Süt İçeriği
Süt içeriğinin en önemli bileşenin sudur. Sütün ana bileşeni olan su, yaklaşık yüzde 87 oranında yer alır. Su, yeni doğan buzağı için olmazsa olmaz hayati bir sıvıdır ve çok gereklidir , ayrıca süttün içindeki diğer tüm besin maddeleri için de bir taşıyıcı olarak ihtiyaç duyulur.
Karbonhidratlar
Sütün karbonhidrat içeriğinin büyük çoğunluğu laktozdur. Laktoz, yeni doğan buzağı için ana enerji kaynağı olarak kullanılan bir şekerdir. Bununla birlikte, laktozun sindirilmesi için laktaz enzimi gereklidir. Tüm insan bebekleri bu enzime sahiptir, ancak sütten kesildikten sonra yalnızca bazıları bu enzimi muhafaza etmektedir. Aslında, dünya nüfusunun çoğu bebeklikten sonra laktozu sindirememektedir. Bu yüzden laktoz en yaygın gıda alerjicidir.
Pek çok çocukta ve yetişkinlerde laktaz bulunmama nedeni evrimlidir. Sütundan ayrıldıktan sonra başka hiçbir memelinin bu enzime ihtiyacı yoktur ve bu nedenle, gereksiz olacağı düşünüldüğünde, vücuda yapımı genetik olarak programlandığı gibi durdurur. Süt bebeklikten sonra içmek tabiatın tasarladığı şey değildir.
Protein
Sütteki proteinler iki kategoriye ayrılabilir – kazeinler ve peyniraltı suyu proteinleri.
Kazeinlerin sindirimi çok zor olabilir, genellikle alerjilere neden olur ve tip 1 diyabetle bağlantılıdır. Kazeinler çok yapışkanlar için bile temel olarak kullanılıyor!
İnek sütünün protein gazı miktarı 3.3 g / 100 g (yarı yağsız sütte 3.4 g) iken, insan sütü için sadece 1.3 g / 100 g’dır. Üstelik, kazeinlerin peynir altı suyu proteinlerine oranı insan sütünde 40:60, ancak inek sütünde 80:20’dir. Buzağıların ekstra proteine ihtiyaçları vardır, çünkü hızlı büyümeleri gerekir. İnsan bebekleri, daha az protein ve daha fazla yağa ihtiyaç duyar. İnek sütündeki proteinlerin daha yüksek miktarı ve yanlış oranı sindirmeyi zorlaştırmakla kalmaz, aynı zamanda vücuda kemikleri zayıflatabilecek asidik (istenmeyen) reaksiyonlara da neden olur.
Şişman, yağ
İnek sütü daima doymuş yağ içeriyor ve bu ‘kötü’ yağ insanlar için tamamen gereksiz – yalnızca insan vücudu için değil, aynı zamanda faydalı özelliklerin tümüne sahip izleri veya çok az doymamış yağ içerir (örneğin anti Iltihaplanma).
Vitaminler ve mineraller
İn vitro sütte bu vitamin ve minerallerin az miktarda bulunur:
Mineraller
Sodyum, potasyum, kalsiyum, magnezyum, fosfor, klorür, çinko, demir (çok düşük seviyeler), selenyum, iyot ve eser miktarda bakır ve manganez
Vitaminler
Retinol (vitamin A), karoten, vitamin E, tiamin, riboflavin, niasin, vitamin B6, vitamin B12, folat, pantotenat, biyotin, vitamin C ve eser miktarda D vitamini
Hormonlar ve Büyüme Faktörleri
İnek sütü doğal olarak 35 hormon ve 11 büyüme faktörü içeren bir kokteyl içerir. Bu kokteyl bir buzağı içindir ve büyüme ve gelişme ihtiyaçları için mükemmel bir uygundur (bir buzağı sadece bir yıl içinde yetişkin bir inek ineğine girer).
Bununla birlikte, bu hormonlar / büyüme faktörleri yetişkin bir insan vücudundaki kanser büyümesini hızlandırabilir, çünkü büyümek için başka bir şey yok, ancak malign hücreler.
En büyük endişelerden ikisi, insanlardaki meme ve prostat kanserleriyle bağlantılı olduğu için, östrojen ve insülin benzeri büyüme faktörü 1 (IGF-1) ‘dir. IGF-1’in küçük artışları bile göğüs, prostat, akciğer ve kolon kanserleri gibi diğer ortak kanser risklerini arttırmaktadır. IGF-1 pastörizasyon esnasında yok edilmez. Bu konuyla ilgili daha fazla bilgi için bkz. Kanser.
Enfeksiyöz parçacıklar ve somatik hücreler (pus)
Süt ineği hastalığa yatkındır ve çiftliklerde çok sayıda inek ve üretim yoğunluğu nedeniyle hastalıklar hızla yayılır. İngiltere’de inekler bruselloz, sığır tüberkülozu, ayak ve ağız hastalığı, mastitis, viral pnömoni ve Johne hastalığı gibi bir dizi bulaşıcı hastalıktan muzdarip olabilir. Sonuç olarak sütte çeşitli kirleticiler oluşabilir.
Mastitis (memenin iltihabı) çok yaygındır. Buna bakteriler neden olur ve tüm memeye veya bir kısmına iltihaplanır, şişer ve çok ağrılı olur. İnekin vücudu, memedeki enfeksiyonla savaşan beyaz kan hücreleri (nötrofiller) üreterek enfeksiyona tepki verir. Bu hücreler, ölü hücreler (tüm bu hücrelere “somatik hücreler” denir) ve iltihap atıklarıyla birlikte, pus bileşenleridir ve kaçınılmaz olarak süt içine atılırlar. Litre başına 400 milyon somatik hücre içeren süt, AB’de satılması için yasaldır.
1
SÜTÜN BİLEŞİMİ VE ÖZELLİKLERİ
kaynak:A Y Ş E G Ü R S O Y / / S Ü T K İ M Y A S I V E B İ Y O K İ M Y A S I
Süt, dişi memeli hayvanların yeni doğurdukları yavrularını besleyebilmek üzere, süt
bezlerinde farklı sürelerde salgılanan, içinde yavrunun kendini besleyecek duruma
gelinceye kadar almak zorunda olduğu bütün besin maddelerini yeterli miktarda
bulunduran bir sıvıdır. Hayvanların yaşadığı çevre koşullarına göre sütlerinin bileşimi
de farklılık gösterir. Örneğin doğum ağırlığının iki katına 9 günde ulaşan köpek
sütünün protein oranı % 7.3, 180 günde ulaşan insan sütünde sadece % 1.6’dır.
Süt beslenme uzmanları tarafından temel gıda maddesi olarak kabul edilir. Kalsiyum,
fosfor ve riboflavin (vit B2) açısından önemlidir. Yaşamsal önemi olan amino asitleri
ve yağ asitlerini bünyesinde bulundurur. Sadece sütte bulunan bileşenler; laktoz, süt
yağı, kazein, laktoalbümin ve laktoglobülindir. Sütün enerji değeri bileşimine göre
farklılık gösterir. 1 litre % 3 yağlı içme sütü 615 kcal enerji verir.
Bileşimindeki maddeler ve özellikleri nedeniyle süt koruyucu bir gıdadır. Süt proteini
amfoter özelliği nedeniyle asit ve baz buharlarını tamponlayabilir, zehirli ağır metalleri
bağlar. Bu nedenle kimya endüstrisi, kömür ocakları havagazı fabrikaları ve kazan
dairelerinde çalışan işçilere yasal düzenlemelerle zehirlenmelere karşı korumak
amacıyla sürekli süt ve yoğurt verilir.
SÜTÜN BİLEŞİMİ
Süt genel olarak aşağıdaki bileşenlerden oluşur. Bileşimi başta alındığı hayvanın
türüne bağlı olmak üzere pek çok faktöre göre değişim gösterir. Çizelge 1’de sütün
genel bileşimi yer almaktadır.
Genel olarak protein ,yağ şeker gibi temel kimyasal bileşenler büyük miktarda yer
alır. Ancak küçük miktardaki bileşenlerin de sütün özelliklerine katkısı büyüktür.
Örneğin vitaminler besin değeri açısından önem taşır, enzimler çeşitli reaksiyonları
katalize eder, bazı minör bileşenler sütün duyusal niteliklerini etkilerler. Laktoz sütün
tek karbonhidratıdır, glikoz ve galaktozdan oluşan bir disakkarittir. Sadece sütte
bulunur, beyin ve sinir gelişimi için önem taşır.
2
Süt yağının büyük bir kısmı kompleks yapıda trigliseridlerden oluşur. Yapıdaki yağ
asitlerinin zincir uzunluğu( 2-20 karbonlu) ve doymuşluk ve doymamışlık oranı (0-4
çift bağlı) değişkendir. Diğer lipid bileşenleri fosfolipid, kolesterol, serbest yağ asitleri,
mono ve digliseridlerdir.
Proteinlerin % 80 i kazeinden oluşmuştur. Kazeinler; α S1, αS2-, β-, ve ĸ-kazein
olarak 4 çeşittir ve fosforlu bileşiklerdir. Proteinlerin diğer % 20 lik kısmını serum
proteinleri (β-lg) oluşturur. Süt ayrıca çok sayıda minör proteinleri ve enzimleri de
içerir.
Na, K, Ca, Mg, Cl ve fosfat sütteki temel mineral maddelerdir, ayrıca çok sayıda iz
elementler mevcuttur. Süt tuzları kısmi iyonize halde bulunabilir. Başta sitrat olmak
üzere çok sayıda organik asitler iyon veya tuz halde bulunur. Bunların dışında sütte iz
miktarda çok sayıda bileşlen de bulunmaktadır.
Sütte suyun dışındaki toplam bileşenler kurumadde olarak isimlendirilir. Diğer
bileşen ayrımları; süt yağsız kurumadde ve kurumadede yağdır. Sütün kimyasal
bileşimini besin değerini önemli ölçüde etkiler. Ayrıca sütte birtakım
mikroorganizmalar bulunabilir. Bunlar sütün kimyasal reaksiyonlarını ve duyusal
niteliklerini etkiler.
Çizelge 1. İnek sütünün ortalama bileşimi
Bileşenler Sütteki ortalama
miktar (%w/w)
Değişim genişliği
(%w/w)
Kurumaddede ortalama
miktar (%w/w)
Su 87.10 85.30-88.70 _
Süt yağsız
kurumadde
8.90 7.90-10.00 _
Kurumaddede yağ 31 22-38 _
Laktoz 4.60 3.80-5.30 36
Yağ 4.0 2.5-5.5 31
Protein 3.3 2.3-4.4 25
kazein 2.60 1.70-3.50 20.00
Mineral maddeler 0.70 0.57-0.83 5.40
Organik asitler 0.17 0.12-0.21 1.30
Diğer bileşenler 0.15 _ 1.20
3
Çiğ Süt: Hayvandan muntazam aralıklarla ve tam olarak sağılan, soğutulan,
içerisinden herhangi bir bileşeni alınmayan veya içerisine herhangi bir madde ilave
edilmeyen, önceden herhangi bir işleme tabi tutulmayan (ısıtma gibi) ve işlenmek
üzere fabrikaya gönderilen süttür.
Kazeinli Sütler: Toplam proteinin en az 3’te 2’sini kazeinin oluşturduğu sütlerdir.
İnek, koyun, keçi sütleri gibi. Kazeinli sütler yüksek ısıya dayanıklıdır. Asitler ve mide
salgıları ve mayalarla iri taneli pıhtı verir dolayısıyla hazmı zordur.
Albuminli Sütler: Albumin ve globulin toplamı protein miktarının 3’te 1’inden
fazlaysa bu süt albuminli sütler grubuna girer. İnsan, at, eşek köpek, domuz sütü gibi.
Bu sütler yüksek ısıya daha az dayanıklıdır. Asitler ve mide salgıları ve mayalarla
daha ufak taneli ve yumuşak pıhtı verir, hazmı kolaydır.
Kolostrum (Ağız Sütü):
Süt vermeye başlayan memenin ilk ürününe kolostrum adı verilir. Doğumdan hemen
sonra 5-7 gün içerisinde salgılanır. Sarımtırak-kahverengimsi ya da kırmızımtırak
renge, anormal bir kokuya ve tuzlumsu acı bir tada sahiptir. Özgül ağırlığı normal
sütten daha yüksek, 1.079 gr/ml civarındadır. Mikroskop altında yapısında bazı
parçacıklar, epitel hücreleri, kolostrum cisimcikleri görülür. Ağız sütü özellikleri
açısından kana benzerlik gösterir. Bu şekilde plasentar dönemde kanla beslenen
yavrunun süt ile beslenme dönemine uyumlu geçişi sağlanır.
Çizelge 2. Ağız sütünün (kolostrum) bileşimi
Doğum sonrası
süre (gün)
Kurumadde
(%)
Yağ(%) Kazein(%) Albumin ve
globulin(%)
Laktoz(%) Kül(%)
0 33.6 6.5 5.6 16.9 2.1 1.4
1 15.6 3.6 4.2 2.6 4.2 1.0
2 13.7 3.7 3.9 1.2 4.5 –
4 14.2 4.5 3.3 0.9 4.7 0.9
6 13.0 3.7 2.8 0.8 4.8 0.9
Normal süt 12.4 3.4 3.0 0.5 4.6 0.8
4
Ağız sütleri belirli bir bileşim göstermez zaman ilerledikçe bileşim sürekli değişir.
Normal sütle karşılaştırıldığında kurumadde, kazein albumin, globulin ve mineral
maddelerce zengin fakat yağ ve şekerce fakirdir.
Kolostrum özellikle protein fraksiyonlarınca zengindir. Kolostrumun en büyük özelliği
globulin miktarının çok yüksek olmasıdır. %17 civarındaki globulin da antikorların
taşınmasında görev yapmaktadır. Özellikle protein faksiyonları açısından zengindir.
Bunlardan imminoglobulinler bağışıklık kazandırma özelliğinde olduklarından
yavrunun dış etkilere ve hastalıklara karşı direnç kazanmasını sağlarlar.
Kolostrumdaki bağışıklık maddelerinin miktarı annenin laktasyon sayısına büyük
ölçüde bağlılık gösterir. Bunlardan yararlanma, buzağı yaşı ilerledikçe hızlı bir
biçimde azalma gösterir. Magnezyum tuzları ile katalaz, peroksidaz amilaz ve lipaz
gibi enzimler açısından zengindir. Vitamin ve antikor miktarları oldukça yüksektir.
Özellikle A vitamini normal sütteki miktarın 20 katına çıkabilmektedir. İnek ağız
sütlerinde asitlik 18 °SH’ya çıkabilmektedir. Bu nedenle doğumu izleyen bir haftalık
sürede sağılan sütün kullanılmaması ve yavruya verilmesi mutlak gereklidir.
FARKLI TÜR SÜTLERİN BİLEŞİMİ VE ÖZELLİKLERİ
Sütler alındığı hayvanın adı ile anılır. Sadece süt sözcüğü temel süt kaynağı olarak
kabul edilen inek sütlerini kapsar. Çünki ticari olarak üretimi yapılan pek çok ürünün
hammaddesi inek sütüdür.
Koyun Sütü
Koyun sütünün kurumadde oranı inek sütünden % 50 oranında daha fazladır.
Protein yağ ve mineral maddeler açısından zengindir. Doğal asitliği daha yüksektir,
sonradan oluşan asitlik biraz yavaş gelişir. Titrasyon asitliği 8-12 SH, yoğunluğu
1.030-1.045 g/ml dir. Kendine özgü ağır tadı ve kokusu vardır. Bu nedenle içme
sütüne uygun değildir. Proteinin % 80’i kazein oluşturur, kazeinli sütler grubundandır.
Kazein ve yağ oranı yüksek olduğundan peynir, yoğurt, tereyağı ve kazein üretiminde
tercih edilir. Pıhtılaşmak için daha fazla peynir mayasına ihtiyaç gösterir. Yağ asitleri
kompozisyonu inek sütünden farklıdır. Süt yağındaki lesitin miktarı daha fazla yağ
globüllerinin çapı büyük, riboflavin açısından zengin C vitamini ve nikotinik asit
5
miktarı düşüktür. Kurumadde ve yağ oranı fazla olduğundan İnek sütüne oranla
sindirimi daha güçtür.
Çizelge 3. Çeşitli tür sütlerin ortalama bileşimi (%)
Süt Türü Kurumadde Süt yağı Protein Laktoz Kül
İnsan 12.4 3.8 1.0 7.0 0.2
İnek 12.6 3.7 3.4 4.7 0.7
Manda 17.2 7.4 3.5 5.4 0.8
Koyun 19.3 7.4 5.5 4.8 1
Keçi 13.2 4.5 3.2 4.1 0.8
Kısrak 11.2 1.9 2.5 6.2 0.5
Deve 13.6 4.5 3.6 5 0.7
Fil 23.4 14.3 4.9 3.4 0.8
Eşek 12 1.8 2.5 6.1 0.5
Köpek 24.9 10.5 12.2 1.3 0.9
Ada tavşanı 30.6 10.5 15.5 2 2.6
Kedi 17.9 3.3 9.1 4.9 0.6
Fare 30.9 14.8 11.8 2.8 1.5
Domuz 20.5 8.8 7.3 3.3 1.1
Ren geyiği 33.3 16.9 11.5 2.8 1.4
Balina 37.5 22 12 1.8 1.7
Keçi Sütü
Keçi sütü ortalama bileşim bakımından inek sütüne benzerlik göstermekle birlikte,
fizikokimyasal niteliklerindeki bazı farklılıklar nedeniyle inek sütünden daha değerli
olarak düşünülmektedir. Bu özelliğiyle de; bebekler, yaşlılar ve süt veren kadınların
beslenmesinde kullanılmaktadır. Keçi sütünün bazı özellikleri bu bağlamda inek
sütünden farklılıkları aşağıda sıralanmıştır:
Taze keçi sütünün asitliği 6.4-10 SH, yoğunluğu 1.028-1.041 g/ml dir. İnek sütüne
göre daha yüksek oranda küçük çaplı yağ globülleri bulundurması süt proteinlerinin
özellikle de αs1 kazeinin kalitatif ve kantitatif açıdan farklılıklar göstermesi daha kolay
sindirilebilmesini sağlamaktadır.
