine uygun olarak üretilmesi ve fonksiyonel özelliklerinin iyileştirilmesi bakımından birinci aşamada peynir sütüne uygulanan farklı pastörizasyon sıcaklıklarının etkisi araştırılmış, ikinci aşamada da EPS + laktik asit bakterileri içeren starter kültür kullanımının etkisi ortaya konmaya çalışılmıştır. Diğer taraftan, konu ile ilgili olarak yurt içinde gerçekleştirilmiş herhangi bir yayına rastlanmamıştır. Yurt dışında yapılmış yayınlar ise EPS + kültürün yoğurt ve Mozzarella peynirinde kullanımı ile sınırlıdır. Bu bakımdan, çalışma sonucu elde edilecek bulgular, Kaşar peyniri benzeri olan Kashkaval, Cheddar gibi peynirlere veri sağlanması açısından da yararlı olacaktır.
2. KAYNAK ÖZETLERİ Son yıllarda tüketicilerin satın alma eğilimleri üzerinde yürütülen çalışmalar, ürünün genellikle duyusal niteliğine önem verildiğini, fakat aynı zamanda fiyatı ve besin değerinin de dikkate alındığını göstermektedir. Değişik araştırma sonuçları, ürünün yağ ve kolesterol içeriğinin bu konuda en fazla önem taşıyan nokta olduğunu ortaya koymaktadır (Buttriss 1987, Ardö and Larsson 1989, Bryant and Ustunol 1995, Drake and Swanson 1995). Birçok sağlık bilimcisi, beslenme yoluyla alınan gıdalarda doymuş yağ asitleri ve kolesterol oranının düşük olmasından yanadır. Çünkü, bu kişilere göre, yüksek miktardaki yağ alımı aşırı şişmanlık ve kanser riskini artırmakta, doymuş yağ alımı da kan kolesterol düzeyinin yükselmesine ve koroner kalp rahatsızlıklarına neden olabilmektedir (Kavas vd 2004). Süt ürünleri de kolesterolce zengin olduklarından, marketler az yağlı ve doymamış yağ oranı yüksek ürünleri pazarlama eğilimi göstermektedir (Baer et al. 1996). Peynir teknolojisinde kabul edilebilir tat ve aroma ile düzgün bir yapı ve tekstüre sahip az yağlı ürün üretimi bazı güçlükler sergilemektedir. Ancak, süt endüstrisinin de rekabet şansını kaybetmemesi ve tüketici isteklerini karşılayabilmesi için iyi kalitede az yağlı ürünler üretmesi gerekmektedir (Anderson et al. 1993, Drake and Swanson 1995). Fakat, yağ peynirin aroması, yapısı ve tekstürü üzerinde anahtar rolü oynamakta ve yağdaki azalma büyük boyutlara ulaştığında arzulanan peynir niteliklerinin elde edilmesi güçleşmektedir (Banks et al. 1989, Jameson 1990, Anderson et al. 1993, Banks et al. 1993, Rodriguez 1998). 2.1 Yağın Yapı ve Tekstüre Etkisi Yağ oranı azaldıkça protein matriksi daha sıkı ve daha az boşluk içeren bir hal almakta, bu da tekstürü etkilemektedir (Olson and Johnson 1990, Bryant and Ustunol 1995, Bryant et al. 1995). Bunun sonucunda, az yağlı peynirlerde oluşan yapı sıkı ve elastik bir nitelik göstermekte ve genellikle kuru ve kumlu olarak tanımlanmaktadır (Jameson 1990). Mistry and Anderson (1993) tarafından yürütülen bir çalışmada, peynirin mikrostrüktüründe proteinin baskın olması halinde daha sert, viskoz ve elastik niteliklere sahip bir ürün meydana geldiği ortaya konulmuştur. Benzer şekilde, az yağlı Cheddar peyniri geleneksel yolla üretildiğinde yenilemeyecek nitelikte tuğla benzeri bir kazein kütlesi elde edilmektedir (Banks et al. 1993, Anderson et al. 1993). Bu durum, yağ içeriği azaltılan peynirlerde, tam yağlı olanlara göre birim alan başına daha fazla protein matriksi bulunmasından kaynaklanmaktadır (Jameson 1990). 2.2 Yağın Peynirin Tat ve Aromasına Etkisi Peynirin yağ miktarı onun tüketici tarafından kabul edilebilirliğini direkt olarak etkilemektedir. Banks et al. (1989) a göre, yağ oranında % 25 e kadar bir azaltma ile kabul edilebilecek düzeyde peynir yapılabilirken, % 50 den fazla azaltmaya gidildiğinde peynirin aroması ve fiziksel özelliklerinde kusurlar ortaya çıkmaktadır. Sütteki trigliseritler peynir çeşidine göre değişen düzeyde parçalanmaya uğramaktadır. Buna bağlı olarak peynirin tat ve aromasına katkıda bulunan parçalanma ürünleri de farklılık göstermektedir (Jameson 1990).
