Çok küçük yaşta süt ile beslenen buzağılar kesime gönderilerek şirdenlerinden (abomasum) elde edilir.(3) Şirden kardiya, fundus ve pylorus olmak üzere üç bölgeye ayrılır. Kardiyada enzim yoktur; fundus kimozin bakımından pylorus’un üç katı enzime sahiptir. İyi kalitede buzağı Rennet’i yaklaşık %10 Pepsin içerirken piyasadaki pek çok buzağı Rennet’i yaklaşık %50 Pepsin içerir. Bunun proteolitik spesifikliği Kimozin’e benzerdir ve verimi artırır. Ancak bazen
Sığır kazeini 4 ana fraksiyondan oluşur: αalfa-s1-kazein, αalfa-s2-kazein, betaβ-kazein, κK-kazein
Yüksek fosfat içeriklerinden dolayı αalfa-s1-kazein, αalfa-s2-kazein ve betaβ-kazein’ler Ca+2 ile kuvvetli bağ yaparlar ve Ca+2 6mM’den yüksek olduğunda çökerler. K-kazein, kalsiyuma hassas olan kazeinleri kümeleşmeye karşı korur. Çoğu kazein miselinde κK-kazein genel olarak misellerin dış yüzeyinde olmakla birlikte Ca+2’ye hassas olan diğer fraksiyonlar miselin iç kısmında yer alır.(8)
Sütün enzimle pıhtılaşması 3 aşamada meydana gelmektedir:
1. Enzimatik proteoliz
2. Agregasyon
3. Jelleşme
Süt endüstrisinde peynir yapımı için yılda 100 milyon $ değerinde Kimozin kullanılmaktadır. Bu sebeple rekombinant Kimozin üretimine gidilmiş ve inek kimozini E.Coli’de klonlanmıştır. Bu rekombinant Kimozin FDA’nın 1990’da insan tüketimi için onayladığı ilk genetik mühendisliği ürünü olmuştur.(10)
REKOMBİNANT KİMOZİN ÜRETİMİ
Kimozinin özgül aktiviteleri farklı 3 izoenzimi vardır: A, B ve C. Kimozin’de A ve B’nin miktarı çok, C’nin miktarı azdır. A ve B aminoasit farklılıkları gösterir. C ise üç aminoasit bölgesi eksik olan (Asp244 – Phe246), A’nın bir parçalanma ürünü olarak görülür.(5)
KİMOZİN İZOENZİMLERİ
Enzimatik aşamada κK-kazein peynir mayasındaki Rennin tarafından gerçekleştirilen sınırlı bir proteoliz ile Phe-Met 105-106 (Fenilalanin-metiyonin) bağından parçalanarak para-Kκ-kazein ve glikomakropeptit oluştururlar.
Para-K-kazein’in 2 değerli iyon içerenleri misellere tutunurken, glikomakropeptit misellerden ayrılıp seruma geçer ve misellerin zeta potansiyelini düşürür. Bu durum, κK-kazein’in misel stabilitesi üzerindeki koruyucu etkisinin kaybolmasına sebep olur ve pıhtılaşma için zemin hazırlar.
1. Enzimatik Proteoliz
RENNİN (KİMOZİN)
Rennin:
Peynir yapımı sırasında sütün kesilmesi için kullanılan enzim.(1) Peynir teknolojisinde yaygın olarak kullanılan, proteolitik aktivitesinden faydalınan enzimdir. Misellerinin destabilizasyonuna sebep olan K-kazein üzerine etkilidir.
Kimozin:
Kimozin=Rennin’dir. Fakat midedeki Renin enzimi ile Rennin enziminin sürekli karıştırılması sonucu Latince mide sıvısı olan “Chymus” sözünden türetilerek Chymosin sözcüğü kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde uluslar arası enzimoloji sistematiğine Chymosin olarak girmiştir.(2)
Rennet:
Rennin+Pepsin+Tuzlar’ı içermektedir. Ticari preparattır.
RENNİN KAYNAĞI
BioRen şirketinin yaptığı araştırmaya gore yenidoğan buzağının ön midesinden salgılanan bileşim Kimozin ağırlıklı olup %95 Kimozin %5 Pepsin içerir. Hayvanın yaşının artması ile yaklaşık dokuz ay içerisinde oran tersine dönerek %10 Kimozin %90 Pepsin şeklini alır.(4) Pepsin Kullanımının Sebebi
Pepsin, Kimozin’e göre daha düşük pH’da aktivite gösterdiği için sütün normal pH’sında pıhtılaşma süresini uzatır. Proteolitik aktivitesi yüksektir ve olgunlaşmada acı tat oluşumuna yol açar. Diğer yandan peynir olgunlaşmasında ortalama pH 4,9-5,2 olduğundan ve Pepsin’in ortalama pH’sının üzerinde olduğu için Pepsin ile imal edilenler Kimozin ile imal edilenlerden daha yavaş olgunlaşırlar, bu nedenle karışım olarak kullanılır.(6)
Kimi araştırmacılara göre Kimozin’in %90, Pepsin’in %10 olduğu Rennet preparatında proteoliz daha hızlı olduğu için peynirin olgunlaşma süresi kısalır.