Keçi sütü kısa ve orta zincirli tekli ve çoklu doymamış yağ asitleri (kaproik, kaprilik,
kaprik) bakımından zengindir. Bu bileşenler emilim ve metabolizma bozuklukları,
6
kolesterol problemleri, ve yetersiz beslenme bulguları sergileyen hastalarda tedavi
edici nitelikler taşımaktadır. Bu bileşenler aynı zamanda keçi sütünün kendine has
ağır kokusuna da neden olmaktadır. Kötü bakım ve ağıl koşullarının olduğu
durumlarda bu koku ve tat süt ve ürünlerde daha belirginleşir.
Keçi sütünde kadın sütüne göre daha yüksek miktarda esansiyel yağ asitleri
bulunmakta, bu da emziren kadınlar açısından önem taşımaktadır.
Keçi sütü ürünlerinin endüstriyel ölçekte üretimini kısıtlayan başlıca faktör, laktasyon
döneminin 6-7 ay arasında değişmesi ve bu nedenle üretimin mevsime bağlılık
göstermesidir.
Keçi sütü bileşim açısından inek sütüne yakın değerlere sahiptir. Karoten miktarı az
ve A vitamini diğer süt türlerininden 2-3 kat fazla olduğundan rengi daha beyazdır.
Peynir mayasıyla daha kolay pıhtılaşır. Yağ globülleri küçük olduğundan kaymak
bağlaması zordur. Bu özellikleri nedeniyle sindirim güçlüğü çekenler ve bebek
beslenmesinde tercih edilir. B12 vitamini ve demirce fakir olduğundan uzun süre keçi
sütüyle beslenenlerde kansızlık görülebilir.
Manda Sütü
Manda; gerek bakım ve beslenmesinin kolaylığı yönünden gerekse sütünün besleyici
özelliklerinin bulunması nedeniyle önemli bir türdür. Fakat bir dönem dünya süt
üretiminin % 10’unu oluşturan manda sütü, küresel iklim değişikliği nedeniyle
mandaların yaşam alanı olan sulak alanların giderek azalması, mandaların düşük süt
verimi ve uzun süren buzağılama döneminin olması nedeni ile giderek azalmaktadır.
Manda sütünün özellikleri aşağıda sıralanmıştır.
1) Mandalar, karotenin tamamını A vitaminine çevirdikleri için sütlerinin rengi,
diğer sütlere oranla daha beyazdır. Karoten içermezler ve A vitamini içeriği
daha yüksektir.
2) Manda sütü proteini inek sütüne göre daha çok kazein, daha çok albumin ve
glolobulin içerir. Bileşimindeki proteinli maddelerin yaklaşık % 77’si kazein
olduğu için, kazeinli sütler grubuna girmektedir. Manda sütü proteinlerinden
özellikle serum proteinlerinin ısıya karşı direnci inek sütü proteinlerinden daha
yüksektir. Bu durum manda sütünün ve ürünlerinin daha fazla ısıl isleme
7
dayanmasını sağlamaktadır. Maya ile pıhtılaşma süresi de, inek sütlerine göre
daha kısadır .
3) Manda sütünün yağ oranı (% 7-8) inek sütüne (% 3-4) göre yaklaşık 2 kat
fazla olmasına karşın, manda sütünün kolesterol değeri (%43 daha az), inek
sütüne göre önemli ölçüde daha düşüktür. Bu durum yağ globüllerinin çapının
küçük olması dolayısıyla çoklu doymamış yağ asitlerince zengin olmasından
kaynaklandığı bildirilmektedir.
4) Mineral madde içeriği açısından da manda sütü inek sütünden daha üstündür.
Örneğin kalsiyum, demir ve fosfor içeriği inek sütüne göre daha fazladır. Çeşitli
biyo-koruyucu maddelerin (immunoglobulinler, laktoferrin, lisozim,
laktoperoksidaz) manda sütünde daha fazla olması, özel diyetlerde ve sağlıklı
gıda hazırlamada bu sütü inek sütüne göre daha üstün duruma getirmektedir.
5) Ürünlere işlenme uygunluğu açısından manda sütü daha üstündür. Yağ
oranının ve kurumaddesinin daha fazla olması tereyağı ve süttozu gibi
ürünlerin üretiminde randımanı artırmaktadır. Ayrıca manda sütünden üretilen peynir, yoğurt, süt tozu gibi ürünler daha beyaz renklidir. Manda sütü kreması kahvede kullanmak için inek sütü kremasına göre daha uygundur.
Deve Sütü
Deve; sıcak havadan, su ve yem kaynaklarının azlığından çok fazla etkilenmeyen hayvanlar oldukları için, özellikle kurak ve çok sıcak iklime sahip olan bölgelerde yaşayanlar için ineklere göre daha iyi bir gıda kaynağı olarak görülmektedir. Deve sütünün bazı fizikokimyasal özellikleri dolayısıyla tereyağına ve peynire işlenmesinin oldukça güç olduğu, dondurma üretiminde kullanımının mümkün olduğu ancak daha çok fermente ürünlere işlendiği belirtilmektedir. Deve sütünün en belirgin özelliği inek
sütünden 3-5 kat fazla C vitamini içermesidir. Deve sütü ayrıca esansiyel olan çoklu doymamış yağ asitleri (PUFA) açısından da diğer büyükbaş hayvanların sütlerine kıyasla daha zengindir. Ayrıca deve sütünün asitliği inek sütüne göre çok daha yavaş geliştiği için, oda sıcaklığında daha uzun süre bozulmadan muhafaza edilmesi mümkün olabilmektedir.
Eşek Sütü
Anne sütüne yakın bileşime sahip olması nedeniyle eşek sütüne son yıllarda artan bir
ilgi doğmuştur. Eşek sütü inek sütünden daha düşük oranda yağ, protein, inorganik
tuz ve daha yüksek oranda laktoz içermektedir. Çok düşük miktarda yağ içermekle
birlikte yağ asitlerinin omega 3 ve omega 6 gibi çoklu doymamış yağ asitlerinden
oluşmuştur. Proteinlerin yaklaşık % 35-50 si serum proteinlerinden oluşmuşta ve
daha az ß-laktoglobulin ve fazla ?-laktalbumin ve imminoglobulin bulunmaktadır. Bu
haliyle inek sütü alerjisine sahip bireyler için alternatif bir besin olarak düşünülebilir.
Lizozim ve laktoferrin gibi doğal inhibitörler yönünden zengindir ve bu haliyle
antimikrobiyel madde olarak görülmektedir. Vitamin ve mineral yönünden zengin
olduğundan dolayı kozmetik ürünlerinin üretiminde kullanılmaktadır. Ayrıca
bileşiminde bulunan biyoaktif bileşikler nedeniyle sindirim kalp-damar hastalıklarının
tedavisinde de kaynak olarak düşünülebilir.
Kısrak Sütü
Kısrak sütünün su ve laktoz oranı inek sütüne göre daha yüksek olduğundan
mavimsi-beyaz renkte görünür ve daha tatlımsıdır. Protein, laktoz ve mineral madde
açısından insan sütüne yakındır. Yağ miktarı az olduğundan kalori değeri düşüktür.
Yağ globüllerinin çapı küçük olduğundan geç kaymak bağlar. Pepton, peptid ve
serbest amino asitler açısından daha zengindir. Ayrıca C vitamini miktarı oldukça
yüksektir. Doğu Avrupa ve Orta Asya ülkelerinde “Kımız” adı verilen fermente ürün
üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
İnsan Sütü
Kadın sütünün teknolojik olarak kullanılması söz konusu değildir. Ancak insan
beslenmesinde kullanıldığı için önem taşımaktadır. Kurumadde açısından inek
sütüne yakındır. İnek sütünden farklı olarak laktoz oranı yüksek, mineral madde ve
protein oranı düşüktür. Asitlik derecesi inek sütünün yarısı kadardır. Asit ve peynir
mayasıyla pıhtılaşma yetenekleri iyi değildir. Proteinin % 53’ü kazeinden , % 47’si
albuminden oluşmuştur. büyük bir kısmını serum proteinleri oluşturur ve albüminli
sütlerdendir. Yağ globüllerinin çapı daha küçüktür. Midede daha yumuşak ve küçük
taneli pıhtı oluşturduğu için sindirimi kolaydır.
9
SÜTÜN MİKTAR VE BİLEŞİMİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Sağımdan sonra meydana gelen değişikliler genellikle mikrobiyolojiktir. Sütün
kimyasal bileşimi soğutma, depolama ve uygulanan teknolojik işlemelerle değişebilir.
Ayrıca; hastalık tedavisinde kullanılan ilaçlar, antibiyotik, pestisit, deterjan ve
dezenfektan kalıntıları, gebelik ve kızgınlık durumu, kuruda kalma süresi ve vücut
salgıları da etkilidir. Çiğ sütün bileşimini sağımdan önce ve sağım sırasında etkileyen
faktörler şunlardır:
1)Hayvanın ırkı
Süt verimi ve bileşimdeki maddelerin oranları ırka bağlıdır. Aynı ırkın farklı bireyleri
arasında bile farklılıklar bulunabilir. Bu nedenle ıslah çalışmaları ile yağ oranı yüksek
süt veren ırklar geliştirilmiştir.
2)Laktasyon:
Laktasyon süresince laktoz oranı genelde sabittir. Ancak yağ ve protein laktasyonun
ilk 3 ayında düşer ve sonlara doğru artış gösterir.
3)Hayvanın yaşı:
Hayvan yaşlandıkça metabolizma da zayıflama başladığından süt sentezleme
yeteneği belirli ölçüde kaybolur. Sonuçta kurumadde oranında bir miktar azalma
gözlenir.
4)Hayvanın sağlık durumu:
Hayvanın sağlık durumu ve hastalıklar hayvanın zayıflamasına ve verimin düşmesine
neden olur. Meme enfeksiyonu (mastitis) gibi bazı hastalılarda ise sütün bileşimi
değişir. Mastitis enfeksiyonunda mikroorganizmalar alveollere geçer. Süt üreten
hücrelerin yağ, protein, laktoz sentezleme yetenekleri zarar görür. Sütte meydana
gelen diğer değişimler: Ozmotik basıncın belli seviyede tutulması gerektiğinden
kanda oluşan bazı iyonlar süte geçer ve sütteki klor miktarı artar. Aynı zamanda
laktoz miktarında azalma görülür. Klor miktarının artışıyla birlikte sütün elektrik
geçirgenliği artar. Kısmen zarara uğramış dokular serum proteini formuna geçerek
onların miktarını artırır. Katalaz enzimi miktarı ve viskozitede artış meydana gelir.
Sütün asitliği azalır. Mastitis teknolojik açıdan da problemler yaratır. Sütün peynir ve
10
yoğurt mayası ile pıhtılaşması güçleşir ve randıman azalır. Bu hastalığa neden olan
mikroorganizmalar: Streptococcus agalactiae, Streptococcus disagalactiae,
Streptococcus salivarius, Staphylococcus aureus, Corynebacterium pyogenes,
Clostridium perfringens, Aerobacter aerogenes.
5)Sıcaklık (mevsim)
Genellikle 5 ile 20C sıcaklıkta optimum verim elde edilir. Özellikle yüksek sıcaklıkla
birlikte bağıl nem oranı da yüksek olunca yağ oranında azalmalar görülür.
6)Sağım zamanı ve sağım şekli
Bir hayvanın süt verimi günlük sağım sayısının artırılması ile artış gösterir. Ortalama
günde 3 kez sağım yapılmalıdır. Tekniğine uygun sağım ile hayvanın memesine süt
bezlerine etki eden masaj gibi görev yapar ve verimi artırır. Sağım sırasında sütün
tamamen alınması önemlidir.
7)Yem
Sütün sentezlenmesi sırasında gerekli maddeler kan aracılığıyla vücuttan alınır. Eğer
bu maddeler sürekli olarak hayvana verilmezse hayvan gerekli maddeleri kendi
vücudundan karşılar ve giderek zayıflar. Bir süre sonra verim iyice azalır ve bileşim
fakirleşir. Hayvanların yemden yararlanma yeteneği genetik bir özelliktir. Bazıları
yemi daha iyi süte ve ete çevirirler. Yeşil yemler, mısır ve buğday kepeği ayçiçeği
küspesi süt verimini artırır. Kolza ve susam ise verimi azaltır.
8)Hayvanın psikolojik durumu ve bakım
Gelişmiş ülkelerde verimi artırmak amacıyla sessiz ahır ortamı sağlanmakta, hatta
sinirleri yatıştırıcı müzik kullanılmaktadır. Yetersiz kötü bakım, gürültü ve haşaratın
verdiği rahatsızlık verimi azaltmaktadır.
11
LAKTOZ
KARBONHİDRATLAR
Karbonhidratlar; bitkilerin fotosentez ile ürettikleri, enerji kaynağı olarak kullanılan C,
H, O elementlerinden oluşan organik bileşiklerdir. Genel formülleri aşağıdaki gibidir.
CnH2nOn veya = Cn(H2O)n
Bitikler, güneş enerjisini kullanarak karbondioksit ve suyu şekere dönüştürür.
Fotosentez yapamayan diğer canlılar hücre içinde kullanarak enerji elde ederler.
Fotosentezle üretilen karbonhidratların bir kısmı protein yağ ve diğer organik
maddelere kısmı ise polisakkarit olarak adlandırılan şeker polimerlerine dönüştürülür.
Hayvanların temel maddesi proteinler, bitkilerin ise karbonhidratlardır.
Karbonhidratlar bitki ve hayvan organizmasında genellikle glukoz şeklinde bulunur.
Diğer bir ifadeyle laktoz, sakaroz, maltoz, nişasta, glikojen ve selüloz gibi belli başlı
karbonhidratların yapı taşında glikoz bulunur.
Genel olarak karbonhidratlar bitkiler tarafından basit organik maddelerden
sentezlenirken, karbonhidratlardan sadece laktoz ve glikojen hayvan organizması
tarafından sentezlenir.
Karbonhidratlar hem gıdaların temel bileşiminde bulunurlar hem de gıdaların duyusal
ve tekstürel özelliklerini etkilemek amacıyla dışardan ilave edilirler. Gıdadaki
fonksiyonları; tatlandırıcı, jelleştirme, kıvam artırıcı, stabilizer, kalori azaltıcı, yağ
ikame maddesi olarak, aroma ve renk maddelerini tutucu ve besinsel lif şeklindedir.
Sınıflandırma
Molekül ağırlıkları glukoz ve früktoz gibi düşük molekül ağırlıktan başlayıp,
amilopektin ve selüloz gibi çok büyük molekül ağırlığa kadar değişir. Bu polimerlerin
bazıları tek bir şekerden oluşabildiği gibi (glukoz), bazı kompleks karbonhidratlar
çeşitli şekerlerin yanı sıra protein, lip ve fenolik maddeleri de içerebilir.
Karbonhidratlar değişik şekillerde sınıflandırılır.
a) Bitkisel olanlar: tüm şekerler, nişasta, selüloz
b) Hayvansal olanlar: laktoz, glikojen
Kimyasal yapılarına göre:
12
a) Monosakkaritler: trioz, tetroz, pentoz, heksoz,
b) Disakkarit: laktoz, sakaroz, maltoz, sellobiyoz
c) Oligosakaritler: Rafinoz
d) Polisakaritler:
Homopolisakaritler: nişasta, selüloz, inulin, agar, pektin
Heteropolisakaritler: Arap zamkı
Kimyasal yapılarına göre diğer bir sınıflandırma
a) Şeker olmayan karbonhidratlar
Polisakaritler: nişasta, selüloz, glikojen
b) Şeker olanlar karbonhidratlar
Monosakkaritler (basit şekerler): glukoz, galaktoz, früktoz
Diskkaritler (oligosakkaritler) (bileşik şekerler): laktoz, maltoz, sakkaroz
Şekerler
a) Değişik derecelerde tatlı,
b) kristal yapıda,
c) suda gerçek çözelti oluşturur
d) alkolde çözünür
Şeker olmayan polisakkaritler
a) genellikle tatsız
b) Amorf yapıda
c) Yüksek molekül ağırlıklı
d) Sulu etil alkolde çözünmez
e) Suda kolloidal çözelti oluşturur
1. Monosakkaritler
En basit şekerlerdir. Yapılarındaki karbon atomları düz (ana) zincir şeklinde
birbirlerine bağlanmıştır. Zincir uzunluğu (karbon sayısı) 2-8 arasında değişir.
Monosakkaritler hidrolize olmazlar çünkü en küçük birimlerdir. Yapıdaki karbon
atomlarının bir tanesine çift bağla oksijen (C=O) bağlanmıştır ki buna karbonil grubu
denir. Diğer atomların herbirine ise bir hidroksil (-OH) grubu bağlıdır.
Kimyasal yapıları açısından
Aldehit türevi (aldoz): Karbonil grubu karbon zincirinin bir ucunda ise monosakkarit
aldehit/aldoz’dur.
13
Keton türevi (ketoz): Karbonil grubu monosakkarit zincirinin başında değil de
herhangi bir yerde bulunuyorsa bu monosakkarit bir keton/ketoz’dur.
aldehit keton
Zincir uzunluğu fazla olan monosakkaritlerde karbonil (C=O) ve primer alkol
(CH2OH) grubu arasına çok sayıda “H-C-OH / CHOH” grubu girer.
Glikoz (aldehit) Früktoz (keton)
Monosakkaritler C atomu sayısına göre aşağıdaki şekilde adlandırılır;
2 C atomlu – dioz (aldodioz/ketodioz)
3 C atomlu – trioz
4 C atomlu – tetroz
5 C atomlu – pentoz
6 C atomlu – heksoz
7 C atomlu – heptoz
8 C atomlu – oktoz
9 C atomlu – nanoz
14
Genel olarak doğada bulunan monosakkaritler 5 (pentoz) veya 6 (heksoz) karbon
atomu içerirler. Pentozlara örnek olarak arabinoz ve ksiloz (aldo-pentoz) verilebilir.
Süt için özellikle heksozlar önem taşır. Örneğin;
Aldo-heksoz Glukoz, mannoz, galaktoz
Keto- heksoz früktoz, sorboz
D-glukoz üzüm şekeri ve dekstroz olarak bilinir. Bir çok meyvede ve kanda bulunur.