Cheddar peynirinde aromanın gelişimi üzerine lipolizin etkisinin araştırıldığı çalışmalarda kurumaddede % 32 yağ içeren Cheddar peynirinde bazı yağ asitleri (özellikle bütanoik asit) ve metil ketonların miktarının düşük düzeyde olması nedeniyle yeterli aroma gelişimi olmadığı saptanmıştır (Banks et al. 1989, Dimos et al. 1996, Mistry 2001). Mayes et al. (1994) da yaptıkları bir çalışmada, hidrojen sülfür ve metantiyol bileşiklerinin γ-glutamil transpeptidaz enziminin varlığında iyi bir Cheddar aroması oluşturduğunu ve sözkonusu enzimin kaynağının yağ globül membranı olduğunu ifade etmişlerdir. Aromanın algılanmasına katkıda bulunan mekanizmalardan birisi yağın aroma bileşenlerini çözebilme kapasitesidir. Yağ globülleri aroma bileşenleri için bir depo özelliği göstermektedir (Jameson 1990). Birçok aroma bileşeni yağda çözündüğünden, yağ özellikle bunların ağızda hissedilebilirliğini etkilemekte, ayrıca kremamsı etkisinden dolayı ağızdaki dolgunluk hissini artırmaktadır. Yağdaki azalmaya bağlı olarak peynirde ortaya çıkan kusurları düzeltmek amacıyla peynir üretiminde uygulanabilecek yollar başlıca üç grup altında toplanabilir: 1. Yapım işlemlerinin modifiye edilmesi. 2. Stabilizer ve yağ ikame maddelerinin kullanılması. 3. Belirli starter kültürlerin kullanılması. - Yapım işlemlerinin modifiye edilmesi Yağ içeriği azaltılan peynirlerde aroma ve tekstürü iyileştirmek için uygulanan en ekonomik ve çoğu zaman da en basit yoldur. Bu konuda yapılan değişiklikler başlıca iki parametre üzerinde yoğunlaşmaktadır. Bunlar peynirin nem içeriği ve asitliğidir. Az yağlı peynirde nem içeriğinin artırılması ile istenen tekstürün sağlanabileceği ifade edilmektedir. Kazeinin suya oranı, peynirin hem tekstüründe hem de aromasında çok fazla öneme sahiptir. Bu parametre için peynirin yağsız fazındaki nem oranının dikkate alınmasının uygun bir yaklaşım olacağı düşünülmektedir (Jameson 1990). Buna göre, mevcut geleneksel peynirin az yağlı çeşitlerinin üretiminde yağsız kısımdaki nem oranını, tam yağlı peynir için tercih edilen değerden biraz daha yüksek bir oranda tutmak suretiyle optimum duyusal özelliklerin sağlanabileceği belirtilmektedir (Banks et al. 1989). Yapım işlemlerindeki modifikasyonlar; pişirme sıcaklığının düşürülmesi, pişirme süresinin kısaltılması, pıhtının yıkanması veya pastörizasyon sıcaklığının yükseltilmesi gibi uygulamaları içine almaktadır (Merril et al. 1994, Drake and Swanson 1995, Hargrove et al. 1996). Bunların dışında, peynir sütünün homojenizasyonu, koyulaştırılması veya ultrafiltrasyonu gibi işlemler de yapım işlem modifikasyonları olarak önerilmektedir (Mc Gregor and White 1990, Mayes et al. 1994, Metzger and Mistry 1995a ve 1995b). Bu uygulamalar yoluyla, pıhtıda tutulan su oranını artırarak toplam nem içeriğinde bir artış sağlanmaya çalışılmaktadır.
