Süt Ürünlerinde Transglutaminaz Enzimi
Kullanımı ve Önemi
Enzimler, endüstriyel işlemlerde istenilen reaksiyonların katalizlenmesinde kullanılırlar. Söz konusu işlemlerdeki enzim uygulamaları, günümüzde ihtiyaç duyulan enzimlerin az bulunur olmaları ve yüksek maliyetleri nedeniyle güçleşmektedir. Bu problemin üstesinden gelinebilmesi amacıyla mikrobiyel enzimler kullanılmaktadır. Proteaz, lipaz, katalaz, lâktaz, transglutaminaz gibi enzimler süt ve ürünlerinin üretiminde veya kalitelerinin arttırılmasında kullanılan başlıca mikrobiyel kaynaklı enzimlerdir.
Süt Ürünlerinde TG Uygulamaları
Geleneksel olarak süt pıhtları, asitlendirme veya rennet ile oluşur. Süt asitlendiği zaman kazein misellerinde kompleks fiziko-kimyasal miseller oluşur. Bu oluşum pH ve sıcaklığa bağlıdır Asitlendirme sürecinde ilk adım κ-kazein nötralizasyonu sonucu oluşan çökelme olayıdır. Süt protein jelleri (asit ve rennet jelleri), temel olarak kovalent olmayan zayıf interaksiyonlar tarafından stabilize edilmektedir. TG enziminin protein molekülleri arasında meydana getirdiği kovalent bağlar daha kuvvetli bir kazein agregasyonuna neden olmaktadır. Kazein, transglutaminaz reaksiyonları için iyi bir substrattır. Kazeinlerin aksine, sütteki serum proteinleri disülfit bağları ile sabitlenen globüler yapıları nedeniyle çapraz bağlanma tepkimelerine daha az eğilimlidir. Serum proteinleri,dithiothreitol gibi indirgen ajanların varlığında transglutaminazla çapraz bağlanmaya daha uygun hale gelmektedir
Süt Ürünlerinde TG Kullanımının Avantajları
Kazeinatlar; Jelleşme ve emülsifikasyon niteliğinde gelişme
Serum proteinleri; Paketleme filmlerinin oluşması ve niteliklerinin gelişmesi
Yoğurt; Pıhtı sıkılığında artış/ Serum ayrılmasında azalma
Taze-Olgun peynir; Ürün randımanında artış/ Serum ayrılmasında azalma
Dondurma; Su bağlama niteliğinde artış/ Jelleşme niteliğinde iyileşme
Krem şanti; Fiziksel niteliklerin geliştirilmesi
Kurutulmuş süt; Stabilitede artış ürünleri
TG’in Yoğurt ve Ayran Üretiminde Kullanımı
TG enziminin katalize ettiği çapraz bağlanmanın yoğurdun jel sıkılığını artırdığı ve geçirgenliğini azalttığı, özellikle de yağsız ya da az yağlı yoğurtlarda kullanımının pıhtı stabilitesini geliştirdiği, serum ayrılmasını geciktirdiği ve depolama asitliğini önemli ölçüde azalttığı için raf ömrünü uzattığı belirlenmiştir. TG enziminin yoğurtlarda serum ayrılmasında azalmaya neden olduğunu belirlenmiştir. Serum ayrılmasındaki azalmanın nedeninin, enzimin katalize ettiği süt proteinlerinin çapraz bağlanmasının bir sonucu olarak jel geçirgenliğindeki azalma olduğu düşünülmektedir. Ürün mikrostrüktürünün daha sıkı ve stabil olmasına neden olan jel geçirgenliğindeki azalma sonucunda da daha fazla serbest suyun jelde tutulmaktadır. TG katkılı ayran örneklerinde daha güçlü jel yapısının oluştuğunu ve bu yapı içerisinde proteinlerin daha düzenli dağıldığını ve protein ağ yapısında gözeneklilik azalmaktadır.