Sütte 60 mg/L kadar glukoza rastlanmıştır.
Monosakkaritlerin 1. Karbon atomunda yer alan aldehit grubu fonksiyoneldir ve bu
durum şekerlere indirgen bir özellik kazandırır.
Asimetrik karbon
Molekül yapılarının 3 boyut içerisinde incelenmesi stereokimya olarak isimlendirilir.
Bu kısım atomların uzayda bir molekül içerisinde birbirlerine göre nasıl düzenlenmiş
olduklarını araştırır. Moleküllerin uzaydaki yerleşimi izomerizm kavramı ile ilgilidir.
15
İzomerizm: Molekül formülleri ve molekül ağırlıkları aynı, yapısal formülleri farklı olan
moleküllere izomer denir. İzomerlerde atomların düzeni ve molekülün kimyasal
özellikleri de farklılık gösterir. İzomerler kapalı formülleri aynı açık formülleri farklı
olan bileşenlerdir.
Genel olarak; polarize ışığın yönünü değiştiren maddeler optikçe aktif maddelerdir
bu maddelerde asimetrik C atomu bulunur.
Tüm monosakkaritler yani basit şekerler asimetrik karbon atomu içerirler. Glukozun
2., 3., 4. Ve 5. Karbon atomları asimetrik karbon atomlarıdır.
İzomer sayısı= 2n
=24
=16
Şekerlerin D- veya L- olarak isimlendirilmesinde gliseraldehit temel kabul edilir ve
diğer şekerlerin bundan türediği varsayılır.
Genel olarak isimlendirmede örneğin glukozda; aldehit veya keton grubuna en uzak
olan ya da primer alkol gubuna en yakın olan asimetrik karbon atomuna bağlı
hidroksil (OH) grubunun bize göre sağda bulunması şekerin D- izomerini, solda
bulunması L-izomerini belirtir.
C H O
C
C H 2O H
H O H
C H O
C
C H 2O H
H O H
C H O
C
C H 2 O H
H O H
C H O
C
C H 2O H
H O H
D -g ly c e ra ld e h y d e L -g ly c e ra ld e h y d e
D -g ly c e ra ld e h y d e L -g ly c e ra ld e h y d e
16
2. Disakkaritler (Oligosakkaritler)
Yapılarında 2-10 adet basit şeker bulunduran bileşiklerdir. İki monosakkaridin bir
glikozidik bağ ile birleşmesi (su çıkması) sonucu disakkarit meydana gelir.
Hidrolizasyonla oluşan monosakkarit sayısına göre; disakkarit, trisakkkarit,
tetrasakkarit olarak isimlendirilir. Disakkaridi oluşturan monosakkaritler aynı veya
farklı olabilir. Disakkarit oluşurken, monosakkaritler fonksiyonel özelliklerini
koruyorlarsa disaakkarit de aynı özelliğe sahip olacaktır. Serbest karbonil grubu
içeren oligosakkaritlr indirgen tersi durumda indirgen olmayan oligosakkarit olarak
düşünülür
Aşağıda 2 mol glikozdan maltoz (malt şekerinin) oluşumu görülmektedir.
17
Monosakkaritlerden disakkarit oluşumu aşağıda şematize edilmiştir.
3. Polisakkaritler
Polisakkkaritler çok sayıda monosakkaridin birleşmesiyle oluşan yüksek moleküllü
maddelerdir. Şekere benzemezler. Basit sınıflandırmada
1. Çözünemeyen polisakkaritler: birkilerin yapı maddesini oluşturan selüloz
örnek verilebili.
2. Yedek (depo) polisakkaritleri: Basit şekerlerin yedek maddeleri olarak kabul
edilir. Nişasta ve glikojen en iyi örnektir.
LAKTOZ
Laktoz doğada sadece sütte bulunur. Laktoz sütün tek karbonhidratıdır Glukoz ve
galaktozdan oluşan bir disakkarittir. Gebelik ve emzirme döneminde az miktarda kan
ve idrarda da bulunabilir. İnek sütündeki miktarı %4.7-4.8 civarında olup, süt
kurumaddesinin yaklaşık 1/3’ünü oluşturur. Diğer tür sütlerde miktarı yaklaşık aynıdır
ancak kadın ve kısrak sütlerinde bir miktar fazladır. Sütte tek karbonhidrat olmakla
birlikte, laktoz dışında çok az miktarda azot içeren oligosakkaritlerle, glukoz ve
galaktoz da bulunabilir.
Laktoz sütte gerçek çözelti halinde bulunur. Miktarı normal koşullarda çok az
değişkenlik gösterir. Sadece meme hastalıkları nedeniyle sapmalar görülebilir. Bu
nedenle sütün laktoza bağlı fiziksel özelliklerinde de önemli değişimler görülmez.
18
Laktozun miktarı sütün donma ve kaynama noktalarını, özgül ağırlığını ve ozmotik
basıncını etkiler. Sütün donma ve kaynama noktası oldukça sabittir. Ancak süte
yapılan hileler bu özelliklerin değişmesine neden olur. Buna bağlı olarak süte hile
yapılıp yapılmadığını donma ve kaynama noktası değişimlerinden anlayabiliriz.
Laktozun özgül ağırlığı 20C de 1.59-1.54 arasında, molekül çapı 6.7X10-4
ile 10-3
mikron arasındadır.
Laktozun Biyosentezi
Laktoza sadece süt bezlerinde rastlandığından sadece memede sentezlendiğini
göstermektedir. Laktozun oluşumunda memede bulunan glukozdan da
yararlanılmaktadır. Glukoz galaktozun yapıtaşıdır ve meme bezlerinde glukozun bir
kısmı galaktoza dönüşür. Bu iki monosakkarit bir çok kimyasal olay sonucu laktozu
oluşturur. Kan memeden her geçtiğinde kan şekerinin yaklaşık %20 si meme
tarafından tutularak laktoz sentezlenmesinde kullanılır. Ancak sütteki şeker miktarı
kan şekerine oranla çok yüksektir. Kan şekerinde 0.06g/100g iken, sütte 4.80g/100g.
Normal koşullarda laktozun sütteki miktarı oldukça stabildir. Mevsim ve laktasyon
periyoduna bağlı olarak miktarında bir miktar artış olabilir ama azalma görülmez.
Yemleme laktoz miktarı üzerinde etkili değildir. Hayvan yetersiz beslendiğinde
karaciğerdeki glikojen deposundan gereken glukoz alınarak laktoz sentezlenebilir.
Ancak memede anormal bir durum olursa laktoz sentezinde aksaklık görülür ve
miktar azalır. Mastitis hastalığında meme normal faaliyet göstermediği için laktoz
sentezinde aksaklık görülür.
Ozmotik basınç ve laktoz
Sütün ozmotik basıncı çok dar bir sınır içerisinde değişir. Bu basınç kan ve vücudun
diğer sıvılarına ait basınca oldukça yakın bir değer gösterir, diğer bir ifadeyle
dengededir. Sütün ozmotik basıncı ile donma noktası arasında yüksek bir korelasyon
vardır. Donma noktası % 50 den fazla oranda laktozun etkisi altındadır. Ozmotik
basıncı etkileyen diğer faktör Na+, K+ ve Cl-.iyonları miktarıdır.
Laktoz miktarındaki azalma sütteki ozmotik basıncı olumsuz yönde etkiler ozmotik
basıncın dengelenmesi için daha fazla miktarda Na ve Cl iyonu süte geçer.
Sonucunda sütün tadı değişir. Adı azalır tuzlumsu ve acı tat hakim olur. Sütteki laktoz
19
miktarının sadece meme hastalıklarıyla nedeniyle azalmasından faydalanılarak
hastalık teşhis edilebilir. Sütteki laktoz ve klorür miktarı “Koestler Değeri” ile
adlandırılan bir ilişki vardır. Şu şekilde belirtilir:
Klorür (%) 0.11
Koestler Değeri (KD) = = X 100 = 2.30
Laktoz (%) 4.7
Normal sütlerde 2.30 olan koestler değeri mastitisli sütlerde 3’e doğru yükselir.
Hastalığın çok ileri aşamalarında 5.60’a çıktığı da olur.
Laktozun kimyasal yapısı
Laktoz bir disakkarittir hidrolize olduğunda α- D- glukoz ve β D-galaktoza parçalanır.
Laktozu oluşturan glukoz ve galaktoz, galaktozun aldehit grubu ile birbirine
bağlanmıştır.
Laktoz, glikoz ve galaktozun birleşerek 1 molekül suyun ayrılmasıyla meydana gelir.
Bu birleşme sırasında glukozun 4. Karbon atomu ile galaktozun 1.karbon atomu
oksijen köprüsü bağlandığından laktoz, β-1-4- galaktozido-glukoz olarak isimlendirilir.
Glukozdaki indirgen özellik yani aldehit grubu laktozda da yer almaktadır.
20
α-laktoz ve β-laktozun farklı gösterim şekilleri (a) Fischer projeksiyon (b) Haworth projeksiyon (c)
yapısal gösterim
Laktozun çeşitleri
21
Laktoz sütte çözünür halde ve fiziksel özellikleri açısından α- laktoz ve β – laktoz
olmak üzere 2 izomer halde bulunur. Fiziksel özellikleri birbirinden farklıdır. Kimyasal
farklılık ise glukozun 1. Karbon atomunda bulunan OH grubunun yeridir. α- laktoz da
glukozun 1. Karbon atomundaki OH grubu sağda yer almaktadır. ve β – laktoz da ise
OH grubu solda yer almaktadır.
Ne α-laktoz ne de β-laktozun saf çözeltisi bulunmaz. Çünki laktoz suda
çözündürüldüğünde bir kısım α-laktoz β-laktoza, bir kısım β-laktoz da α-laktoza
dönüşür. Örn 0°C de α -laktoz oranı %37.75 β -laktoz oranı %62.25 dir. İkisi arasında
bir denge vardır ve bu denge K ile ifade edilir.
β – laktoz 62.25
K= = = 1.65
α – laktoz 37.75
Laktoz izomerlerinin suda çözünme yetenekleri farklıdır. 25C de 100 gram su
içerisinde a-laktoz 8.4 gram, b-laktoz 13.3 gram çözünür. Sıcaklığın artışıyla
izomerlerin çözünme oranı da artar. Örneğin 90°C de; 100 gram su içerisinde alaktoz
60 gram, β-laktoz 83.9 gram çözünür. β- izomerin her koşulda çözünürlüğü α-
izomerden daha fazladır.
Laktoz çözeltisi içerisinde her zaman az miktarda da olsa aldehit formunda laktoz
bulunur. Çünkü α-laktoz ile β-laktoz arasında denge aldehit formu aracılığıyla oluşur.
Genel olarak sıvı süt ürünlerinde içerisinde laktoz 3 formda bulunur;
a) α-laktoz hidrat
b) β-laktoz anhidrit
c) aldehit formunda laktoz
α-Laktoz
Aşırı doymuş laktoz çözeltisi 93.5°C’nin altında herhangi bir sıcaklıkta ısıtılırsa bir
molekül su ayrılarak kristalize olur. Oluşan bu bileşenin özgül ağırlığı 1.54, erime
noktası 201.60°C’dir ve α-laktoz monohidrat (C12H22O11.H2O) olarak isimlendirilir.
α-laktoz monohidrat suda aza çözünür ve dil üzerinde kumumsu bir his bırakır.
Sudaki çözeltisi mutarotasyon olayı gösterir ve 16°C’deki özgül çevirme derecesi
22
+89.4’ den yavaş +55.5’e değişir. Laktoz 80°C/15 dak. Tam bir mutarotasyon
gerçekleşir ve iki izomer arasında denge sağlanır.
Laktozun farklı formları T=sıcaklık (°C)
β-Laktoz
23
Aşırı doymuş laktoz çözeltisi 93.5°C’nin üzerinde ısıtıldığında, katı kristal oluşumu
görülür. Oluşan bu bileşenin özgül ağırlığı 1.59, erime noktası 252.2°C’dir ve β-
laktoz anhidrit (C12H22O11) olarak isimlendirilir. Özgül çevirme derecesi +35°’dir.
93.5°C’nin altında oldukça stabildir. Laktoz püskürtme yöntemiyle üretilen
süttozlarında β-laktoz formunda bulunur.
Amorf Laktoz
Normal koşullarda laktoz higroskopik olmadığından bazı ilaçların kaplanmasında
kullanılır. Ancak süttozu bazen nem çeker ve çözünebilirliği zorlaşır. Bu durum
laktozun süttozunda amorf formda bulunmasından kaynaklanır. Camımsı laktoz
(laktoz camı) veya konsantre şurup olarak da anılır.
Amorf laktoz: kristal içermeyen α- laktoz ve β- laktozun aşırı doymuş çözeltisi
Amorf laktoz, kurutma sırasında, laktoz çözeltisinden suyun ani sıcaklık artışıyla
uzaklaştırılmasıyla oluşur. Diğer bir ifadeyle; kurutma sırasında kristalizasyon için
yeterli süre verilmez ise aşırı doymuş laktoz çözeltisinden buharlaşma ya da
dondurulma yoluyla suyun çok hızlı bir biçimde uzaklaştırılması sonucu amorf laktoz
oluşur. Amorf laktoz oluştuğu anda
[β-laktoz] : [α-laktoz] = 1.25
Ortam rutubeti % 3’ün altında olduğunda, amorf laktoz stabildir. Nem oranı % 8’e
yükselirken stabilite zayıflar ve sıcaklığa da bağlı olarak ortamdan nem alınarak α-
laktoz ve β-laktoz kristal forma dönüşür. Bunun nedeni amorf laktozdaki buhar
basıncı yeterli olmadığından havadaki nem ile dengede kalamayıp havanın rutubetini
alması ve higroskopik özellik kazanmasıdır.
Diğer Kristal formlar
A-laktoz monohidrat ısıtılmaya devam edildiğinde 100°Cnin üzerinde β-laktoz
anhidrite dönüşür. Laktozun bu formu 93.5°C nin altında çözünerek α-laktoz mono
hidrata dönüşür.
100°C’de ve vakum altında kristal suyunu kaybeden α-laktoz, stabil olmayan α-laktoz
haline dönüşür, buna α-laktoz anhidrit adı da verilir. Bu şekildeki susuz formun
24
pratikte hiçbir önemi yoktur çünkü 93.5°C nin altında havadan nem alarak α-laktoz
monohidrat, 93.5°C nin üzerinde ise suyunu tamamen kaybederek β-laktoz anhidrit
haline dönüşür. nem çekerek altında
150°C’de α-laktoz monohidratın ısıtılması ile stabil α-laktoz anhidrid (S-Laktoz)
oluşur. Doymuş alkol çözeltisi ile α-laktoz monohidrattan S-α-laktoz anhidrit
hazırlanabilir.
α-laktoz mnohidrat %1-5 HCl içeren 10 kat fazla ağırlıktaki methanol ile
çalkalandiğında, kısmi mutarotasyon meydana gelir. Bunun sonunda oluşan
karışımdaki α : β oranı 5:3 ve birleşmiş kristal α5 : β3
Çizelge 1. Laktozun başlıca kristal formları ve oluşma koşulları
Kristal formu Oluşma koşulları
-hidrat
-anhidrit
Amorf
-anhidrit,
higroskopik
-anhidrit, stabil
Aşırı doyurma, <93.5C
Aşırı doyurma, > 93.5C
Püskürterek ya da vals yöntemi ile hızlı bir
kurutma
100C’de vakumda dehidrasyon
150C’de su buharı varlığında kurutma veya
alkol çözetilerinde aşırı doyurma
LAKTOZUN ÖZELLİKLERİ
1) Çözünürlük
Suda β-laktoz, α- laktozdan daha iyi çözünmektedir.
Sulu çözeltilerde laktozun α- ve β- izomeri arasında sıcaklığa bağlı bir denge
mevcuttur.
1) α-laktoz hidratın suda çözünmesiyle doymuş α-laktoz çözeltisi meydana gelir
2) çözünmüş olan α-laktozun bir kısmı β-laktoza dönüşür
3) Bu olayla α-laktozun doyma noktası aşağı çekildiğinden bir kısım α-laktoz
daha çözünebilir
4) Bu işlem çözeltinin her iki izomer (α- ve β-) bakımından doymuş olduğu ana
kadar devam eder.
5) Ve böylece her iki izomer arasında denge sağlanmış olur.
25
6) Buna göre laktozda bir başlangıç ve bir de toplam/son çözünürlük seviyesi
vardır ve belirli sıcaklık aralığında laktozun aşırı doygun çözelti yapma yama
eğilimi vardır. Bu durum laktozun kristalizasyonuyla yakından ilgilidir.
Sıcaklık artışı her iki izomerin çözünebilirliğini artırır ancak bu artış α-laktozda daha
fazladır. Sıcaklığın fazla yükselmesi dengenin sağlanması için geçe süreyi kısaltır
hatta başlangıç ve son çözünürlük seviyeleri birbirinden ayırt edilemeyebilir.
2) Tatlılık
Laktoz, glukoz ve früktoza oranla daha az tatlıdır. İzomerler arasında β-laktoz, α-
laktoza oranla 1.05-1.22 kez daha az tatlıdır. Laktozu oluşturan monosakkaritler
laktozdan daha tatlıdır. Bu nedenle laktoz şurubu üretileceği zaman önce hidrolize
edilip monosakkaritlerine parçalanır böylece daha fazla tatlılık elde edilir.