Metzger and Mistry (1995a ve 1995b); homojenizasyonun Cheddar peynirinin yapı ve tekstürü üzerine etkilerini ortaya koymak için homojenize krema katkılı, düşük ve yüksek nem içeriklerine sahip Cheddar peynirlerinin mikrostrüktürlerini düşük ve yüksek nem oranına sahip kontrol peynirleri ile karşılaştırmalı olarak incelemiştir. Araştırma sonuçları, kremanın homojenizasyonu ile az yağlı peynirde ortaya çıkan sert yapının düzeltilebileceğini ve pıhtıdaki parçalanmanın önlenebileceğini ortaya koymuştur. Ayrıca, kremanın homojenizasyonunun aroma üzerinde olumsuz bir etki yaratmaksızın peynirde tutulan nem içeriğini artırdığı gözlenmiştir. Mistry et al. (1996) a göre, az yağlı Cheddar peyniri üretiminde ultrafiltre edilmiş yayıkaltı kullanımı peynir kalitesi ve randımanında bir artış sağlamaktadır. Molina et al. (2000) da az yağlı peynir üretiminde kullanılacak süte yüksek basınç uygulaması ile peynir tekstürünün düzeltildiğini ve peynirin kabul edilebilirliğini artırdığını belirtmektedir. Az yağlı peynirlerde gözlenen yapı ve aroma kusurlarının düzeltilmesinde, peynirin nem içeriğinin artırılması yanısıra asitlik gelişiminin kontrol altına alınması da önemli bir noktadır. Çünkü yukarıda belirtilen modifikasyonlar yoluyla üretilen az yağlı peynirlerde laktik asit bakterileri çok fazla asit üretme imkanı bulabilecek ve acı tada neden olabileceklerdir. Düşük miktarlarda laktik asit üreten starter kültürleri kullanmak, bazı özel laktik asit bakteri suşlarını seçmek, ön olgunlaşma süresini kısaltmak, pişirme süresini kısaltmak ve pıhtıyı yıkamak gibi işlemler asit üretimini kontrol altına almak için uygulanan alternatif yollardır (Drake and Swanson 1995). - Stabilizer ve yağ ikame maddelerinin kullanımı Yağ ikame maddeleri, yağ yerine kullanılan, katıldığı gıdanın kalori değerinin azalmasını sağlayan katkı maddeleridir. Drake and Swanson (1995) a göre bu maddeler iki alt gruba ayrılmaktadır: yağ benzeri (fat substitutes) maddeler ve yağ taklidi (fat mimetics) maddeler. Yağ benzeri maddeler tamamen yağın yerine geçerek onun işlevlerini yerine getirirken, yağ taklidi maddeler su tutma, dokuyu düzeltme ve stabilize etme, ağızdaki doygunluk hissini iyileştirme gibi işlevleri gerçekleştirmektedir. Bu maddelerin kullanımı tezin konusunu oluşturmadığından ayrıntılı bilgi verilmemiştir. - Yardımcı kültürlerin kullanımı Geleneksel tam yağlı peynir üretiminde aroma gelişimini artırmak ve iyileştirmek için yardımcı kültürlerden yararlanılmaktadır. Ancak, 1980 lerden itibaren bu kültürlerin az yağlı peynirlerde de kullanımı üzerinde çalışmalar yoğunlaşmıştır. Çoğu peynir çeşidinde olgunlaşma, peynirde süregelen proteoliz ile oluşmaktadır. Yağ içeriği azaltılan peynirlerde proteoliz düzeyi ile iyi bir tekstür ve aroma gelişimi arasında sıkı bir ilişki bulunduğu değişik araştırmacılar tarafından ifade edilmektedir (Ardö and Larsson 1989, Bhowmik et al. 1990, Banks et al. 1993)..