Ayran üretiminde TG uygulaması ile viskozitede önemli oranda artış ve serum ayrılmasında azalma sağlanmıştır. Süt proteinlerinin önemli bir kısmını oluşturan serum proteinlerinin ikincil ve üçüncül yapılarından dolayı enzim reaksiyonuna karşı dayanıklı oldukları, ancak; ısı ile denatürasyonları sonucu enzimin serum proteinleri üzerindeki etkinliğinin arttığı bilinmektedir . TG enzimi ile modifiye edilen süt proteinlerinin çözünebilme, su tutma, jelleşme, emülsifiye etme gibi fonksiyonel özelliklerinin artış gösterdiği bilinmektedir.
TG’ın Peynir Üretiminde Kullanımı
TG’ın serum proteinlerinin kazeinatlara bağlanma etkisini arttırır ve peynir çeşitlerinin bütün duyusal özelliklerini koruyarak verimi geliştirir. Peynirde, 60 unit/l süt enzim konsantrasyonunda maksimum peynir sertliğine ulaşılmıştır. Yumuşak peynir üretiminde TG uygulaması peynir protein içeriğinde belirgin bir artışa sebep olurken, peynir altı suyunun protein içeriğinde belirgin bir şekilde azalma meydana gelir. Enzim uygulanmış peynirde belirgin olmayan bir şekilde toplam kuru madde ve yağ miktarında artış olmuştur. Bu durumun su içeriğinin azalması ve protein içeriğinin artmasından kaynaklanmaktadır. Peynir üretiminde , TG’ın rennetten önce ve rennetle beraber pastörize süte katılmasıyla, peyniraltı suyu proteinlerinin %90’ının süt jeline birleştiği görülmüştür. TG, pıhtılaştırıcı enzimle aynı anda katıldığında moleküller arası çapraz bağlanmayı yapmak için κ-kazeine yönelmektedir . Bu da verim artışına sebep olmaktadır. Enzim uygulanmış peynirde toplam kurumadde ve yağ miktarında artış da olur.
TG uygulanmış peynir örneklerinde olgunlaşmanın 7. gününden 35. gününe kadar olan periyodunda kontrol örneğine göre proteolizin önemli ölçüde düşük olmaktadır. Dahası, olgunlaşmanın 14. gününden itibaren, TG’ın rennetle aynı anda katıldığı örnekte suda çözünen azot değerlerinin TG’ın pıhtı kesiminden hemen sonra katıldığı örnekten önemli ölçüde düşük olduğu bulunmuştur.
TG’ın Dondurma Üretiminde Kullanımı
Dondurulmuş sütlü tatlılarda, enzim katkılı dondurmada özellikle de buzlu yapı kusurunun görülebileceği düşük kalorili dondurmalarda; daha pürüzsüz bir yapı elde edilir ve dondurma kaşıkla daha kolay alınabilir. Bu durum, daha sıkı ve stabil bir yapı içerisinde buz kristallerinin oluşumunun engellenmesiyle açıklanmaktadır. Ayrıca; TG, serum ayrılmasını önler, su bağlama kapasitesi ve viskozitede artış olur, buz kristallerinin oluşumunu önler.
TG, Yüksek yağ içeriği dondurmanın erimeye karşı direncini arttırır. TG, kazeinler arası kovalent bağ ve molekül içi bağlar oluşturarak üründe köpük ve emülsiyon stabilizasyonunu sağlamaktadır. Düşük yağ içerikli (4, 6 ve 8 g/100 g yağ) dondurma örneklerine TG’ın uygulanmasıyla, overrunda artış, yağ globüllerinin kısmi birleşimi, erimeye karşı direnç ve sertlik artışı olur.
TG’ın Kefir Üretiminde Kullanımı
Transglutaminaz uygulanmış sütten yapılan, İki hafta depolanan kefir örneklerinde tat ve kokuyu geliştiren yüksek miktarda moleküler aroma maddeleri karakterize olmuştur. Kefir örneklerinin duyusal kalitesi artmıştır. Allerjik insanlar için daha az immünreaktiviteye sahip bir ürün elde edilmiştir.