Çizelge 2. Değişik tatlandırıcı maddelerin tatlandırma gücü
Tatlandırıcı Tatlandırma gücü
Sakaroz
Früktoz
Glikoz
Galaktoz
Maltoz
Laktoz
Hidrolize laktoz
Rafinoz
Glikoz şurubu 60 DE
Glikoz şurubu 45 DE
Glikoz şurubu 30 DE
Ksilitol
Mannitol
Sorbitol
Laktitol
Sakarin
Siklamat
Aspartam
Asesülfam-K
1.0
1.2
0.69
0.72
0.35
0.27
0.70
0.22
0.5
0.4
0.33
0.7
0.5
0.5
0.4
yaklaşık 500
yaklaşık 35
yaklaşık 200
yaklaşık 200
26
Bazı tatlandırıcıların tatlandırma güçleri
OPTİK AKTİVİTE
a) Polarizasyon
Tüm canlı organizmalarda karbon atomu temel yapıyı oluşturur ve 4 bağ yapar. Eğer
bir karbon atomuna 4 farklı atom veya molekül bağlı ise buna asimetrik karbon atomu
adı verilir. Bunu belirtmek için C atomunun sağ üst köşesine yıldız konur. Bu tür
bileşikler biri diğerinin ayna görüntüsü olan iki tür molekül oluştururlar. Ayna
simetrisinde olan bu iki molekül birbiri üzerine çakışmaz. Örneğin sağ el ve sol
ellerimiz ayna simetrisine sahiptir. Eldivenin çorabın sağ teki sola uymaz. Asimetrik
karbon atomuna aynı zamanda kiral karbon atomu da denir. Asimetrik karbon
atomunun bulunması moleküle optik aktivite kazandırır. Bu tür farklılık optik
izomerliktir.
27
Optik aktiviteyi değerlendirmek için tek düzlemde titreşen polarize ışık kullanılır.
Normal ışık polarize değildir, yani her düzlemde titreşir. Ama normal ışık bazı özel
prizmalardan (mineral CaCO3) geçirilerek tek düzlemde titreşen polarize ışık elde
edilebilir. Polarize ışık, laktik asit veya şeker çözeltileri gibi optik bakımdan gibi aktif
bileşikler (asimetrik karbon atomu) içeren bir çözeltiden geçirilirse çözeltinin özelliğine
göre sağa veya sola doğru kırılmaya uğrar. Çözelti polarize ışığı saat yönünde
çevirirse, ışık sağa kırılmışsa, sağa çeviren (Dekstrarotator, D +), tersi yönde
çevirirse, sola kırılmışsa, sola çeviren, (Levarotator L -) bileşik olduğu kabul edilir.
Birbirinin ayna görüntüsü olan bileşiklere Enantiyomerler denir. Işığın sapma açısını
bulmaya yarayan aletlere polarimetre denir.
Optikçe aktif bileşenlerin ışığı çevirme dereceleri aşağıdaki özelliklere bağlıdır:
Çözünen madde konsantrasyonu,
Polarize ışığın geçtiği boru uzunluğu,
Ölcüm sıcaklığı,
Dalga boyu,
Çözücü madde
Polarimetrik ölçümler genellikle 20°C’de ve 589.59 nm dalga boyunda (Na ışığının Ddüzlemindeki
dalga boyu) yapılır. Özgül çevirme derecesi [α]D
20 şeklinde gösterilir.
28
Ölçüm işleminde içerisinde 1 gram madde bulunan 1 cm3 çözelti 1 dm uzunluğundaki
borudan faydalanılır. Ölçümlerde sıcaklık, dalga boyu, polarimetrenin boru boyu sabit
olduğundan çözeltinin çevirme gücü sadece konsantrasyona bağlı olacaktır.
Çizelge 3. Bazı şekerlerin özgül çevirme dereceleri
Şeker [α]D
20 Şeker [α]D
20
sakkaroz + 66.5° α-laktoz +88°
Glukoz +52.8° β-laktoz +34°
Galaktoz +81.5° dengede +52.5°
b) Mutarotasyon
Optik çevirmenin zamanla değişmesi olayına mutarotasyon adı verilir. Yeni
hazırlanan laktoz çözeltisiyle inceleme yapıldığında çevirme açısı başlangıçta bir
süre değişir ve zamanla sabitleşir. α-laktoz hidrat ve β-laktoz anhidritin çevirme
dereceleri farklıdır. Çözeltide denge sağlanıncaya kadar değişiklik devam eder,
denge sağlanınca da son değerini bulur. Çözelti içerisinde özgül çevirme derecesi
+88° olan α-laktoz, +34° olan β-laktoza dönüştükçe çevirme derecesinde azalma
meydana gelir. İzomerler arasında denge sağlanınca karışımın derecesi izomerler
arasında bir değerde sabit kalır. Karışımda β-laktoz miktarı fazla olduğundan çevirme
derecesi de onunkine yakın bir değerde olacaktır.
Laktozun iki izomeri arasındaki 70°C de ve pH 9.0 da çok hızlı oluşur. Sıcaklık bu
değeri etkiler. Sıcaklık arttıkça çevirme derecesi azalır.
Çizelge 4. Sıcaklığa bağlı laktozun özgül çevirme dereceleri
Sıcaklık (°C) 0 20 40 60 80 100
Özgül çevirme
derecesi(°/g/dm)
53.0 52.5 51.2 50.5 48.3 46.9
Polarimetre ile laktoz tayini yapılırken ortamda diğer optikçe aktif maddenin
bulunmaması gerekir. Bu nedenle ortam proteinlerden arındırılır. Katı üründeki
laktozun önce çözelti haline getirilmesi gerekir. Ancak bu sıradada mutarotasyona
29
dikkat edilmesi gerekir. Süt ve PAS da laktoz dengede olduğundan protein
uzaklaştıktan hemen sonra ölçüm yapılmalıdır.
Çizelge 5. Laktozun bazı özellikleri
Özellik α-laktoz hidrat β-laktoz anhidrit
Erime noktası (°C)
Özgül çevirme derecesi([α]D
20)
Suda çözünürlük (g/100ml, 20°C)
Özgül ağırlık (20°C)
202
+89.4°
7
1.54
252
+35°
50
1.59
LAKTOZUN KİMYASAL TEPKİMELERİ
Şekerler belirli koşullar altında kimyasal değişimlere uğrarlar. Laktoz süt ve
ürünlerinin yapısında diğer bileşenlerle beraber bazen onlardan da etkilenerek çözelti
halinde bulunur. Sütün işlenmesi sırasında değişen ortam koşulları (sıcaklık, pH)
laktozda değişime neden olur. Bu değişimler ürünleri de olumlu/olumsuz yönde
etkiler. Kimyasal değişimler laktozun fonksiyonel grupları üzerinde meydana gelir
Glukozun 4 ve galaktozun 1 karbon atomları arasındaki eter köprüsü
Glukozun aldehit grubu
Galaktozun hidroksil grubu
Üretim sırasında koşullara göre karbon atomları arasındaki bağlar
Hidrolizasyon
Laktozu glikoz ve galaktoza parçalanması
a) Mineral asitlerle
b) Laktaz enzimiyle
c) İyon değiştiricide
a) Mineral asitler
Sitrik asit gibi zayıf organik asitler laktoza karşı etkisizdir. Hidrolizasyon için
hidroklorik asit sülfirik asit gibi kuvvetli mineral asitler ve hızlı hidrolizasyon için
yüksek sıcaklık gerekir. Mineral asitlerin olumsuz yönü; renk değişimi, acı tat ve kötü
30
kokunun meydana gelmesidir. Bu işlem % 10 luk laktoz çözeltisinin pH sı 1.2 ye
ayarlanarak 1 saat süreyle 150°Cde bekletilerek gerçekleştirilebilir.
Asitle hidrolizden laktoz şurubu yapımında faydalanılır. Glukoz ve galaktozun
laktozdan daha tatlı olması nedeniyle bu yöntem tercih edilir. Oksijen köprüsünün
seyreltik asitlere karşı dirençli olması sonucu mideden parçalanmadan geçer ve
barsaklarda parçalanarak kokuşma yapan bakterilerin gelişimine ngel olur.
b) Laktaz (β-Galaktozidaz) enzimiyle hidrolizasyon
Laktaz enzimiyle hidrolizasyonun pratik olarak daha olumlu sonuçları vardır. Oluşan
bileşenler; süt şekerinin daha tatlı algılanmasını sağlar, daha kolay çözünür, daha
kolay fermente olan ve memelilerin ince barsağında doğrudan sindirilebilen forma
dönüşür. Böyle laktozu hidrolize edilmiş ve peyniraltı suyundan daha yeni ve farklı
ürünlerin üretilmesine olanak sağlar.
β-galaktozidaz enzimi; hayvanların sindirim sistemlerinde, bazı bitkilerde bulunur.
Ayrıca mikroorganizmalar tarafından da sentezlenen mikrobiyal formları da
mevcuttur. Kluyveromyces lactis, kluyveromyces fragilis gibi mayalardan; Aspergillus
niger, Aspergillus oryzae küfleri ve Bacillus stearothermophilus bakterisinden elde
edilen ticari formlar süt sanayiinde kullanılmaktadır. Mayalardan elde edilen ticari
preparatlar 6.0-6.5 pH aralığında 45°Cde aktivite gösterirler. % 1-5
konsantrasyonundaki enzim çözeltisi 40°C de 1 saat içerisinde kendi ağırlığının 7 katı
oranda laktozu hidrolize eder
c) İyon değiştirici
Laktozun iyon değiştiricide hidrolizi için polisitirol reçinesinden faydalanılır. Sulfonize
edilmiş polisitirol reçinesi ile laktoz çözeltisi iyon değiştiricide tepkimeye sokulur.
Sulfonik asit kuvvetli asit olduğundan mekanizma kuvvetli mineral asitlerde olduğu
gibidir. Hidroliz sırasında bazı yan ürünler oluşabilir bunlar da uygun bir şekilde
ortamdan ayrılabilir.
Oksidasyon
okside eden maddelerin konsantrasyonuna ve reaksiyon koşullarına bağlı olarak
laktoz okside olur. Laktozun en kolay okside olan kısmı glukozun aldehit grubudur.
31
Orta güçteki maddeler bile aldehid gruplarını okside ederek karbondioksit ve suya
dönüştürür. İlerleyen aşamalarda laktobiyonik asit ve laktonlar oluşur. Laktozun
oksidasyonundan faydalanılarak miktar belirlenebilir. Burada indirgeyici ajan olarak
Fehling A ve Kloramin T çözeltisi kullanılır. (Laktoz Fehling çözeltisini Cu okside
indirger ve miktar tayini yapılır. Laktozu tam olarak indirgeyen maddeler;
potasyum permanganat
demir sülfat, sodyum sülfat
çinko oksidin katalitik etkisiyle güneş ışığı
Yeterli miktarda hava ve protozoalar veya diğer bakteriler yardımıyla biyolojik
oksidasyon da gerçekleşebilir. Biyolojik oksidasyonda laktoz tam okside olur ve son
ürün olarak karbondioksit ve su açığa çıkar. Asidik oksidayonda örneğin seyreltik
nitrik asit kullanılarak zamk asidi (Tetra hidroksi –adipin asidi) oluşur. Diğer okside
edici bileşenler aşağıda yer almaktadır.
Okside edici bileşik Parçalanma ürünü
Konsantre nitrik asit Şarap asidi oksalik asit
Potasyum permanganat Karbondioksit ve su
Periyodat Formaldehit, karınca asidi
Fehling çözeltisi Laktobiyonik asit
Brom suyu Laktobiyonik asit
Redüksiyon
Genel olarak karbonhidratlar yapılarındaki karbonil ve hidroksil gruplarının
etkilenmesi ile poliollere (şeker alkolleri) indirgenir. NaBH4 (sodyum borhidrat) ve
sodyum amalgam gibi maddeler elektrolitik veya katalitik olarak uyarılmış hidrojen
karbonil gruplarını kendilerine karşılık gelen alkollere indirger.
D-Glukoz D-sorbitol meydana gelir.
D-fruktoz D-sorbitol D-mannitol
32
Laktozun da indirgenmesi sonucu “alkol laktozit” 4-(β-D-galaktopiranosil)-d-sorbit
oluşur. Kullanılan yöntemler:
-elektrolitik yol
-Yüksek basınçlı (120 atü) hidrojenin katalitik etkisi
-Yüksek sıcaklık
+[H]..
Laktoz Laktozit
Laktozitin elde edilmesinde en fazla kullanılan yöntem elektrolitik redüksiyondur. Bu
yola glukozdan sorbit elde edilebilir. Benzer şekilde 120 atü ve 145°C gibi yüksek
basıç ve sıcaklıklarda laktozu laktozite, onu da sorbite indirgemek mümkündür.
Dehidratasyon
Çeşitli faktörlerin (ısı, basınç, asit ve alkali) etkisiyle organik bir bileşikten parçalanma
sonucu suyun ayrılması işlemidir. Sıcaklığın etkisiyle D-glukozdan 3 molekül su
ayrılarak
-[3H2O]..
Laktoz 5-Hidroksimetil-2-furfural
Laktoz eğer çözelti halindeyse; pH değeri parçalanmayı etkiler. Alkali ortamda
laktozun parçalanması asit ortama oranla çok daha kolay ve hızlı olur. Örneğin alkali
bir çözeltiden laktoz üretimi sırasında; ısıl işlem yardımıyla proteinler uzaklaştırılken
ısıl işlemin laktozu parçalama tehlikesi mevcuttur. Bu nedenle PAS nun asitliği
nötürlenirken dikkatli olunmalı ve pH’nın asla 7 nin üzerine çıkmamasına özen
gösterilmelidir. Asidik ve hafif alkali çözeltinin ısıtılmasıyla oluşan bileşikler;
5-Hidroksimetil-2-furfural (kahverengini oluşturan)
Asetol
Karınca asidi
33
Katı (kristal) laktozun ısıtılması sonucu “glukozan” olarak anılan dehidratasyona
uğramış şekerler oluşur. Bu işlem sırasında önce 130°C ye kadar α-laktoz hidrat,
hidrat suyunu verir. 150C de dehidratasyon sonuncu laktoz parçalanır ve glukozun
yapısından 3 molekül su ayrılır. Sonuçta sarı-kahverengi renk lakto karamelin tipik tat
ve kokusu algılanır. Glukozanların yanısıra çok farklı yapıda polimer ürünler de
oluşur.
Prolizasyon
Katı laktozda sıcaklık daha da artırılınca laktozda tamamen parçalanma meydana
gelir. Bu olaya “proliz” veya “prolizasyon” denir. Gaz formunda maddeler uçar
geriye sadece şeker kömürü kalır.
MAİLLARD REAKSİYONU
Isıl işlem uygulamaları süt ve ürünlerinde laktoz ve proteinler arasında bir etkileşime
kimyasal reaksiyonlara neden olur. Bu etkileşimle ürünün besin değerinde ve duyusal
niteliklerinde olumsuz değişimler görülür. Yarayışlı lisinde kayıpla, lezzette
istenmeyen değişimler renkte esmerleşme görülür. Bu olay “enzimatik olmayan
esmerleşme reaksiyonu / Maillard Reaksiyonu” olarak anılır.
Maillard reaksiyonunun mekanizması
Reaksiyon bir amino asidin serbest amino grubu ile bir şeker (aldoz/ketoz) arasında
meydana gelir. Toplam reaksiyon 3 aşamada tamamlanır.
1. 1. Aşama (Erken maillard Reaksiyonu Aşaması)
Başlangıçta, proteinin α-amino grubundaki azot ile indirgen şekerdeki (laktoz)
karbonil karbonu ile tepkimeye girerek su kaybıyla birlikte ilk aşamada Schiff bazını
hemen arkasından da laktozilamini oluşturur. Laktozilamin sulu çözeltilerde kolaylıkla
hidrolize olması nedeniyle tepime geri dönüşlüdür. Laktozilamin hafif asidik çözeltide
Amadori bileşiği olarak isimlendirilen 1-amino-1-deoksi-2-ketoz a dönüşür. Oluşan
34
bu bileşik renksiz ve biyolojik değeri yoktur. Renk ve lezzette bir değişiklik olmaz
ancak gıdanın besin değeri azalır.
2. 2. Aşama (İleri Maillard Reaksiyonu Aşaması)
İkincil aşamada (dehidrasyon aşaması) amadori bileşiğinin parçalanması aşamasıdır.
Reaksiyonlar asidik, nötral veya alkali koşullarda gerçekleşme durumuna göre farklı
ürünler oluşur. Amadori bileşikleri ya 3 molekül H2O kaybederek furfurallara (HMF)
veya 2 molekül su kaybederek redüktonlara dönüşür. Amadori bileşiğinden aldehit
gruplarının ayrılmasıyla (dealdolizasyon) asetol, diasetil gibi füzyon ürünleri oluşur.
Ayrıca amino asitler ile dikarbonil bileşiklerinin kaynaşmasıyla Strecker aldehitleri
meydana gelir.
3. Aşama (Son Aşaması)
Bu aşamada furfuraller, füzyon ürünleri, Strecker aldehitleri gibi karbonil bileşikleri
yüksek molekül ağılıklı bileşenler dönüşür. Ortamda aminler bulunursa doymamış
esmer renkli melanoidin pigmentleri meydana gelir. Sütte lisin kalıntıları bulunacağı
için melanoidinler yer alacaktır. Ayrıca final aşamasında yarayışlı lisin kaybının daha
fazla olduğu belirtilmektedir.
Süt ve ürünlerinde laktozun karbonil grubu ile lisin amino asidinin özellikle ε-amino
grupları arasında Maillard reaksiyonu oluşur. Isıl işlemin yoğun olmadığı normal sütte
reaksiyon Amadori aşamasında durur. Amadori aşamasında meydana gelen “ε-
laktulosil-lisin”sindirim enzimleri tarafından parçalandığı için biyolojik olarak
kullanılmaza ve sütün besin değeri azalmış olur. Koyulaştırılmış süt ve süttozunda
reaksiyonun ileri aşamaları da meydana gelebilir. Farklı ürünlerde lisin kaybı
çizelgede görülmektedir.
Çizelge 6. Bazı ürünlerde lisin kaybı
35
Ürün Bağlanan lisin (%)
Pastörize süt 0-3
UHT süt 0-3
Süttozu (püskürtme yöntemi) 0-3
Şekerli koyu. Süt 0-3
Şişede sterilize süt (klasik Steriliz.) 10-15
Koyulaştırılmış süt 15-20
Süttozu (vals yöntemi) 20-75
Yüksek sıcaklık maillard reaksiyonu için önemli bir faktördür. Vals yöntemiyle
kurutulan süttozlarında kayıp % 75 kadar yükselmektedir. Isıtma işlemi laktozda kalite
indeksi olarak kullanılabilecek değişimlere yol açar. Laktozun izomeri olan laktuloz
ısıtılmış sütte meydana gelir. Süt örneğinde laktuloz tayini ile sütün pastörize, UHT
veya klasik yöntemle tayin edilip edilmediği belirlenebilir.