Proteoliz düzeyinin artırılması için çoğunlukla başvurulan yollardan birisi olgunlaşmanın hızlandırılmasıdır. Söz konusu durum ekonomik avantajlarından dolayı da giderek önem kazanmaktadır. Proteoliz düzeyini artırarak olgunlaşmanın hızlandırılması için proteinaz ve lipaz enzimlerinden yararlanılabilmektedir. Ancak, yasal düzenlemelere bağlı olarak enzimlerin doğrudan katımı her zaman mümkün olmamaktadır. Bu nedenle yardımcı kültür adı verilen asit üretim yeteneği zayıflatılmış kültürlerin kullanımıyla olgunlaşmada rol oynayan enzimlerin starter kültür formunda ortama katılması daha uygun bir yol olarak gözükmektedir. Bu şekilde kültürler asit üretimine katılmamakta, fakat açığa çıkan enzimleri aroma oluşumuna katkıda bulunmaktadır (Banks et al. 1993). Diğer taraftan, peynirde asitliğin belirli bir düzeyde gelişimi istendiğinden, yardımcı kültürlerin kuvvetli asit üretim yeteneğine sahip kültürlerle birlikte kullanılması gerekmektedir (Drake et al. 1995). Yardımcı kültürlerin asit üretim yeteneğini zayıflatmak için ısıtma dondurma ya da püskürterek kurutma gibi işlemler uygulanmaktadır (Gürsel vd. 2003). Yağ içeriği azaltılan peynirlerde proteoliz düzeyi ile istenilen yapı ve aroma gelişimi arasındaki ilişkiyi göstermek amacıyla Ardö ve Larsson (1989) tarafından ısıl işlem uygulaması ile yardımcı kültür formuna getirilmiş olan Lactobacillus helveticus az yağlı peynir üretiminde kullanılmıştır. Araştırma sonuçlarına göre, Lactobacillus helveticus un kullanımı olgunlaşmanın ilk haftasında dahi peynirdeki peptidolitik aktiviteyi artırmıştır. Bhowmik et al. (1990), mikrokok ve pediokokların seçilmiş suşlarını yardımcı kültür olarak az yağlı Cheddar peyniri üretiminde denemeye almıştır. Araştırma sonuçları, az yağlı Cheddar peynirinde karşılaşılan acılık, aroma eksikliği ve uygun olmayan yapı kusurlarının mikrokoklar tarafından belirli bir düzeye kadar iyileştirilebileceğini göstermiştir. Pediokokların ise olgunlaşma sırasında oluşturdukları kalsiyum laktat kristalleri ile kusurlara neden oldukları ortaya konulmuştur. Bununla birlikte pediokokların asitlik geliştirme yeteneklerindeki zayıflığın bazı ek avantajlar sağlayabileceği ifade edilmiştir. Propiyonik asit bakterileri, Brevibacterium linens, Pediococcus türleri, Leuconostoc mesenteroides ve Lactobacillus casei nin liyofilize ekstraktları ve ayrıca sözkonusu bakteri suşlarından bazılarının ısı şokuyla dondurulmuş hücreleri El Soda et al. (1991) tarafından az yağlı peynirlerin olgunlaşmasını hızlandırmak için kullanılmıştır. Araştırmacılar kontrol örneği ile muamele görmüş peynirler arasında bir farklılık gözlenmediğini belirtmiştir. L. casei ve B. linens in kullanıldığı peynirlerde sülfür aroması hissedilmiştir. Bu durumun anılan bakterilerin aminopeptidaz ve dimetiyolaz aktivitesine sahip olmasından ileri gelebileceği açıklanmıştır. Ayrıca, peynir örneklerindeki acılık seviyesinin L.casei ve propiyonik asit bakterilerinin kullanıldığı peynirlerde en düşük düzeyde olduğu ifade edilmiştir. Sonuçta, denemeye alınan bakteri ekstraktlarında acılaşmayı önleyici aktivitelerin mevcut olduğu bildirilmiştir. Laktik asit bakterileri peynir, yoğurt ve diğer fermente süt ürünlerinde karakteristik yapı, tat ve aromanın oluşmasını sağlamak amacıyla starter kültür olarak kullanılmaktadır. Laktik starter kültürler, laktozdan laktik asit oluşturarak bu ürünlerin yapısını şekillendirmekte, ayrıca şekerleri, organik asitleri, proteinleri ve yağları tipik tat ve aroma bileşenlerine dönüştürmektedir (Ruas-Madiedo et al. 2002). Son yıllarda yapılan çalışmalar, laktik asit bakterilerinin ekzopolisakkarit (EPS) sentezleme yetenekleri sayesinde peynir, yoğurt, ayran, fermente krema, süt esaslı tatlılar, Kefir ve İskandinav ülkelerine ait Viili gibi süt ürünlerinin tekstürü, viskozitesi ve stabilitesi üzerinde de etkili olduklarını göstermiştir (Bouzar et al. 1997, Hess et al. 1997, Christiansen et al. 1999, Duboc and Mollet 2001). Bu nedenle EPS üretme yeteneğine sahip