Yapılan diğer çalışmalarda Rennet preparatında Pepsin kullanımının özellikle beyaz peynirde istenilen geleneksel tat oluşumuna yardımcı olduğu söylenmektedir.(7)
Enzimatik aşamada:
– pH: Enzimin substrata ilgisini artırır, pH’nın 6,7’den 5’e doğru düşmesi proteolizi hızlandırır.
– Isıl işlem: 65 derecenin üzerinde ısıl işlem agregasyon ve jelleşmeyi olumlu etkileyerek beta-laktoglobulin ve κK-kazein’in interaksiyonuna neden olurken bu aşamada substrat-enzim bağlanmasını güçleştirerek olumsuz etki yaratır. Enzimatik aşama 0 derecede hatta altında bile gerçekleşebilir.
– Enzim konsantrasyonu: Reaksiyon hızı ile doğrusal bir ilişki içerisindedir.
– İyonik kuvvet: İyonik kuvvet optimum olmalıdır ve sütün iyonik kuvveti bunu karşılar.
2. Agregasyon
Misellerdeki κK-kazein’in en azından %85’i Rennin etkisiyle parçalandıktan sonra stabiliteleri bozulan kazein miselleri iyon halinde kalsiyum varlığında birbirleriyle birleşerek gözle görünür pıhtılar oluştururlar.
3. Jelleşme
Miseller arasındaki çekim yetersizdir ve agregasyon için iyon halde kalsiyuma ihtiyaç vardır. Kalsiyumlar para-K-kazein’lerin negatif yüklü bölgeleri arasında köprü kurarak agregasyonu sağlarlar. Böylece Dikalsiyum-para kazein oluşur. Ca+2 aktivitesinin artması agregasyon ve jelleşmeyi hızlandırır.(9)
Avantajları
– Sürekli buzağı kesimi engellenir
– Daha çok üretim yapılabilir
– Standart kalitede ürün ve maksimum verim sağlanabilir
– Enzim saflığı yüksek olduğu için ve Pepsin içermediği için olgunlaşma sırasında bunlardan kaynaklı sorun çıkmaz
– Rekombinant DNA, maya veya bakteri hücre kalıntılarına rastlanabilir
– Pahalıdır
– Toksikolojik ve mutajenik etkileri olabilir.(11)
RENNET KULLANIMINA ALTERNATİF YÖNTEMLER
Sütün asitle pıhtılaştırılması; Sütün asitle pıhtılaştırılması sonucu randımanı yüksek, yumuşak, su içeriği yüksek peynirler elde edilebilir (örn. lor). Fakat pıhtılaşma niteliği azalır. Peynir altı suyu ayrımı zor olur ve olgunlaşmada acı tat görülebilir.
Mikrobiyal mayalar; Rhizomucor miehei, R. pusillus ve Cryphonectria parasitica sütün pıhtılaştırılması için kullanılmıştır, fakat performansları çok düşüktür.(12)
2. Üçüncü, M. (2004). A’dan Z’ye Peynir Teknolojisi (Cilt I). Meta Basim. Bornova, Izmir, s.74.
3. “Gıda Ürünleri: Doğal Şirden Mayası”, http://www.biokimkimya.com/content.asp?id=14&v=c&d=p&pid=1085&l=tr Erişim tarihi: 21.12.2014
4. “Gıda Ürünleri: Doğal Şirden Mayası”, http://www.biokimkimya.com/content.asp?id=14&v=c&d=p&pid=1085&l=tr Erişim tarihi: 21.12.2014
5. Dervişoğlu, M., & Aydemir, O. & Yazıcı, F., (2007). Peynir Yapımında Kullanılan Pıhtılaştırıcı Enzimler ve Kazein Fraksiyonları Üzerine Etkileri. Gıda Dergisi,32(5), s.242.
6. Üçüncü, M. (2004). A’dan Z’ye Peynir Teknolojisi (Cilt I). Meta Basim. Bornova, Izmir, s.81.
8. Fox PF. 2002. Exogenous enzymes in dairy technology. In Handbook of Food Enzymology JR Whitaker, AGJ Voragen and DWS Wong (eds), pp. 209–301, Marcel Dekker Inc., New York, USA. aktaran Dervişoğlu, M., & Aydemir, O. & Yazıcı, F., (2007).
9. Koçak, C., & Devrim, H., (1989) “Isıl İşlemin İnek ve Koyun Sütlerinin Peynir Mayası ile Pıhtılaşma Yeteneği Üzerine Etkisi”, GIDA, 14(1), s. 3-4.
10. Ulusu, Y. (2012). “Endüstriyel Kullanım Amaçlı Kimozin Enziminin Alternatif Bir Sistemle Rekombinant Olarak Üretilmesi, Saflaştırılması ve Karakterizasyonu”, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Yayımlanmamış Doktora Tezi, s. 9.
11. Dervişoğlu, M., & Aydemir, O. & Yazıcı, F., (2007). Peynir Yapımında Kullanılan Pıhtılaştırıcı Enzimler ve Kazein Fraksiyonları Üzerine Etkileri. Gıda Dergisi,32(5), s.241-249.
12. Fox, P. F., & McSweeney, P. L. (1998). Dairy chemistry and biochemistry. Springer., s.385