Süt ve ürünlerinin depolanması sırasında da lisin kaybı olabilir. Örneğin 30°C de 14
ay süreyle depolanan UHT sütlerde lisin kaybı %30 bulunmuştur. Depolama sıcaklığı
da kayıp üzerinde oldukça etkilidir.
Rutubet oranı maillard reaksiyonunu etkileyen faktörlerdendir. Reaksiyon aw=0.3-0.7
arasında maksimum hızda gerçekleşir. Süttozunda 0.2 den düşük bir su aktivitesi
değeri esmerleşme reaksiyonunu açısından bir problem yaratmaz ancak 0.6-0.7
civarındaki su aktivitesi değerlerinde reaksiyon hızı maksimumdur. PAS da
süttozundan daha düşük (aw=0.44) değerlerde maksimum hıza ulaşılır. Bunun
nedeni de amorf laktozun kristal forma ulaşmasıyla ilintilidir.
Maillard Reaksiyonunun Süt Teknolojisi Açısından Önemi
1) Rengin esmerleşmesi çözünürlüğün azalması süttozunda önemli sorunlar
yaratır.
2) Ürünlerde kötü tat ve koku hissedilir. Kötü koku füzyon ürünleri ve Strecker
aldehitlerindeki uçucu bileşenlerden kaynaklanır.
3) Üründeki amino asitler ve esansiyel bileşenler zarar görür. En fazla etkilenen
lisin amino asididir. Laktoz oranı yüksek olan PAS nun kurutulmasında ve
36
bebek mamasına uygulanan kurutma işleminde lisin kaybı daha fazla olur.
Maillard ürünleri sindirim sistemindeki kalsiyum, magnezyum, çinko gibi
mineral maddelerin kaybını artırır.
4) İmidazol ve N-nitrozo türevlerinin oluşumuyla toksidite artar.
5) Su oluşumu nedeniyle su aktivitesi artar.
LAKTOZUN FERMANTASYONLARI
Mikroorganizmalar canlı kalabilmek ve çoğalabilmek için enerjiye ihtiyaç duyar.
Enerjiyi karbonhidratları fermente ederek sağlarlar. Karbonhidratların m.o. lar
tarafından parçalanmasına “glikoliz” adı verilir. Laktoz bu işlemi gerçekleştiren mo
ya bağlı olarak 5 farklı şekilde fermente edilebilir.
1) Laktik asit fermentasyonu
2) Bütirik asit fermentasyonu
3) Propiyonik asit ermentasyonu
4) Alkol fermentasyonu
5) Asetik asit fermentasyonu
Aşağıdaki özellikler açısından laktozun fermentasyonundan yararlanılır;
Süt kalitesinin belirlenmesi
Fermente süt ürünlerinin üretimi
Laktik asit üretimi
Süt ve ürünlerinin vücuttaki metabolizmasında
Tek hücre proteini, alkol, amonyum laktat gibi yan ürünlerin üretimi
Bazı mo ların ayırt edilmesi ve faaliyetlerinin durdurulmasında
Fermentasyon
Karbonhidratların anaerobik koşullarda çeşitli mo lar tarafından küçük moleküllü
bileşiklere parçalanmasıdır. Burada hidrojen oksijenle değil de ortamda bulunan
başka bir madde ile birleşir. Daha geniş bir şekilde ifade edilirse; Organik
bileşiklerin hem elektron alıcısı hem de vericisi görevini üstlendikleri metabolik
bir işlemdir. Bunun sonucunda hem indirgenmiş, hem de yükseltgenmiş ürünler
37
oluşur. Fermentasyon (anaerobik solunum) sonucunda oluşan düşük molekül ağırlıklı
bileşiklerin ortalama oksidasyon durumları başlangıçtaki substratla aynıdır, ancak
toplam enerji içeriği daha düşüktür. Aerobik solunumda ise substrat (karbonhidrat)
dehidrogenize olur açığa çıkan hidrojen oksijenle birleşir. Örnekler aşağıda yer
almaktadır.
C6H12O6 2 CH3. CHOH. COOH
Glukoz laktik asit
C6H12O6 2 C2H5. OH + 2 CO2
Glukoz etanol
C6H12O6 3 CH3. COOH
Glukoz asetik asit
Fermentasyonu gerçekleştiren mo lar ; fakültatif ya da zorunlu anaeroblardır.
Fermentasyondaki reaksiyonlar ile substrat düzeyinde meydana gelen fosforilizasyon
(ara üründen ADP ye fosfat grubu aktarımı) sonucu ATP üretilir.
Fermentasyonla sağlanan enerji bunu gerektiğinde dışarı salabilecek olan bileşenler
içerisinde kimyasal olarak tutulur. Bu bileşenlere örnek olarak; riboza bağlı adenozin
asiti sistemlerinde yer alan fosfat bileşikleridir. Adenozine 2 veya 3 fosfat molekülü
bağlanır. Enerjice zengin bağlar herhangi bir reaksiyonda parçalanır, ya da bir fosfat
grubu ayrıldığında enerji açığa çıkarken moleküle bağlanması için enerji gerekir.
Aşağıdaki şekilde ATP nin su ile parçalanması sonucunda açığa çıkan enerji 1 mol
ATP 7.80 kcal dir.
ATP + H2O ADP + H3PO4
38
Anaerob koşullarda laktoz glukoza parçalandığında, ATP aracılığıyla glukozdan
enerji açığa çıkar. Açığa çıkan ya da kazanılan enerji, 2 ATP/mol glukoz olup çok
azdır. Aerob koşullarda şekerin CO2 ve H20 ya parçalanması sonucu ise 38
ATP/mol glukoz gibi yüksek bir değerdir.
Mikroorganizmaların besin maddelerini parçalamaları temelde benzerdir. Kas
dokularında, bakteri hücresinde, veya mayalarda glikoz parçalanırken pirüvik asit
oluşuncaya kadar aynı ara ürünler meydana gelir. Her üç şekilde de glukoz en yaygın
en bilindik fermentasyon (iz) yolu Embden-Meyerhof-Parnas iz yoluna göre pirüvata
kadar parçalanır. Bundan sonra da ortamdaki mevcut enzimlere göre de farklı
fermentasyonlar ve farklı ürünler oluşur.
Laktozun fermentasyonları (pirüvattan değişik ürünlerin oluşumu)
Laktik asit fermentasyonu
Laktik asit bakterileri
Pirüvik asit (pirüvat) laktik asit
Propiyonik asit fermentasyonu
39
Propiyonik asit bakterileri
Pirüvik asit (pirüvat) propiyonik asit
Alkol fermentasyonu
mayalar
Pirüvik asit (pirüvat) etanol
Bütirik asit fermentasyonu
Clostridium türü bakteriler
Pirüvik asit (pirüvat) aseton +butanol
Coli aerogenes
bakteriler
Pirüvik asit (pirüvat) asetik asit+etanol+asetoin +butandiol
LAKTİK ASİT FERMENTASYONU
Laktik asit bakterileri (lab) ihtiyaçları olan enerjiyi sadece laktozun
fermentasyonundan karşılarlar. Lab; fermentasyon sonunda meydana gelen ürünlere
göre 2 gruba ayrılır:
Laktik asit bakterileri Fermentasyon tipi
40
Homofermentatif LAB Homolaktik asit (saf) laktik asit fermentasyonu
Heterofermentatif LAB Heterolaktik laktik (karışık) laktik asit fermentasyonu
Laktoz hiçbir mo tarafından direkt olarak kullanılmaz.
β-galaktozidaz / Laktaz
Laktoz + H2O Glukoz + Galaktoz
Ortamdaki mikroorganizmalar uzaklaştırıldığı veya faaliyetleri durdurulduğu zaman
fermente olmayan laktoz hiçbir değişikliğe uğramadan kalır. Çünki meydan gelen
laktik asit ortamın asitliğini o derece artırır ki bir süre sonra laktik bakteriler faaliyet
gösteremez ve laktozun bir kısmı fermente olmadan kalır. Koşullara göre % 10-30
laktoz fermentasyon ile parçalanır. Streptokoklar % 0.8-1.0 asitliğe, laktobasiller %
1.5-2.0 asitliğe kadar dayanıklılık gösterirler.
Homolaktik fermentasyonda; başlıca ürün laktik asit olup % 85-90 oranında laktik
asit meydana gelir.
Glukoz + 2 ADP + 2 inorganik fosfat 2 laktik asit + 2 ATP
Heterolaktik fermentasyonda laktik asidin yanı sıra fazla miktarda diğer
fermentasyon ürünleri de meydana gelir.
Glukoz+2ADP+2 inorganik fosfat 2 laktik asit+etanol+ formik asit+CO2 +2ATP
Tüm laktik asit fermentasyon tepkimeleri sırasında 1 molekül laktozdan 4 molekül
laktik asit meydana gelir. Laktik asidin oluşumu tek bir aşamada olmayıp bir çok ara
reaksiyonları ve enzimleri içeren reaksiyon zinciridir. Reaksiyonda ara ürün pirüvik
asit laktat dehidrogenaz enzimi etkisiyle laktik aside parçalanır. Pirüvik asit
oluşuncaya kadar olan 9 ara reaksiyon aşamaları tüm fermantasyonlarda aynıdır. 9.
Aşama fosfopirüvik asitten pirüvat kinaz enzimi aracılığyla pirüvik asit oluştuktan
fermentasyon tipine göre farklı enzimler ve farklı ürünler meydana gelir.
41
β-galaktozidaz / Laktaz
C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6
Glikolitik yol/EMP iz yolu
2 C6H12O6 4 CH3. CO. COOH
şeker pirüvik asit
laktat dehidrogenaz enzimi
4CH3. CO. COOH 4 CH3. CHOH.COOH + enerji (ATP)
pirüvik asit laktik asit
0=COH
C=O
CH3
LAKTİK ASİT
Laktik asit; renksiz, kokusuzekşi tatda, higroskopik şurup kıvamında bir sıvıdır.
Laktik asit (CH3.CHOH.COOH) asimetrik karbon atomuna sahiptir. 2 nolu karbon
atomuna 4 farklı grup bağlanmıştır. Fermentasyon sonucunda insan organizmasında
hızlı ve kalıntı bırakmadan metabolize olan L(+) laktik asit ve daha yavaş metabolize
olan D(-) laktik asit olarak 2 izomeri mevcuttur. D(-) laktik asidin bir kısmı metabolize
olmadan idrarla dışarı atılır. FAO WHO günlük maksimum D(-) laktik asit alımını
60mg/kg ağırlık olarak sınırlandırmıştır. L(+) için herhangi bir sınırlama yoktur.
Streptococcus türleri % 1 kadar D-laktik asit, Streptobacterium lar % 1.5 D –laktik
asit üretirler. Thermobacterium lar 40°C de %3 L-laktik veya inaktif (DL) laktik asit
üretirler. L. Lactis, Str. Thermophilus, Bifidobacterium bifidum L(+) laktik asit, Lb
bulgaricus, Lb lactis, Leuconostoc grubu D(-) laktik asit üretir. D- ve L- laktik asit
miktar ve oranları aşağıdaki faktör. Bağlıdır.
1) Kullanılan starter kültür ve oranları
2) Ürünün son asitliği
3) Süt türü
4) Ürünün depolama süresi
5) Fermentasyon sırasındaki sıcaklık
Laktik asit
42
saf olarak bulunmaz,
kaynama noktası 122°C, erime noktası 16.8°C
su ve alkol ile karışabilir eterde erir
su buharı ile uçmaz
C.OOH
H.C.OH
C.H3
D(-) Laktik asit
C.OOH
HO.C. H
C.H3
L (+) laktik asit
Laktik asidin fizyolojik ve biyolojik özellikleri
1) Ca, P, Fe emilimini artırır
2) Sindirim salgılarının salgılanmasında uyarıcı etki yapar
3) Midedeki gıdaların sindirim sisteminde ilerlemesini sağlar
4) Süt proteinlerini pıhtılaştırarak daha kolay sindirilmelerini sağlar
5) Solunum sırasında vücut tarafından enerji kaynağı olark kullanılmalarını sağlar
6) Ürünlerin raf ömrünü uzatır
7) Süt ürünlerinin kendilerine özgü lezzetin oluşmasında önem taşır
Laktik asit diğer sanayii dallarında da kullanılır;
1) Tekstil sanayiinde yün ve deri boyamada
2) Gıda sanayiinde limonata ve esans yapımında
3) Antiseptik olarak ağız sularında ve sabun imalatında
BÜTİRİK ASİT FERMENTASYONU
Bütirik asit bakterileri temiz olmayan ekipman, toprak ve silaj gibi ortamlardan süt ve
ürünlerine bulaşır. Bu grupta bulunan Clostridium türü bakteriler pirüvik asitten
anaerobik koşullarda bütirik asit, asetik asit, n-butanol, aseton ve etanol gibi çeşitli
ürünleri oluşturur.
43
Cl. acetobutylicum pirüvik asidi bütirik aside parçalar, bunun yanında hidrojen ve
karbondioksit oluşur. 1 mol glukozdan bir mol bütirik asit oluşur. Reaksiyon
süresince 1 mol glukozdan 3 mol ATP oluşur. Fermentasyonda; Asetil-CoA, β-
hidroksibutiril-CoA, Krotonil CoA, ve sonuçta Butiril CoA oluşumuyla reaksiyon
tamamlanır.
Temel ürün butirik asit olmakla birlikte az miktarda asetik, formik ve propiyonik asit de
meydana gelir.
C6H12O6 CH3. CH2. CH2. COOH + 2CO2 + 2H2
Glukoz bütirik asit
Bütirik asit fermentasyonu sonucunda açığa çıkan yağ asitleri ürünün tat ve kokusunu
olumsuz etkiler. Ayrıca olucan gazlar da yarık ve çatlaklara neden olur. Peynirde geç
şişme kusuru bütirik fermentasyon sonucu oluşur. Engellemek için alınacak önlemler:
1) Düşük sıcaklıkta depolama
2) Yüksek tuz konsantrasyonu
3) Baktofügasyon
44
4) Kazan sütüne nisin ve lisozim enzimi ilavesi
Süt teknolojisinde sorun yaratan bütirik asit bakterileri; Cl. butyricum, Cl.
tyrobutyricum, Cl. lactoacetophilum dur. Bakteriler % 3-5 tuz konsantrasyonunun
üzerinde faaliyet gösteremezler ayrıca L. lactis in oluşturduğu antibiyotik çalışmalarını
engeller.
Bütanol ve aseton oluşumu
Butirik asit fermentasyonu sırasında ortam koşulları uygun olduğunda ve pH 4.50 e
düştüğünde bütirik asit fazlalığında aseton ve bütanol oluşur. Butirik asit
fermantasyonunun en belirgin önemli miktarda CO2 ve H oluşumudur.
O
C6H12O6 CH3. CH2. CH2. CH2. OH + CH3. C. CH3. + 5CO2 + 2H2
Glukoz bütanol aseton
bütanol Bütirik asit
PROPİYONİK ASİT FERMENTASYONU
Propiyonik asit fermentasyonu duyusal ve yapısal kusurlara neden olduğundan
istenmez. Glikolizle oluşan laktik asit daha sonra propiyonik asit, asetik asit,
karbondioksit ve suya parçalanır. Fermentasyon, propiyonik asit bakterileri tarafından
gerçekleştirilir. Propionibacterium türleri İsviçre tipi sert peynirlerin olgunlaşmasında
laktik asit bakterileriyle birlikte yapı ve lezzet oluşumunda rol oynarlar. Ayrıca sütlü
içeceklerde B12 vitamin kaynağıdırlar ve süt yağında oksidatif bozulmayı azaltmaya
katkıda bulunurlar. Söz konusu bakteriler; piruvat ve laktatları kullanarak bazı uçucu
asitler ve CO2 oluşturarak peynirin tat ve aromasını etkiler. Laktik asit bakterileri de
laktik asit oluşturur ve hafif proteolize neden olurlar. Tat ve aroma dengesi için
bileşenler arasında belirli bir oran olmalıdır.
45
Propiyonik asit: asetk asit: karbondioksit = 2: 1: 1
Lb. bulgaricus, Lb helveticus ve Str. thermophilus arasında sınırlı simbiyotik ilişki
vardır. Peynirde aynı zamanda göz oluşumu da önemlidir. Göz oluşumu için; bakteri
suş ve türleri, ortam sıcaklığı, peynir pH’sı, kazeinin proteoliz düzeyi önemlidir.
3CH3. CHOH. COOH 2 CH3.CH2.COOH + CH3. COOH + CO2 + H2O
Laktik asit propiyonik asit asetik asit
ALKOL FERMENTASYONU
Laktoz EMP yoluyla pirüvik asite parçalandıktan sonra heterofermantatif LAB nin
ürettiği enzimler ve özellikle mayalar etkisiyle alkol ve karbondioksite parçalanır.
Pirüvik asit önce “pirüvat dekarboksilaz enziminin etkisiyle asetaldehit ve CO2 e
parçalanır. Fermentasyon süresince oluşan CO2 nin kaynağı bu aşamadır. Enerji
kaynağı olan ve hidrojen akseptörü gibi davranan NAD hidrojen kaybeder ve alkoldehidrogenaz
enzimi yardımıyla asetaldehiti etanole indirger.
Pirüvat-dekarboksilaz
CH3. CO. COOH . CH3. CHO + CO2
Pirüvik asit asetaldehit
Alkol-dehidrogenaz
CH3. CHO + NADH2 . CH3. CH2. OH + NAD
asetaldehit etanol
Temiz olmayan koşullarda üretim sırasında alkol fermentasyonu kendiliğinden oluşur.
Parçalanma ürünleri süt ürünlerinin aromasını olumsuz etkiler bu nedenle istene bir
reaksiyon değildir. Ancak kontrollü koşullarda kefir ve kımız gibi ürünlerde alkol
fermentasyonu istenir. Asetaldehit tipik yoğurt tadının, CO2 de ferahlatıcı aromanın
oluşumunda etkindir.