olan laktik asit bakterileri fermente süt ürünlerinin reolojik özelliklerine katkılarından dolayı süt endüstrisinde önemli bir rol oynamaktadır. Jelleştirici ve kalınlaştırıcı özelliklere sahip gıda polimerleri, gıda formülasyonlarında özellikle stabilizasyonu sağlamak ve sinerezi engellemek amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır (Cerning et al. 1992, Rhom and Schmid 1993, Faber et al. 1998, Degeest et al. 2002, Levander et al. 2002). Gıda endüstrisinde yararlanılan nişasta, karboksimetil selüloz, pektin, keçi boynuzu sakızı, guar gum ile deniz yosunları (aljinat, karragenan) gibi polisakkaritlerin birçoğu bitkisel kökenlidir. Ancak bitkisel polimerlerin çoğu gıdanın fonksiyonelliğini artırmak üzere kimyasal olarak modifiye edildiğinden, kullanımı sınırlandırılmaktadır. Nitekim Fransa ve Hollanda da meyveli olmayan yoğurtlarda stabilizerlerin kullanımı yasaklanmıştır (Shah 2003). Bu nedenle, EPS üreten laktik asit bakterileri süt ürünlerinde arzulanan tekstür ve stabilitenin sağlanmasında bitkisel ve hayvansal kaynaklı hidrokolloid katkı maddelerine alternatif olarak da önerilebilmektedir (Skriver et al. 1995, Van Casteren et al. 2000, Faber et al. 2001a, Faber et al. 2001b, Shah 2003). EPS polimerleri, GRAS (Generally Regarded as Safe) a sahip laktik asit bakterileri tarafından hücre içinde üretildikleri için doğal biyokalınlaştırıcılar olarak düşünülebilir. EPS nin viskozite üzerindeki etkisi fizikokimyasal özelliklerine bağlı bulunmaktadır. Bu nedenle, bu biyopolimerlerin yapı-fonksiyon ilişkisine ait bilgiler, spesifik teknolojik uygulamalara uygun polimerlerin seçimi veya tasarlanmasında önemli bir noktadır (Kimmel and Roberts 1998, Ruas- Madiedo et al. 2002). EPS lerin teknolojik özelliklerine ilaveten, insan sağlığı üzerine olumlu fizyolojik etkilerinin de olduğu belirtilmekte, anti-tümör, anti-ülser, immun sistemi düzenleyici ve kolesterol düşürücü aktiviteleri ile birlikte probiyotik bir role sahip oldukları ileri sürülmektedir (Kitazawa et al. 1998). Ekzopolisakkaritler, bulundukları ortamda koruyucu bir fonksiyona sahiptir, üretici mikroorganizma tarafından enerji kaynağı olarak kullanılmamaktadır. Üretici suşun azalan su aktivitesine, faj ataklarına, fagositoza (bakteri ve diğer yabancı maddelerin fagositler tarafından içlerine alınarak yok edilmesi), protozoa yağmalamasına, toksik bileşiklere, antibiyotiklere ve ozmotik basınca karşı korunması bu faaliyetler arasındadır. Hücrelerin tanınmasını, hücrenin yüzey ortamına tutunmasını ve çeşitli ekosistemlerin kolonizasyonunu kolaylaştıran biyofilmlerin oluşturulmasında da ekzopolisakkaritler önemli bir role sahiptir (Ruas-Madiedo et al. 2002).
Laktik asit bakterileri hücre içindeki yerleşimlerine göre sınıflandırılabilen üç çeşit polisakkarit üretmektedir. Bunlardan birincisi; sitozol içinde yer alır, karbon ve enerji kaynağı olarak işlev görür. İkincisi; peptidoglikanlar ve taykoik asitler gibi çeperde yer alırlar. Üçüncü grup ise; hücre içinde oluştuktan sonra hücre dışına yani kültür ortamına salgılanırlar (Kılıç vd 2000). Bunlardan hücre duvarının dışına salgılananlar ekzopolisakkarit (EPS) veya ekstraselüler polisakkarit olarak adlandırılmaktadır. Ekzopolisakkaritler, hücre duvarına gevşek şekilde bağlı bulunabildiği gibi, üretici suşun bulunduğu ortama da salınabilir. Buna göre de sırasıyla, kapsüler EPS veya CPS ve mükoid ya da slime madde olarak