ASETİK ASİT FERMENTASYONU
46
Privük asit asetaldehite indirgendikten sonra, bünyesine su alarak asetaldehit hidratı
oluşturur. Daha sonra ortamda oksijen varlığında oksijene 2 hidrojen vererek aldehit
–dehidrogenaz enzimiyle asetik asiti oluşturur. Bu reaksiyon aerobik koşullarda
gerçekleşen oksidasyon ve dehidrasyon reaksiyonlarıdır. Glukozu parçalayan en
önemli sirke asidi bakterileri Acetobacter türleridir. Anaerobik koşullarda ise sirke
asidi bakterileri asetaldehitten asetik asit ve etanol oluştururlar. Asetik asit
fermentasyonu süt teknolojisinde istenmeyen reaksiyondur.
CH3. CHO + H2O . CH3. CHOH. OH
Asetaldehit asetaldehit hidratı
Aldehit-dehidrogenaz
CH3. CHOH.OH + ½ O2 . CH3. CHOOH+H2O
asetaldehit hidratı asetik asit
Laktozun Fermantasyon Ürünleri
Laktozun laktik asit ve alkol fermantasyonu ile pek çok ürün elde edilmektedir. Temel
ürünlerin dışında aşağıdaki ürünler de elde edilmektedir:
1) Peyniraltı suyundan tek hücre proteini üretilmesi: Kluyveromyces fragilis
ile fermente edilir.
2) Alkol üretimi: Laktozun % 86 sı alkole dönüşür.
3) Peyniraltı suyundan yanıcı gaz üretimi: Anaerobik ortamda fermentasyon ile
elektrik jeneratörlerinde kullanılan özel bir yakıt elde edilir.
4) Amonyum laktat üretimi: Peyniraltı suyundan Lb. bulgaricus ile laktik asit ve
amonyum laktat üretilir.
5) Yağ üretimi: Candida curvate, Trichosporon cutaneum kullanılarak peyniraltı
suyundan yağ asitleri (oleik, linoleik, palmitik, stearik) üretilebilir.
6) Sitrik asit üretimi: Peyniraltı suyunun Aspergillus niger ile fermentasyonu
sonucu elde edilir.
LAKTOZUN BESLENME VE FİZYOLOJİK ETKİLERİ
Laktoz önemli bir karbonhidrat kaynağı değildir (tatlılığı az), enerji ihtiyacı için fazla
dikkate alınmaz. Ancak, yapısında yer alan galaktoz, beyin dokusunun ve
47
glikolipidlerin kaynağını oluşturur. Beyin gelişiminin tüketilen laktoz miktarına bağlı
olduğu belirtilmektedir.
Süt ve ürünleriyle alınan laktoz, barsaklardaki kalsiyumun emilimini düzenler. Laktoz
mideden geçerken hemen hemen hiçbir değişikliğe uğradan barsaklara geçer. Diğer
şekerlerin tersine galaktoz, sindirim sisteminde formunu uzun süre muhafaza eder.
Barsaklardaki yüksek laktoz konsantrasyonu hidrolizasyona karşı bir direnç oluşturur
ve çok yavaş bir şekilde absorbe olur. Bu durum barsaklardaki asidik fermentasyonun
sürekliliğini sağlar. Asidik ortam kalsiyum ve fosfordan yararlanma için çok uygun bir
ortam oluşturur. Laktoz burada direkt etkili değildir, bu etki laktik asitle gerçekleştirilir.
Laktik asit barsaklarda asidik ortam oluşturarak kalsiyumum emilimini artırır. Aynı
zamanda magnezyum ve fosfordan yararlanmayı da olumlu yönde etkiler. Bu durum
gençlerin ve hamile bayanların beslenmesinde önemlidir.
Barsak florasındaki asidik ortam, kokuşma yapan proteolitik bakteriler üzerinde
antiseptik etki yapar ve bu tür bakterilerin gelişmesini önler. Böylece toksik
maddelerin oluşması da engellenmiş olur.
Laktozun yağ metabolizması üzerinde de etkilidir. Süt yağı ve laktoz birlikte
kullanıldığında, tek başına yağ tüketimine göre daha olumlu sonuçlar alınmıştır.
Laktoz belli derecede zayıflama diyetlerinde de etkindir. Laktoz diğer karbonhidratlara
oranla daha az değerlendirilir ve yağ birikimine engel olur. Laktoz ve Ca-laktat verilen
farelerde daha az yağ birikimi görülmüştür.
Laktoz intoleransı olan bireyler laktozun sayılan özelliklerinden faydalanamazlar.
Ancak yoğurt, ayran, kefir gibi ürünlerde laktik asit oluştuğundan bu tür ürünlerin
tüketimi önerilir. İçme sütü gibi ürünlere laktaz enzimi ilave edilerek laktoz hidrolize
edilir ve bu şekilde tüketim önerilebilir.
LAKTOZUN KULLANIM ALANLARI
Tıpta
Kan basıncını azaltmak, kabızlığı ve diayeri önlemek amacıyla kullanılır. Ozmotik
basınç üzerinde de etkilidir.
48
Eczacılıkta
Tabletlerde dolgu maddesi olarak, midede parçalanmaması nedeniyle hapların
kaplanmasında, kapsül olarak kullanılır. Penisilin gibi bazı antibiyotiklerin
üretilmesinde besin maddesi olarak kullanılır.
Gıda Sanayiinde
Tatlılığının az olması ve yapıyı düzeltmesi nedeniyle pek çok gıda maddesinde katkı
maddesi olarak kullanılır.
Şekerli ve unlu ürünlerde, instant içeceklerde, toz çorbalarda, soslarda ve et
ürünlerinde, koyulaştırılmış süt üretiminde laktozdan yararlanılır.
Tat ve aroma mddelerini absorbe ettiğinden dolayı krokan, kahve, kakaolu ürünlerle
beraber çikolata ve pralin üretiminde kullanılır.
İndirgen şeker ve proteinlerle reaksiyona girdiği için ürünlerde sarımsı kahverengimsi
renk bazı fırın ürünlerinde kullanılır.
Mayalar laktozdan kolayca yararlanamadığı için fırıncılık ürünlerinin raf ömrünün
uzatılmasında yararlanılır.
Bebek mamalarında, özel diyet ürünlerinin hazırlanmasında, laktoz şurubu üretiminde
kullanılır.
49
SÜTÜN MİNERAL MADDELERİ
Sütte katyon ve anyonlardan oluşan birçok mineral maddeler bulunur. Mineral
maddeler aşağıdaki fonksiyonlardan dolayı önem taşır.
1) Vücudun fonksiyonlarına katıldığı için beslenme fizyolojisi açısından
2) Isıl işlemeler karşısında pıhtılaşmayı önlediği için sütün fiziksel stabilitesi
açısından
3) Süt ve ürünlerinde oluşan biyokimyasal reaksiyonlarda katalitik etki
bakımından
Sütteki mineraller bazen süt tuzları ve süt külü olarak da ifade edilir.
Süt tuzları: Sütteki tüm metal iyonlarını, organik ve inorganik anyonları kapsar. Bu
tanıma göre iyonize gruplar içeren ve katyonlarla tuz benzeri bileşikler içeren süt
proteinleri de girebilir.
Süt külü: sütün suyu uçurulduktan sonra, yakılan inorganik maddelerin oluşturduğu
beyaz renkli kalıntıdır. Yakma sonunda;
Oksitler ve karbonatlar; organik tuzdan ve sitratlardan
Fosfat ve sitratlar; proteinlerdeki kükürt ve fosfordan
Karbonatlar; organik maddeler yanarken oluşan CO2 den kaynaklanır.
Süt tuzlarının büyük bir kısmı serum içerisinde çözünmüş halde, bir kısmı da kolloidal
halde veya yağ globüllerine absorbe edilmiş halde bulunur.
SÜTTEKİ MİNERALLER VE MİKTARLARI
Miktarlar açısından makro ve iz elementler olarak iki gruba ayrılır. Her bir iyon
konsantrasyonu; 100 ml sütte miligram, litrede miliekivalan ya da yüzdesel olarak
ifade edilir
Mineral maddeler sütte klor, flor, fosfor asidi, kükürt asidi, limon asidi gibi anyonlarla
bileşik oluştururlar. Katyon ve anyonların karşılıklı etkileriyle sütün tuz sistemi oluşur.
Minerallerin toplam miktarı oldukça sabittir. Çok az orandaki değişiklik bile tuz
sisteminde önemli kabul edilir. Diğer süt bileşenleri gibi tuzlar da kandan meydana
gelir. Ancak filtre sistemi nedeniyle ikisi arasında miktarsal farklılık vardır.
İyonlar önem sıralarına göre aşağıdaki gibidir.
İYONLAR
50
Çizelge 1. Süt tuzlarının miktarları (mg/L)
Bileşenler Ortalama değer Değişim genişliği
Sodyum
Potasyum
Kalsiyum
Magnezyum
Toplam Fosfor
İnorganik fosfor
Klorid
Sülfat
Karbonat(CO2 olarak)
Sitrat (sitrik asit olarak)
500
1450
1200
130
950
750
1000
100
200
1750
350-600
1350-1550
1000-1400
100-150
750-1100
800-1400
Makro elementler ve Önemi
Beslenme açısından makro elementlerin tamamı, organizmanın büyümesi ve
gelişmesi için mutlak gereklidir. Özellikle Ca ve P kemikler için önemlidir. 1 litre süt;
yetişkinler için gerekli 0.8 gr Ca ve 0.9 gr P ile çocuklar için gerekli 1.2 gr Ca içerir.
Süt proteinlerinde kolloidal stabilitenin korunmasında etkilidir.
Sütün tampon kapasitesi üzerinde etkilidirler. Ortamdaki mikroorganizmalara karşın,
sağımdan sonra süt pH’sının belli bir süre sabit kalması tuzların tamponlayıcı
etkisine bağlıdır. Oluşan laktik asitteki hidrojen iyonları, hidrojen tuzlarının
çözünürlük dengesine katılmakta ve denge konumundaki anyonlar tarafından
bağlanmaktadır. Böylece H+ iyonlarında bir artış görülmemekte ve sütün pH değeri
Makro elementler İz elementler
KATYON
Na+
K
+
Ca++
Mg++
ANYON
ClPO4
–
SO4
–
HCO3-
Sitrat
iyonları
KATYON
Fe++ Rb++
Zn++ Li+
Cu++ Ba++
Co++ Pb++
Al+++ Mo++
Sn++ Ct++
Sr++ Ti+++
Mn++ Ag+
V
+++
ANYO
N
F-
J-
BrB
Si
Se
51
anyonların hidrojen iyonlarını tamponlayabileceği süreye kadar sabit kalmaktadır.
Sütün tampon sistemine; karbonatlar, fosfatlar, ve sitratların çözünürlük dengesi
katkıda bulunur.
Mineraller, kazein ve peynir mayasıyla pıhtılaşma özellikleri üzerinde etkilidir.
Kalsiyum iyonları kazein misellerinin yüzeyine absorbe edilerek hidrat zarını
dolayısıyla, kollidal kazeini kuvvetlendirir. Kazein misellerinin büyüklüğü Ca miktarına
bağlıdır ve Ca sütten uzaklaştırıldığında kazein alt misellere parçalanmaktadır.
Bağlanamayan veya ortamda fazla olan kalsiyum, fosfat ve sitratlarla kollidal veya
kompleks oluşturarak kazein partiküllerinin büyümesine neden olur. Sütün peynir
mayasıyla pıhtılaştırılması sırasında da enzimle parçalanmış olan kazein misellerinin
jel oluşturmasına yardımcı olur ve pıhtılaşmayı kolaylaştırır. Ca ortamdan
uzaklaştırıldığında pıhtılaşma önlenir.
Kalsiyum
Kalsiyum konsantrasyonundaki en ufak bir değişiklik sütün tuz dengesine ve toplam
kolloidal fazına etki eder. Kalsiyumun etkili olduğu olaylar:
1. Kazein misellerinin büyüklüğü buna bağlı olarak da sütün rengi etkilenir.
Kalsiyumla kompleks oluşturan maddelerin süte ilavesi miselleri parçalar aynı
zamanda sütün renginin açılmasına neden olur. Çiğ sütteki bulanıklık ise yağ
taneciklerinin dağılmasından kaynaklanır.
2. Peynir pıhtısında; kitlenin doku ve yapısına etki eder, tebeşirimsi yapı kusuru
kalsiyumla ilgilidir.
3. Eritme peyniri üretiminde eritme tuzları; kalsiyum, kalsiyum fosfat, kalsiyum
sitratı bağlayarak kırılgan ve sert olan kalsiyum kazeinatı daha yumuşak yapılı
ve yağın içerisinde kolayca emülsiye olabilen bir forma dönüştürmektedir.
Böylece eritme peynirinin karakteristik yapısı oluşmaktadır.
4. Şekerli ve şekersiz sütlerde uzun süre depolama sonucu görülen çökelti
kalsiyumdan kaynaklanır.
5. Süttozunun çözünürlüğünün azalması kalsiyumla ilgilidir.
Sitratların önemi
Sütteki sitrat miktarı ortalama % 0.2 civarındadır. Çok az miktarda serbest sitrik asit
şeklindedir. Sitrik asit sulu çözeltilerde kristal haldedir. Aynı katyon yükünde 3 farklı
52
tuzu bünyesine bağlayabilir. Kalsiyum sitratın çözünürlüğü ısıyla azalır. Buna pek az
tuzda rastlanır. Önemi;
Sütün tampon özlliğinin parçasıdır.
Tuz dengesiyle ilgilidir. Sütte kalsiyum ve magnezyumla kompleks oluşturur. Isıtma
soğutma dondurma gibi fiziksel işlemlerde kazeinin topaklaşmasını önler.
Fermente ürünlerde aroma oluşumunun başlangıç maddesidir.
İz Elementler ve Önemi
Sütteki iz elementler çoğunlukla iyon şeklindedir ve tuz oluştururlar. Miktarları çok az
olduğundan spektrometrik olarak incelenir. Genelde mg / kg seviyesinden az olanlar
iz element olarak kabul edilir. Çizelgede görülenlerin dışında; baryum, lityum,
Vanadyum, gümüş, titan, stronsiyum da belirlenmiştir.
İz elementlerin miktarı üzerinde yemlemenin etkisi vardır. Laktasyon dönemine göre
miktar değişebilir. Kontaminasyon sonucu bazı metaller süt geçer ve gerçek miktarı
değiştirebilir. Bazı iz elementler hayati öneme sahiptir ve mikro besin elementleri
olarak isimlendirilir. Mikro besin elementleri: Demir, Bakır, kobalt, çinko, iyot
İz elementlerin biyokimyasal olarak önemi
1. Mikro besin elementleri beslenme fizyolojisi açısından önem taşır, B12
vitamini içindeki kobalt gibi
2. Enzimlerin bileşimlerinde bulunurlar, Fe katalaz ve peroksidazın yapısında yer
alır.
3. Enzimler üzerinde aktivatör ve inhibitör olarak etkilidir.
4. Süt ve ürünlerdeki bir takım kimyasal reaksiyonlarda yer alır ve kalite
kusurlarına neden olur. Örn Cu süt yağının otooksidasyonuna neden olur.
İz elementlerin süt enzimleriyle ilişkisi
İz elementler sütteki enzimlerin koenzimlerin (prostetik grup) yapısında bulunur. Örn;
molibden ksantinoksidaz enziminin yapısında yer alır. Bunlar ayrıca enzimlerin
aktivitesinde de etkilidir. Örn: Mg++, Mn++, Co++, Zn++ alkali fosfatazın aktivitesini
artırır.
İz elementlerin miktarı arttığında kimyasal ve biyokimyasal reaksiyonlarda katalitik rol
oynar ve yüksek miktarlarda olumsuz etkide bulunur. Bakır miktarının (>10-5 mol)
artışı süt yağında askorbik asitte otoksidasyona neden olur. Bu nedenle bakırdan
yapılmış alet ve ekipmanların sütle teması kesilmelidir. Ancak Emmental peynirinde
53
laktik asit fermentasyonunu propiyonik asit fermentasyonu lehine değiştirir. Bu durum
da olumlu etki olarak görülmektedir.
MİNERAL MADDELERİN FİZİKOKİMYASI
Sütün Tuz Dengesi
Süt içerisindeki her iyon iyonlaşmamış moleküllerle denge halinde bulunmaktadır.
Tuzlar % 100 iyonlaşmış kuvvetli baz ve asitten oluştuğu için, tuzları meydana getiren
iyon kombinasyonları; Na+, K+, SO4++, Cl- iyonları sütte tamamen serbest hidrat
şeklinde bulunmaktadır.
Zayıf asitlerin, fosfatların, sitratların, karbonatların tuzları ise pH değerine bağlı olarak
farklı biçimde iyonlaşırlar. Fosforik asidin tuzları (Ca) 3 farklı şekilde iyonlaşabilir.
Fosfat= Ca3(PO4)2
Hidrojenfosfat = CaHPO4
Dihidrojenfosfat= Ca(HPO4)2
Zayıf asitlerde çözünürlük sabitelerinden yararlanılarak süt (sulu çözelti) ortamındaki
iyon dağılımı belirlenebilir. Ve yine çözünme sabitesine bakarak;
Her bir iyonun sütteki miktarının tuzların çözünürlüğünü belirten değerden daha
yüksektir
Tüm katyonların miktarı anyonlardan daha fazladır, dolayısıyla iyon nötralitesi
kavramı yoktur denilebilir.
Yukarıdaki durum değerlendirildiğinde; farklı (tuz) dengesinin olduğu ortaya
çıkmaktadır. Kalsiyumhidrojen fosfat tamamen iyonlaşamaz yani gerçek çözelti
halinde değildir. Ancak sütte çözünmeyen kısımdan dolayı herhangi bir tortuya da
rastlanmadığına göre bu kısmın sütte kolloidal şeklinde bulunduğunu düşünülür.
Böylece sütte çözünür faz ve kolloidal faz olmak üzere iki farklı faz ortaya
çıkmaktadır. Sütteki tuz sisteminde temel anyon ve katyonlardan kalsiyum,
magnezyum, fosfat ve sitratlar sütün hem çözünür fazında( gerçek çözelti), hem de
kolloidal fazında (kolloidal çözelti) yer alırlar. Diğer taraftan çözünmüş ve kolloidal
fazlar arasında da bir denge mevcuttur ve denge kuralları geçerlidir. Örn; gerçek
çözeltideki iyonların bir kısmının uzaklaştırılmasıyla denge kolloidal fazdan iyonik
faza doğru kayar.
Bir çözelti içerisinde katyonların miktarı anyonlardan daha fazla olduğunda, [iyon
nötralitesi bozulduğunda] katyonların bir kısmı proteinlerin anyonları ile birleşir ve
54
onlarla çözünür kompleks bağlar meydana getirir. Sütte de böyle bir durum söz
konusudur. Sütte de özellikle fosfat ve sitratlar kompleks oluşturmaya çok uygundur.
Sütte kalsiyum ve magnezyumun bir kısmı dissosiye olmamış, fosfat, sitrat ve
bikarbonatlara bağlı (Ca Citr-
, CaPO-
4, Ca HCO3
+
). kompleks yapı halinde bulunur.
Bunların çözünebilir fazdaki oranları;
Kalsiyum ve magnezyum: % 35 iyonik form, % 55 sitratlara bağlı, %10 fosfatlara
bağlı durumda
Fosfatlar: %51 birincil (H2PO4-), %39 sekonder (HPO42-), % 10 Ca ve Mg’a bağlı
Citrat: % 14 tersiyer (Sitrat3-), % 1 sekonder (Hsitrat2-), % 85 Ca ve Mg’a bağlı
Aşağıdaki çizelgelerde süt tuzlarının sütün çözünebilir ve kolloidal fazlarında dağılım
oranları verilmiştir.
Çizelge 2. Süt tuzlarının dağılımı
Bileşenler Konsantrasyon (mg L-1 Çözünebilir fazda (%) Kolloidal fazda (%)
Sodyum
Potasyum
Klorid
Sülfat
Fosfat
Sitrat
Kalsiyum
Magenezyum
500
1450
1200
100
750
1750
1200
130
92
92
100
100
43
94
34
67
8
8
–
–
57
6
66
33
Sütün tuz dengesi aşağıda belirtildiği üzere 3 şekilde oluşur:
1) Gerçek çözünen
2) Kolloidal çözünen
3) Proteinlere bağlı çözünen
Böylece katyon ve anyonların kendi aralarında, bunların kolloidal fazdaki tuzlarla ,
sitrat gibi çözünebilen kompleklerle ve kazein kompleksiyle aralarında dinamik bir
denge oluşmaktadır. Birbirine bağlı bu dengeler kalsiyum ve magnezyum iyonlarına
tampon oluştururlar. Herhangi bir nedenle konsantrasyonda meydana gelen bir
azalma durumunda diğer dengeleri kendi yönüne çekerek iyonların bir önceki
konsantrasyonlarını korumaya yardımcı olur.
Kalsiyum Fosfat
55
Sütün içerisinde termodinamik veya kinetik yönden denge halinde bir miktar kalsiyum
fosfat tuzu bulunmaktadır. Bunlar farklı fonksiyonlara sahiptir ve dikalsiyum fosfat,
okta ve amorf kalsiyum fosfat olarak sıralanabilir.
Sütün temel kolloidal tuzu kalsiyum fosfattır. Kolloidal fazdaki toplam süt tuzlarının %
66’sını kalsiyum ve % 57’sini fosfatlar oluşturduğu için kolloidal inorganik tuzlar
denilince kolloidal kalsiyum fosfat (CCP) düşünülmektedir. Fakat miktarları daha az
da olsa bir miktar sodyum, potasyum, magnezyum, çinko ve sitrat da kolloidal fazda
yer alabilmektedir. Sütün içindeki CCP, kazein miselleriyle yakın ilişkilidir. Bu nedenle
bu kolloidal partiküller, misellar CCP olarak da isimlendirilir. CCP’ın dışındaki diğer
tuzlar da (Na, K, Mg ve sitrat) kazeine bağlı formda bulunabilmektedir. Miktar vermek
gerekirse; 100 gram kazein (kuru) 7 gram tuz bağlayabilmektedir. Kalsiyum için bu
değer 105
gram kazein için 1160 gram olarak verilmektedir. Kazein fraksiyonlarının
tuz bağlama kapasiteleri birbirinden farklılık göstermektedir. Bu bakımdan bir
sıralama yapıldığında Ca+2 ve Mg+2 iyonları için αs1> β-> ĸ-kazein şeklinde
gerçekleşmiştir.
Kazein misellerinin yüzeyi ve yüzeydeki iyon dağılımları misellerin pıhtılaşma ve
topaklaşma reaksiyonlarında etkilidir. Kazein miselleri negatif yüzey potansiyeline
sahiptir ve 1 nm kalınlığında iyon bulutu ile çevrilmiştir. Misellerin en dışında bulunan
saç görünümdeki katman ĸ-kazeininin makropeptidlerinden oluşmuştur.
Kazein misellerinin kalsiyum fosfat köprüleriyle bağlanması
56
TUZ DENGESİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Katkı maddeleri ilavesi
Süt ürünlerinin üretimi sırasında süte; tuzlar, asitler, alkaliler ilave edilebilir. Peynir
üretiminde pıhtılaşma özelliklerini iyileştirmek amacıyla, kalsiyum tuzları,
koyulaştırılmış sütte raf ömrünü uzatmak ve depozit oluşumunu engellemek için
fosfat ve sitrat tuzları ilave edilebilir. Bu katkılar sütteki iyon dengesini değiştirir. Sütte
asitliğin artmasıyla misellerdeki kalsiyum ve fosfatın çözünmesine sonuçta da Ca+2
ve Mg+2 iyonlarının kazeine bağlanma oranını azaltır. Ayrıca; düşük pH değerlerinde
HPO4
-2
nin H2PO4
-1
’e dönüşümünde azalma görülür. Diğer bir ifadeyle zayıf asitlerde
iyonlaşmayı azaltır ve Ca+2 miktarını artırır. Yüksek pH değerlerinde de H2PO4-1’e
HPO4-2’ e dönüşür ve kalsiyum fosfatlar çökmeye başlar sonuçta Ca+2 miktarında
azalma görülür.
Piro-, poli,,meta- gibi fosfat türevlerinin süte ilavesi viskoziteyi artırır fakat sütün
beyazlığını azaltır. Bunlar konsantre süte ilave edildiğinde jelleşme ve pıhtılaşma
önlenir. Tüm bu maddelerin süt yerine hayvanın yemine ilave edilmesi de stabiliteyi
etkiler.
Süte sitrat ilevesi Ca++ etkiler. Hemiyonik kalsiyum hem de koloidal kalsiyum fosfatın
konsantrasyonunu azaltır. Çözünebilir fosfat ve çözünebilir kalsiyum miktarını artırır,
pH yı yükseltir.
Konsantrasyon
Sütün konsantre edilmesiyle tüm bileşnlerde olduğu gibi süt tuzlarında da oransal
olarak artışa neden olur. Taze sütte belirli tuzlarda doygunluk olduğundan, konsantre
işlemiyle de tuz dengesi gerçek çözelti fazından kolloidal faza dğoru kaymaya başlar.
Konsantrasyon sonucu kalsiyum fosfat oluşumu ile eş zamanda pH düşmesi ve
çözünmüş iyon miktarlarında artış görülür. Genel bir ifadeyle hem çözünen hem de
kolloidal fazdaki madde miktarları artmaktadır. Özellikle Ca+2 nin artışı kazeinin
stabilitesini artırır. Bunların ürüne yansıması şekerli koyulaştırılmış sütlerde oda
sıcaklığında 6 pH civarında tri-kalsiyum sitrat kristalleri oluşumu görülür. Engellemek
için süte disodyum fosfat ilavesi veya düşük sıcaklıkta depolama önerilir.
57
Sıcaklık
Sıcaklığın artışıyla genellikle çözünürlük artar, ancak kalsiyum fosfat ve kalsiyum
sitratta çözünürlükte azalma görülür. Sütün belli sıcaklıkta belli süre tutulması
dengeyi kollidal faza doğru iter. Bu durumda süt çözünür kalsiyum fosfata doymuş
durumdadır. Bu durumda kazein miselleriyle kısmi birleşme görülür.
Soğutma sırasında da eriyebilir kalsiyum ve fosfat konsantrasyonunda artış meydana
gelir. Düşük sıcaklıklarda reaksiyonun geri dönüşümü daha kolay olur ve iyonik
denge kurulabilir. Ancak tekrar ısıtılma işlemi uygulandığında reaksiyon
tamamlanmaz
Sütün ısıtılmasıyla çözünebilir kalsiyum ve fosfor miktarlarının azalması sonucu sütün
pH değerinde hafif düşme görülür. Sütte asitlik artar.
Ancak soğutma işlemi uygulanırsa serbest Ca+2 miktarındaki azalma durur hatta bir
miktar artabilir. Bu miktarlar uygulanan sıcaklık derecesine büyük ölçüde bağımlıdır.
Eğer süt 90°C lere yükseltilmişse kalsiyum fosfat presipite olur. Sterilizasyon
sıcaklıklarında anyon ve katyonlarda meydana gelen kayıplar daha fazladır. Bu
kayıplar Mg üzerinde fazla iken Na ve K miktarlarında önemli bir değişim görülmez. .
MİNERALLERİN MİKTARINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Irkın etkisi
Jersey sığırları Holstein sığırlarına oranla sütlerinde kalsiyum, fosfor ve klor
bulundurur.
Türün Etkisi
Mineral maddenin miktarı ve çeşidi memelinin türüne göre belirgin farklılık gösterir.
İnek sütü diğer türlerle karşılaştırıldığında daha fazla çeşitte ve oranda mineral
içermektedir.
Koyun sütü; potasyum, kalsiyum, demir ve fosfor yönünden diğer sütlerden daha
zengindir. Ancak iyot, bakır, kobalt, mangan, çinko, flor içermez.
Anne sütü; genel olarak tüm mineralleri az oranda içerir. Kobalt bulunmaz, bakır,
çinko ve flor yönünden zengin olduğu söylenebilir.
Keçi sütü; magnezyum bakımından diğerlerinden daha zengindir. Demir ve klor
miktarı dikkati çekecek kadar azdır. Kobalt, çinko, flor, iyot bulunmaz.
58
Laktasyonun etkisi
Toplam kalsiyum konsantrasyonu laktasyon döneminin başında ve sonunda en
yüksek değerdedir. Laktasyonun ortasıyla ilgili bir ilişki bulunmamıştır. Fosfor miktarı
laktasyon ilerledikçe biraz artma eğilimindedir. Kolloidal kalsiyum ve inorganik fosfor
laktasyon başında minimum değerde iken sonlara doğru en yüksek değerine ulaşır.
Laktasyon dönemi (hafta)
Laktasyon döneminde Ca (—) ve P (___) miktarındaki değişimler
Mastitisin etkisi
Enfeksiyonun nedeni ve ciddiyetine göre mineraller kantitatif değişiklikler gözlenir.
Mastitisle birlikte pH, sodyum, ve klor miktarları artarken, potasyum, molibden,
toplam ve çözünür fosfor miktarlarında azalma görülür. Bunların yanı sıra; sütün iz
elementlerinde meydana gelen değişmelerle süt yağında oksidasyon meydana
gelebilir.
Laktasyon dönemi
59
Laktasyon döneminde klor miktarındaki değişim
Beslenme ve mevsim değişiklikleri
Kötü beslenme, sodyum potasyum klor miktarını azaltır. Mineral dengesi için yemlere
katkı yapılması olumlu sonuç verir. Ancak bu da sütün teknolojik özelliklerini ve
stabilitesini olumsuz etkiler. Günümüzde mineral miktarını ayarlamak için besin
katkıları kullanmak yerine hayvanın vücudunda hormonal değişiklik yapılması gibi
konular üzerinde durulmaktadır.
60
SÜTTE BULUNAN YABANCI MADDELER
Süt değişik nedenlerle kontaminasyona açık bir gıdadır. Sütün bileşiminde doğal
olarak bulunmayan çeşitli kaynaklardan süte bulaşan yabancı maddeler
bulunabilmektedir. Doğal olarak sütün bileşiminde bulunmayan, işlenmesi sırasında
ilave edilmeyen, ancak çeşitli kaynaklardan bu süt ve ürünleriyle birlikte yenilip içilen
maddeler “süte bulaşan yabancı maddeler” veya “kalıntı ve kontaminantlar”
olarak ifade edilir. Bu kaynaklara örnek olarak; hayvanların merada beslenmesi
sırasında topraktan, otlardan ve havadan bulaşan pek çok madde ve endüstriyel
atıklar, hayvan beslenmesinde kullanılan bazı maddeler, sürü hayvancılığında
hastalık kontrolünde kullanılan bazı ilaçlar ve yemlerden süte geçen bazı maddeler,
temizlik ve dezenfeksiyon sonrasındaki bazı kalıntılar verilebilir. Ancak diğer taraftan;
teknoloji gereği kullanma zorunluluğu olmayan hile veya haksız kazanç elde etme
gibi nedenlerle süte katılan maddeler için de genelde aynı ifade kullanılmakta birlikte
hatalı olduğu ve kapsam dışı bırakılması gerektiği düşünülmektedir. Aslında bu gibi
maddeleri “hile amacıyla katılan yabancı maddeler” şeklinde kullanılması gerekir.
Süte bulaşan yabancı maddeler insan sağlığı açısından tehlikeli olduğundan dolayı
pek çok ülkede üründeki miktarı yasal düzenlemelerle sınırlandırılmıştır.
1.Antimikrobiyel bileşenler
Sütte antibiyotik kalıntılarının bulunması, ekonomik, teknolojik ve insan sağlığı
açısından önem taşımaktadır. Süt hayvanlarında kullanılma nedeni.
1. Enfeksiyon hastalıkların tedavisinde enjeksiyon veya içme suyuyla verilebilir
2. Enfeksiyon tehlikesinin olduğu dönemlerde; tehlikenin olduğu, üretimin yoğun
yapıldığı veya nakiller sırasında yada laktasyon bitiminde kullanılabilir. Buna
stratejik uygulama adı verilir.
3. Hastalıkların klinik düzeye erişmesini engellemek için ve sürü içerisinde
yayılmasını engellemek için belirli zamanlarda uygulanır
4. Yemlerden yararlanma oranını artırmak; büyüme hızını ve süt verimini
artırmak amacıyla kullanılır. Buradaki doz çok düşük miktarlardadır.
61
Antibiyotikler bakteriler üzerine etkisi iki şekildedir;
-bakterinin gelişmesini ve çoğalmasını engelleyen bakteriostatik etki
-bakteriyi öldüren bakterisid etki
Süt hayvanlarında başta penisilin olmak üzere pek çok antibiyotik mastitis
tedavisinde kullanılmaktadır. Micrococcus ve Strptococcus türleri meme içindeki süt
kanallarına yerleşerek meme bezlerinin iltihaplanmasına neden olmaktadır.
Kullanılan antibiyotiğin % 30-80’i doku tarafından absorbe edilmekte, geri kalanı kan
ve lenf yoluyla süte ulaşarak dışarı atılmaktadır.
Mastitis tedavisinde penisilin dışında; streptomisin, klortetrasiklin, oksitetrasiklin,
basitrasin, kloramfenikol, neomisin, polimiksin, subtilin, klormisitin kullanılmaktadır.
İlaç doğrudan meme yoluyla ya da damar, kas, ağız yoluyla verilmektedir. İkinci
şekilde verilenin çok az miktarı süte geçmektedir.
Genel bir kural olarak antibiyotik tedavisi uygulanan bir hayvanın sütünün tedaviyi
izleyen 4 gün süresince kullanılmaması gerekir.
Antibiyotiğin süte geçme/sütte bulunma oranları aşağıdaki faktörlere bağlıdır
1. Hastalığın durumu: sağlıklı hayvanlara verilen antibiyotik daha kısa sürede
dışarı atılır.
2. Antibiyotik çeşidi: örneğin penisilinde 72-92 saat süreyle süte geçmeye devam
eder.
3. Sağım sayısı: İlk sağımlarda geçiş daha fazla olur. Genel olarak
enjeksiyondan sonra 10 dakikayla 4 saat arasında antibiyotiğin süte geçişi
başlamaktadır.
4. Antibiyotik dozu
5. Veriliş şekli: Memeden verilenlerde kas, damar, ve ağız yoluyla verilenlerden
daha fazladır.
6. Mevsim: Hastalıkların arttığı kış ve ilkbahar aylarında miktar daha fazladır.
Antibiyotikli sütlerin yarattığı sorunlar
1. Sağlık açısından duyarlı insanlarda alerjik reaksiyonlara neden olmaktadır
2. Antibiyotikli sütü sürekli tüketim sonucunda insanlardaki mikroorganizmalar
antibiyotige karşı direnç kazanmamaktadır.
62
3. Süt teknolojisinde peynir yoğurt, tereyağı gibi ürünlerin üretiminde ve sütlerin
kalite kontrolünde problemler ortaya çıkmaktadır
-Yoğurt bakterileri Lb bulgaricus ve Str thermophilus antibiyotiklere karşı çok
duyarlıdır. Bakteriler arasındaki simbiyoz ilişki bozulmakta asitlik gelişimi
yavaşlayarak inkübasyon süresi uzamaktadır.
-Peynir teknolojisinde antibiyotikli sütler üretim aşamasında önleyebilecek ölçüde
değildir. Ancak olgunlaşma döneminde bazı kalite bozukluklarına neden olmaktadır.
Peynir üretiminde başlangıçtaki ısıl işlem sırasın antibiyotiklerin amamı inaktif hale
gelmedikleri için peynir sütüne ilave edilen starter bakterilerinin faaliyetini yavaşlatır.
Bunun sonucunda yeterli asitlik gelişimi sağlanamaz, peyniraltı suyu pıhtıdan
yeterince ayrılmaz ve pıhtıda fazla su kalarak yumuşak peynir elde edilir. Diğer
taraftan gerek işleme gerekse olgunlaşma sırasında antibiyotiğe dirençli bakteriler
ortama hakim olarak tat ve yapı bozukluklarına neden olur. Örneğin koliformlar
çoğalarak gaz oluşturur. Ayrıca sert peynirlerde olgunlaşma sırasında antibiyotiğe
daha dirençli olan tereyağ bakterileri ortama hakim olarak delik ve çatlakların
oluşmasına neden olur. Bazı laktik asit bakterileri faaliyetleri sonucunda sütte doğal
olarak antibiyotik oluşturabilir. Bunlardan nisin özellikle tereyağ asidi
fermentasyonunu engelleyebilmektedir.