adlandırılırlar (Petersen et al. 2000). EPS ler genellikle monosakkarit kompozisyonu, elektrik yükü, üniteler arası bağlar (bunun sonucunda molekülün sıkılığı) ve tekrarlanan yan zincirlerin varlığına bağlı olarak farklılık göstermektedirler. Ayrıca, zincir uzunluğu ve zincir dallanmasının sıklığı EPS nin kompakt yapısını etkilediği için reolojik özellikleri güçlü şekilde etkilemektedir. Bu moleküller genellikle 10-1000 mg L -1 düzeyinde üretilmektedir ve yüksek moleküler kütleye sahiptirler (10 6 Da). EPS + starter kültürler düşük yağ oranına sahip peynirlerin nem tutma özelliği üzerinde etkili olmaktadır (Perry et al. 1997, Perry et al. 1998, Broadbent et al. 2001, Duboc and Mollet 2001). Perry et al. (1997), az yağlı Mozzarella peynirinde tutulan su miktarını artırmak için EPS üreten kültür kullanımının etkilerini araştırmak üzere 4 farklı peynir örneği ile çalışmışlardır. Sözkonusu peynir örneklerinden birincisi (kontrol örneği); S. thermophilus ve Lactobacillus helveticus suşlarını içeren EPS - starter kültür kullanılarak, ikincisi; S. thermophilus ve Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus içeren EPS + starter kültür kullanılarak, üçüncüsü; S. thermophilus ve Lactobacillus helveticus suşlarını içeren EPS - starter kültüre Lactococcus lactis ssp. lactis ve L. lactis ssp. cremoris suşlarını içeren mezofilik EPS + yardımcı kültür ilavesi ile, dördüncüsü; S. thermophilus ve Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus içeren EPS + starter kültüre Lactococcus lactis ssp. lactis ve L. lactis ssp. cremoris suşlarını içeren mezofilik EPS + yardımcı kültür ilavesi ile üretilmiştir. Depolamanın 1. gününde peynirlerin nem içeriği ölçülmüş ve 1., 7., 14. ve 28. günlerde erime niteliği incelenmiştir. Varyans analizleri EPS + ve EPS - starter kültürlerle yapılan peynirlerin nem ve erime özellikleri arasında önemli farklılıklar olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca yardımcı kültür ilavesi ile yapılan peynirlerde nem açısından önemli farklılıklar gözlenirken, erime özellikleri bakımından belirgin bir farklılık saptanmamıştır. EPS + starter kültür ve yardımcı kültürün kullanıldığı peynirin nem içeriği % 4 artmıştır. Sadece EPS + starter kültürün kullanıldığı peynirin nem içeriği kontrol peynirinden % 3 daha fazla bulunmuştur. Ayrıca nem içeriği arttıkça erime özelliğinin de iyileştiği belirtilmiştir. Yine Perry et al. (1998), S. thermophilus MR-1C ve Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus MR-1R suşlarını içeren EPS + starter kültür kullanılarak az yağlı Mozzarella peyniri üretmişlerdir. Kontrol peynirinde ise S. thermophilus TA-061 ve Lactobacillus helveticus LH 100 suşlarını içeren EPS - starter kültür kullanmışlardır. Sonuçlar diğer çalışmayla benzerlik göstermiş ve EPS + kültürle elde edilen peynirlerin nem içeriği kontrol örneğinden % 2 daha yüksek bulunmuştur. Broadbent et al. (2001) tarafından S. thermophilus MR-1C suşu kullanılarak yapılan bir çalışmada, bu suşun yüksek oranda hidratize olmuş kapsüler ekzopolisakkarit (CPS) ürettiği tespit edilmiştir. Mutasyon çalışmaları sonucu bu suşun CPS - mutantı elde edilerek, bu suşlardan peynir üretimi gerçekleştirilmiştir. CPS - MR-1C suşu kullanılarak hazırlanan peynir
örneklerinin, CPS + MR-1C suşu kullanılarak elde edilen peynir örneğine göre % 3.2 daha az nem içerdiği gözlenmiştir. CPS + MR-1C suşu kullanılarak yapılan peynirdeki nem düzeyinin yüksek olması, CPS nin fazla su tutmasına ve böylece peynirin fonksiyonelliğini bozmadan serum cepleri oluşturmasına bağlanmıştır. Duboc and Mollet (2001) tarafından da EPS üreten L.helveticus un Mozzarella peyniri üretiminde su tutma yeteneğine katkıda bulunduğu bildirilmiştir.