-Tereyağ üretiminde kullanılan bakteriler de Str. Cremoris, Str. Citrovorum, Stri
paracitrovorum antibiyotiklerden etkilenir. Asitlik gelişimi yavaşlar, yayıklama süresi
uzar, tat ve aroma maddeleri yeterli miktarda oluşmaz.
-Diğer kurutulmuş ve koyulaştırılmış ürünlerdeki antibiyotik kalıntısı konsantre hale
geleceğinden halk sağlığı açısından da sakıncalar ortaya çıkar.
-antibiyotikli sütlerde mikroorganizma üzerindeki etkisi nedeniyle mikroorganizma test
sonuçları yanılıcı bilgi verir. Sütte kalan antibiyotik fosfataz testine engel olur.
Pastörize olmuş süt penisilin ve tetrasiklin etkisiyle mavi renk verir ve hiç pastörize
olmamış gibi işlem görür.
Önlemler
1. Sorun yaratmaması için antibiyotikli sütler hiç işletmeye sokulmamalıdır.
2. Süte uygulanan ısıl işlemin derecesine göre aktivite bir miktar
azaltılabilmektedir. Örn 72C/15 saniye’lik ısıl işlem penisilinin %8 ini,
sterilizasyon ise % 50’sini inaktif hale getirmektedir.
63
3. Soğukta bekletilen sütlerde antibiyotik kalıntılarının azaldığı belirtilmiştir.
Örneğin 4C/7gün bekletilen sütlerde penisilinde % 37 azalma meydana
gelmiştir.
4. Antibiyotik içeren yalpı süt krema seperatöründe ayrıldığında krema ve yağsız
süte eşit oranda penisilin geçtiği belirlenmiştir.
2. Radyoaktif madde kalıntıları
Bazı elementlerin radyoaktif izotopları sütte hatta hemen hemen bütün gıdalarda
bulunur. Atom reaktörlerinden, nükleer denemelerden, santrallerden ve silahlardan
doğaya bulaşan (toprak, bitki, su) oradan da hayvana ve sonra da süte bulaşan
maddelere “radyoaktif madde kalıntıları” denir. İki çeşit radyoaktivite vardır:
Doğal radyoaktivite: Gezegenler arası boşlukta bulunan doğal radyonükleidlerin
oluşturduğu radyasyon, çevrede insan vücudunda doğal olarak bulunanlardır.
Bunların bulaşanlar ile ilgisi yoktur.
Doğal olmayan radyoaktivite:
-günlük yaşantımıza girmiş olan TV, röntgen cihazı gibi cihaz ve eşyalardan yayılan
radyoaktif madde kalıntıları (önemsiz)
-nükleer deneme, santral ve atom reaktörlerinden yayılan ve radyoaktif serpinti olarak
da isimlendirilen kalıntılar (önemli)
Nükleer bir patlamada parçalanma ürünleri çok yükseklere çıkar, hava akımlarıyla
yayılır ve yağışlarla yeryüzüne inerek; toprağa, bitkilere, havaya ve suya bulaşır. Bu
yollarla hayvanın solunum, sindirim organlarının mukozası tarafından absorbe edilip,
kan yoluyla vücuda ve süt bezlerine bulaşır.
Bu maddelerin parçalanma hızı önemlidir. Bazı tanımlar bulunmaktadır.
Fiziksel yarılanma süresi: İzotopun miktarının yarıya inmesi için geçen zamandır
Biyolojik yarılanma süresi: Vücuda alınan radyoaktif maddenin yarısının doğal yollarla
vücuttan atılacağı zamandır. Beslenme açısından önemlidir. Atom bombası testleri
radyoaktif Sr ve I, nükleer reaktör kazaları da Cs kontaminasyonuna neden olur.
64
Çizelge 1. Sütte bulunan önemli radyoaktif elementler
Element Kritik Sütte bulunduğu Yarılanma süresi
organ yer Fiziksel Biyolojik
89Sr Kemik En az %80 kazein miselleri, kalanı
serum fazında
52 gün ≈ 50 yıl
90Sr Kemik En az %80 kazein miselleri, kalanı
serum fazında
28 yıl ≈ 50 yıl
131I Tiroid bezi Serum ( ≈ % 7si yağda fazında) 8 gün ≈ 100
gün
137Cs Kas serum 33yıl ≈ 30 gün
Sr vücutta kalma süresi en uzun elementtir ve Ca ile aynı özellikleri gösterdiğinden
sütte ve ürünlerinde fazla miktarda bulunur. Tüm gıda maddeleriyle alınan Sr un %
38!i süt ürünleriyle alınmaktadır. Sütte iyodun büyük bir kısmı çözünmüş iyodür
halinde bulunur. Cs sütteki durumu K+ ve Na+ gibidir.
Süte bu maddelerin bulaşma ihtimali varsa en iyi çözüm radyoaktif element
konsantrasyonunun düşük olan ürünlere işlenmesidir. Tereyağında Ca ve K miktarı
az olması Sr ve Cs tereyağına az miktarda geçeceğini gösterir. Tereyağına sütteki
Sr % 1i Cs da % 2‘si geçer. Sr, Ca ile ilgili olduğundan peynire sütteki Sr’un % 45-
83’ü geçer.
Kontamine olmuş sütün temizlenmesi için; iyon değiştiriciler ve elektrodiyaliz
kullanılabilir. Potasyum perklorat gibi bağlayıcı maddeler yeme karıştırılabilir veya
kalsiyum fosfat süte ilave edilebilir.
3.Ağır metaller
Süt ve ürünleri farklı kimyasal yapılarda toksik ve toksik olmayan metal iyonları içerir.
Bunlar doğal olarak mera beslenme tekniklerinden ve endüstriyel ve insan
aktivitesinden oluşan kontaminasyondan kaynaklanmaktadır. Gıda Güvenliği
65
açısından en önemli elementler As, Cd, Pb, Hg, Sn dır. Ancak beslenme açısından
normal konsantrasyonlarda Cu, Fe, Se, ve Zn da önem taşımaktadır.
Ağır metallerin olumsuz etkileri;
Kurşun: nörofizyolojik gelişme
Kadmiyum:nefrotoksik
Civa:sinir zehiri, nefrotoksik
Arsenik:kanserojen
Krom: genotoksik
Selenyum: sinir zehiri
Kontaminasyon kaynakları
-Süt ve ürünlerinin konulduğu alet ekipmanlar, kazanlar, tekneler vs. Burada Metal
iyonlarının geçişi; yüzeyde meydana gelen kimyasal tepkimeler ve metal yüzeyindeki
elektron alışverişidir. Ürünlerdeki laktik asit de korozyonu hızlandırmaktadır.
-Kullanma suyu da iyi bir bulaşma kaynağıdır. Kullanma suyunda bulunabilecek Fe
miktarı 0.3 mg/Lt olarak sınırlandırılmıştır.
-Yemlerin yüksek/aşırı düzeyde metalle kontaminasyonu
Kontaminasyonun önlenmesi için;
1. Endüstriyel üretim bölgeleri ile tarıma dayalı endüstri bölgeleri ayrılmalıdır
2. Maksimum konsantrasyonun üzerinde metal iyonu içeren yemler imha
edilmelidir
3. Süt ve ürünleri sadece inert yüzeylerle temas etmelidir.
4. Temizlik ve dezenfektanlar
Deterjanlar süt ve ürünlerinin temas ettiği yerdeki her türlü kiri temizlemek,
dezenfektanlar ise sütün üretiminden ambalajlanmasına kadarki aşamada temas
ettiği her türlü yüzeyin mikroorganizmalardan arındırılması için kullanılan kimyasal
maddelerdir. Bu işlemden sonra yüzeyden temizlik ve dezenfektan maddeler etkili bir
biçimde uzaklaştırılmadığı zaman kalıntıları süte de geçer. Temizlik sadece üretim
66
birimlerinde değil, aynı zamanda çiğ sütün üretimi, depolama, taşıma ve pazarlama
sırasında da uygulanır.
Yüzeydeki dezenfektan kalıntısı yüzeyle temas ettiği zaman süte de bulaşmaktadır.
Bu kalıntılar özellikle laktik asit bakterilerinin gelişmelerini olumsuz yönde
etkilemektedir. Bu nedenle temizlik ve dezenfeksiyondan sonra su ile yapılan
durulamayı sıcak su ve buhar izlerse daha olumlu bir sonuca ulaşılabilir.
Çizelge 2. Bazı dezenfektan madde kalıntılarının laktik asit bakterileri üzerine etkisi
Laktik asit bakterilerinin
Dezenfektan madde Faaliyetini engelleyen
konsantrasyon (ppm)
Faaliyetini inhibe eden
konsantrasyon (ppm)
Dörtlü amonyum
bileşikleri
5-30 50-100
Klorlu bileşikler 10-200 200-750
Hidrojen peroksit 1-10 40-150
İyodoforlar 2-50 50-100
Bu konuda süte geçmesi muhtemel olan kalıntı miktarını en aza indirmek için
alınacak önlemler sıralanmıştır
1. Suları yumuşatmak için daha uygun bileşikler geliştirmek
2. Temizleyiciler için yeni formülasyonlar geliştirmek
3. Daha etkin sanitasyon yöntemleri
4. Kullanılan alet ekipmanları geliştirerek köşe malzemelerin kullanılmaması
yönünde önlemler
5. Hem ekipmanları hem de temizleyici maddeleri doğru kullanım
5.Pestisitler
Tarımsal faaliyetlerde haşere ve zararlıları öldürmek, hastalıklarla mücadele etmek
amacıyla kullanılan kimyasal bileşiklere pestisit, süt ve ürünlerine bulaşan ilaç
kalıntılarına da pestisit residüleri adı verilmektedir. 6 grupta incelenebilir
1) İnsektisit: haşereleri öldürenler
2) Fungisit: paraziter mantarlar
67
3) Hetbisit: zararlı otlar
4) Molluskisit. Yumuşakçaları öldürenler
5) Nematosit. Parazitlere etkin
6) Rodentisit. Kemirgenlere karşı
Tarımda 1940 lı yıllara kadar zararlılara karşı arsenik, nikotin kükürt ve bakırlı ilaçlar
kullanılmıştır. Daha sonra DDT ve organik fosforlu bileşikler kullanılmaya
başlanmıştır. Pestisitlerden bekleneen haşerelere karşı gösterilen toksik etkinin insan
ve hayvanlarda görülmemesi gerekir. Kalıntıların insan sağlığı için zararlı olduğu
kesin olarak ispatlanmıştır.
Pestisidlerin toprakta uzun süre özelliklerini koruduğu belirlenmiştir. Örn; DDT 10 yıl,
dieldrin, 8 yıl, lindan 6.5 yıl toprak içinde etkinliğini sürdürmektedir. Suda çözünenler
idrar ve dışkı ile dışarı atılmaz, yağda çözünenler ise yağlı dokularda depolanır.
Süt ve ürünlerinde direkt olarak pestisit kullanımı söz konusu değildir. Süt hayvanları
pestisiti genellikle yemle alırlar. Kan yoluyla süte oradan da insanlara geçer. İlacın
kullanım koşullarına göre toprakta kalan kalıntı patates pancar gibi bitkilerin
yumrularında ve yaprakta birikir.
-Meradaki yem bitkilerinde, kaba ve kesif yemde, içme suyunda pestisit bulunabilir.
-Ayrıca pestisitle bulaşık tarımsal ürün atıklarının yem olarak kullanılması yataklık
olarak kullanılan samanın hayvanlar tarafından yenmesi, deri yoluyla hayvan
vücuduna giren pestisit kalıntıları süte oradan da insana bulaşır.
-Ahırdaki parazitler için ilaçlama yapılıp hemen hayvanların ahıra alınması veya
içerdeyken ilaçlama yapılması deri yoluyla hayvana kalıntı geçer
-Hayvan parazitleriyle mücadele için kullanılan ilaçlar da kana geçerek bulaşmaya
neden olur.
-Kompozit süt ürünlerinde kontamine katkı maddesi kullanımı da bulaşmaya neden
olmaktadır (örn çilekli yoğurt)
Süte uygulanan teknolojik işlemler pestisit kalıntıları üzerinde fazla etkili değildir. Eğer
süte bulaşmışsa üründe de mutlaka olacaktır. İnsanlarda kronik zehirlenmeler ve
çevre kirliliği yönünden özellikle bu konunun sıkı denetlenmesi gerekmektedir.
68
FAO/WHO teşkilatına bağlı komitelerden Kodeks Alimentarius komisyounun pestisit
ve ilaç kalıntıları alt komiteleri tarafından süt ve ürünlerinde 85 adet pestisit
belirlenmiş ve bunların kalıntı düzeyleriyle ilgili sınırlamalar getirilmiştir.
6.Mikotoksinler
Mikotoksinler, insan ve hayvanlarda mutajenik, kansirojenik, teratojenik, akut ve
toksik etki gibi patolojik değişikliklere neden olan küf metabolitleridir. Süt ve ürünleri
mikotoksin kontaminasyonuna en duyarlı gruptur. Aflatoksin M1 ve aflatoksin B1 en
önemli süt kontaminantı mikotoksinlerdir. Kontaminasyon 2 şekilde gerçekleşir
İndirek kontaminasyon
Kontamine yemlerin süt sığırlarınca tüketimi ile oluşur. Aflatoksin B1 Aspergillus
flavus ve Aspergillus paraciticus tarafından uygun sıcaklık su aktivitesi ve besin
gereksinimi koşullarında yem ve yem katkısı olarak kullanılan tarımsal ürünlerde
(yağlı tohumlar, hububat, kurutulmuş hindistan cevizi) sentezlenir. Sütte ise B1’in 4
hidroksi türevi olan M1 meydana gelir. Bu nedenle tüzük ve yönetmeliklerde
aflatoksin düzeyleriyle ilgili sınırlamalar getirilmiştir.
Direkt kontaminasyon
Süt ürünlerinin kontaminasyonudur. Özellikle de peynirin hem olgunlaşmada
yararlanılan hem de istenmeyen küfle kontaminasyonu sonucu oluşan
aflatoksinlerdir. Penicillium roqueforti (mavi damarlı peynir/blue cheese) ve
Penicillium camemberti (beyaz küflü peynir) ‘nin belirli suşları küfle olgunlaştırılan
peynirlerde kullanılmaktadır. Bu tip peynirlerde mikofenolik asit, rokfortin,
siklapiazonik asit gibi mikotoksinlere rastlanmıştır. Ayrıca peynirlerde Penicillium
ssp. türleri tarafından salgılanan okratoksin A, penisilik asit, patulin diğer
mikotoksinlerdir. Bunların dışında Aspercillus versicolar tarafından sentezlenen
sterigmatosistin de sert peynirlerde rastlanan bir kontaminanttır. Yemlerde ayrıca
fusarium toksinlerinden fumonisin B1 ve B2 bulunabilir.
69
Yemler ve süt ürünlerindeki maksimum aflatoksin miktarı için Avrupa ülkeleri ve ABD
arasında farklı bildirimler bulunmaktadır. Uyum sağlanması için Kodeks Alimentarius
Komitesince sütteki aflatoksin M1 miktarı 0.5 µg/kg olarak belirlenmiştir.
Yem ve süt ürünlerdeki aflatoksin bulaşmasını önlemek için öncelikle küf gelişiminin
engellenmesi ve faktörlerin kontrol alınması gerekmektedir. Yem hammaddeleri ve
süt ürünlerinin üretiminin her aşaması, taşıma ve depolama kontrol altına alınmalı,
sürekli ölçümler yapılmalıdır.
7. Çevresel kontaminantlar
Poliklorludibenzo-para-dioksinler (PCDD), poliklorludibenzofuranlar (PCDF) ve
poliklorlubifeniller (PCB) dioksin ve dioksin benzeri maddeler olarak adlandırılır.
Poliklorlu bifenil bileşikleri (PCB) değişik oranlarda klor içeren vücutta biriken, çevre
kirliliğine yol açan, kalıcı organik kirletici maddelerdir. PCB’ler kokusuz, tatsız, berrak
ile açık sarı arası renkli viskoz sıvılardır. Transformatör ve kondansatörler için yalıtım
sıvısı, elektronik ekipmanların PVC kaplamalarında dengeleyici katkı maddesi olarak,
pestisitlerde, hidrolik sıvılarında, contalarda, yapıştırıcılarda, ağaç cilalarında,
boyalarda, karbonsuz kopya kâğıtlarında kullanılır. Toprak, su ve hava gibi çevresel
kaynaklarda bulunup hem gaz fazında hem de aerosollerle atmosferik taşınım yoluyla
çevreye yayılmaktadır. Süt ve ürünlerindeki önemi süt yağının PCB lerle kontamine
olmasından kaynaklanmaktadır. Süte bulaşma kaynakları; yemler, balya ipleri, silo
örtüleri, ahşap koruyucu ajanlar, süt sağım makinelerinde kullanılan vakum yağları,
diğer süt alet ve ekipmanlarında kullanılan gres yağı gibi kaynaklardır.
8.Nitrat kontaminasyonu
Süt ve ürünlerinin nitrat, nitrit ve nitrozaminlerle kontaminasyonu sağım öncesi ve
sağım sonrası süt ürünlerinin üretimi yoluyla gerçekleşmektedir. Bulaşma kaynakları
aşağıda yer almaktadır:
1) Nitrat peynirde geç şişmeyi önlemek amacıyla bazı ülkelerde süte
katılmaktadır. Hollanda da bazı peynirlerde 15 g/100kg düzeyinde potasyum
nitrat kullanımına izin verilmektedir.
2) Bazı ülkelerde temizleme işlemlerinde nitrik asit kullanılmaktadır. Özellikle
boru hatlı süt taşıma sistemlerinde sütteki kalıntı nitrat miktarı artmaktadır.
3) Nitrozaminler ise peynir ve kurutulmuş süt ürünlerinin üretimi sırasında
parçalanma ürünü olarak ortaya çıkmaktadır.
4) Nitrozaminler bazı veteriner ilaçlarının etken maddesidir
5) Nitrat bazlı herbisit ve insektisitler bir diğer bulaşma kaynağıdır
6) Yem bitkileri ve su bulaşma kaynağıdır