3. MATERYAL ve YÖNTEM 3.1 Materyal 3.1.1 Çiğ süt Az yağlı Kaşar peyniri üretiminde hammadde olarak Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Zootekni Bölümü Hayvancılık İşletmesinden sağlanan inek sütü kullanılmıştır. Sağımı takiben süzülerek soğutulan sütler en kısa sürede üretimin yapılacağı Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Süt Teknolojisi Bölümü Eğitim Araştırma ve Uygulama İşletmesine ulaştırılmış ve peynir yapımı gerçekleştirilmiştir. 3.1.2 Starter kültür Peynir örneklerinin üretiminde kullanılan starter kültürler Rhodia (Fransa) firmasından temin edilmiştir. Araştırmanın 1. aşamasında, Streptococcus thermophilus ve Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus karışımından oluşan liyofilize ticari kültür (TM081) Lactobacillus helveticus (LH 301) ticari kültürü ile kombine hale getirilerek kullanılmıştır. İkinci aşamada ise, Streptococcus thermophilus ve Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus karışımından oluşan ticari kültürün EPS üreten formu (MYE 92) Lactobacillus helveticus (LH 301) kültürü ile kombine halde kullanılmıştır. Starter kültür kombinasyonları Streptococcus thermophilus/lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus ile Lactobacillus helveticus u 1:1 oranında bulunduracak şekilde hazırlanmıştır. 3.1.3 Peynir mayası Araştırmada 1/6000 kuvvetinde sıvı şirden mayası (Ecoren 200/ Maysa Gıda Sanayi ve Ticaret A.Ş., İstanbul) kullanılmıştır. 3.1.4 Kalsiyum klorür (CaCl 2 ) Peynir sütüne % 0.01 oranında katılmak üzere, kalsiyum klorürün % 40 lık çözeltisinden yararlanılmıştır. 3.1.5 Tuz (NaCl) Telemenin haşlanması işleminde kullanılmak üzere ticari kaya tuzundan yararlanılmıştır. 3.1.6 Ambalaj materyali Kaşar peynirleri ön olgunlaşmalarını tamamladıktan sonra toplam kalınlığı 90µ olan ve dış-orta-iç katmanları sırasıyla poliamid-orevac-polietilen türü plastik materyalden oluşan ambalajlar içerisine vakum altında paketlenmiştir.
3.2 Yöntem 3.2.1 Peynir örneklerinin üretimi Peynir örneklerinin üretiminde Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Süt Teknolojisi Eğitim Araştırma Uygulama İşletmesi nde mevcut pilot peynir üretim düzenlerinden yararlanılmıştır. Araştırma iki aşamalı olarak planlanmıştır. Birinci aşamada süte uygulanan farklı iki ısıl işlem normunun etkileri incelenmiştir. İkinci aşamada ise, birinci aşamada elde edilen sonuçlara göre seçilen ısıl işlem uygulaması ile üretilen peynirlerde EPS üretim yeteneğine sahip starter kültürün farklı oranlarının etkileri incelenmiştir. Deneme, her iki üretim aşaması için ayrı ayrı olmak üzere, 3 tekerrürlü olarak gerçekleştirilmiştir. 3.2.1.1 Farklı pastörizasyon sıcaklığı uygulanarak az yağlı Kaşar peyniri üretimi İşletmeye getirildikten sonra paslanmaz çelik tanka boşaltılan çiğ sütten önce kimyasal analizler için örnek alınmış, bunu takiben süt çift cidarlı tankta separasyon sıcaklığı olan 55ºC ye kadar ısıtılmıştır. Sütün yağ içeriği, deneme peynirlerinin kurumaddesinde % 20 yağ bulunacak şekilde (%1.1 yağ) standardize edilmiştir. Daha sonra süt, iki kısma ayrılmış ve birinci kısım 63ºC de 30 dakika (A1 örneği), 2. kısım 74ºC de 1 dakika (B1 örneği) süreyle ısıl işleme tabi tutulmuştur. Isıl işlem uygulamasından sonra sütler 34ºC de önce CaCl 2 (% 0.01) katılarak 15 dakika süreyle bekletilmiş, bunu takiben 31 C de starter kültür ilave edilerek ön olgunlaşmaya bırakılmıştır. Ön olgunlaştırması tamamlanan sütlere, maya kuvvetine göre belirlenen oranda ve 45 dakikada pıhtı kesim olgunluğuna gelecek şekilde sıvı şirden mayası ilave edilmiştir. Pıhtılaşma süresinin sonunda pıhtı parçalanmış ve peynir kazanı içerisindeki pıhtıya, 15 dakika içerisinde sıcaklığı yaklaşık 35±1ºC ye gelecek şekilde pişirme işlemi uygulanmıştır. Pıhtı paslanmaz çelik kaplara aktarıldıktan sonra haşlama asitliğine (yaklaşık ph 5.1) ulaşılıncaya kadar bekletilmiştir. Haşlama işlemi %1.5 oranında tuz içeren 40 litre haşlama suyu içerisinde, 55-60ºC de gerçekleştirilmiştir. Yoğurma işlemini takiben peynirler 500 g lık kalıplara alınmıştır. Peynir örnekleri %85 nem altında ilk gün 15ºC de, ikinci gün 10ºC de bekletilmiş, daha sonra vakum altında polietilen poşetlere ambalajlanmıştır. Tüm peynir örnekleri 4±1ºC de olgunlaşmaya bırakılmış ve 1., 15., 30., 60. ve 90. günlerde analize alınmıştır. 3.2.1.2 Farklı kültür oranları kullanılarak az yağlı Kaşar peyniri üretimi Farklı pastörizasyon sıcaklıklarının etkilerinin incelendiği birinci aşamada, peynir sütüne 63ºC de 30 dakika süreyle uygulanan ısıl işlemin az yağlı peynir örneklerinin gerek duyusal gerekse yapısal özellikleri üzerinde daha olumlu sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Bu nedenle ikinci aşamada süte 63ºC de 30 dakika süreyle ısıl işlem uygulamasının daha uygun olacağı kanaatine varılmıştır. Bu aşamada EPS üretim yeteneğine sahip starter kültürün farklı iki oranının etkilerini incelemek amacıyla, çiğ sütten önce kimyasal analizler için örnek alınmış, bunu takiben süt çift cidarlı tankta separasyon sıcaklığı olan 55ºC ye kadar ısıtılmıştır.
Sütün yağ içeriği, deneme peynirlerinin kurumaddesinde % 20 yağ bulunacak şekilde (%1.1 yağ) standardize edilmiştir. Daha sonra süte 63ºC de 30 dakika süreyle ısıl işlem uygulanmıştır. Isıl işlem uygulamasından sonra süt iki eşit kısma ayrılmış ve her bir kısım 34ºC de önce CaCl 2 (% 0.01) katılarak 15 dakika süreyle bekletilmiştir. Bunu takiben 31 C deki birinci kısım süte %0.5 oranında (A2 örneği), ikinci kısım süte %1.0 oranında (B2 örneği) starter kültür ilave edilerek ön olgunlaşmaya bırakılmıştır. Peynir üretiminin sonraki basamakları 1. aşamada olduğu şekilde yürütülmüştür. Bu aşamada ayrıca, aynı parametreler kullanılarak (yağ içeriği % 3 e standardize edilmiş ve EPS - Streptococcus thermophilus ve Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus karışımından oluşan liyofilize ticari kültür (TM081) Lactobacillus helveticus (LH 301) ticari kültürü ile kombine hale getirilerek kullanılmıştır) tam yağlı Kaşar peyniri de üretilmiş ve az yağlı Kaşar peyniri ile karşılaştırma yapmak amacıyla kullanılmıştır. Tüm peynir örnekleri 4±1ºC de olgunlaşmaya bırakılmış ve 1., 15., 30., 60. ve 90. günlerde analize alınmıştır. 3.2.2 Örneklerin alımı ve analize hazırlama 3.2.2.1 Sütten örnek alımı ve analize hazırlama Kimyasal analizler için çiğ sütten örnek alımı ve analize hazırlanması TS 2530 sayılı standartta (Anonim 1977) bildirildiği şekilde yürütülmüştür. 3.2.2.2 Peyniraltı suyu ve haşlama suyundan örnek alımı ve analize hazırlama Peyniraltı suyu örnekleri, pıhtının peynir kalıplarına aktarılması ile haşlama işlemine uygun asitliğe gelmesi için geçen zaman aralığında toplanan peyniraltı sularından; haşlama suyu örnekleri ise haşlama işleminin tamamlanmasından sonra kazanda kalan haşlama sularından alınmıştır. Örneklerin alımı ve analize hazırlanması TS 2530 sayılı standartta (Anonim 1977) bildirildiği şekilde yürütülmüştür. 3.2.2.3 Kaşar peynirinden örnek alımı ve analize hazırlama Yuvarlak kalıplar halinde ve plastik vakum ambalaj içerisinde olgunlaştırılan Kaşar peyniri örnekleri, ambalajları açıldıktan sonra keskin bir bıçak yardımıyla merkezden kenara doğru kesilerek 2 eşit parçaya ayrılmış ve parçalardan birisi kimyasal, diğeri duyusal analizler için kullanılmıştır. Kimyasal analizlerde kullanılacak örnek tamamen rendelenip analize hazır hale getirilmiş ve ağzı kapaklı cam kavanozlarda muhafaza edilmiştir (Anonymous 1995). 3.2.3 Uygulanan analizler 3.2.3.1 Hammadde süte uygulanan analizler 3.2.3.1.1 Toplam kurumadde Gravimetrik yöntemle belirlenmiştir (Anonim 1994). 3.2.3.1.2 Yağ