SÜTTEN POLİMER ELDESİ

POLİMERLER HAKKINDA GENEL BİLGİLER Polimer , monomer denilen küçük moleküllerin birbirine kovelent bağ il bağlanarak oluşturdukları büyük bir moleküldür. Canlıların yaşam süresinde önemli rol oynayan pek çok organik polimer olduğu gibi doğada da birçok inorganik polimer bulunur. Laboratuvarlarda çeşitli yöntemler kullanılarak çok sayıda yapay polimer üretilmiştir. Bu yapay polimerler bir çok sanayi ürünün üretilmesinde kullanılmaktadır.

KAYNAĞINA GÖRE POLİMERLER Doğal Polimerler: Kauçuk, selüloz, proteinler. Yarı Sentetik Polimerler: Selüloz asetat, selüloz nitrat. Sentetik Polimer: Polietilen, polistren, polivinilklorür.

Proteinler Yunanca “proteios” kelimesinden türetilmiş ve “en önemli” yada “en önde yer alırım” manasındadır. Proteinler bir veya birden çok polipeptid zincirden oluşmuş polimerlerdir .Canlıların büyümeleri, üremeleri, kalıtım özelliklerinin bir nesilden diğerine taşınması proteinler sayesinde olur .Bunun yanında antikorlar ve hemoglende protein yapısındadır.

Proteinler: Besinseller Enzimler Yapısal proteinler olarak önemlidirler.

Süt proteinlerinin önemi Beslenme fizyolojisi açısından sütün önemli olmasının sebebi: Süt proteinleri; organizmanın gelişmesi, büyümesi ve kendi kendini yenilemesi için gerekli en önemli yapı taşlardır. Süt proteinleri kimyasal bileşimi açısından, yaşam için son derece gerekli organik bileşiklerdir. Süt proteinlerinin yapısında yaşam için vazgeçilmez ve mutlaka dışarıdan alınması gerekli, yani vücut tarafından sentezlenemeyen tüm elzem (esansiyel) amino asitler yer alır.

Hidroksiprolin hariç diğer 19 amino asit, süt proteinlerinin bileşiminde mevcuttur. Proteinler, süt mamullerinin ya ana maddesi veya bileşimlerinin en önemli maddesi durumundadır. Örneğin; yoğurt, koyulaştırılmış süt, süt tozu gibi süt mamullerinin en önemli bileşeni proteinlerdir. Bir süt proteini olan kazein, peynirin ana maddesini oluşturur. Peynir üretiminde randımanı doğrudan etkilediği için sürekli olarak protein miktarı kontrol edilir.

Süt proteinlerinin kimyasal bileşimi Diğer doğal organik maddeler gibi süt proteinleri de karbon, hidrojen ve karakteristik olarak azot içerirler. Bazı proteinler bileşimlerinde fosfor ve kükürt de bulundururlar. Bu maddeler içerisinde en az değişken olan azot miktarıdır. Süt proteinlerinden; kazein ve serum proteinlerinden laktalbuminin bileşimindeki bu maddelerin % oranları verilmiştir.

Süt proteinlerinin farklı oranlarda ve farklı sayıda amino asit içermesi aşağıda özetlenen sonuçları doğurur: Serum proteinleri kazeine oranla daha fazla esansiyel amino asit içerirler. Kazein diğer proteinlere oranla daha fazla miktarda glutamik asit aspartik asit içerdiğinden daha asidiktir. Kazein yüksek oranda prolin içermekte olup, bu durum az oranda α-heliks yapının oluşmasına neden olur. α-laktalbumin çok fazla miktarda triptofan bulundurur.

İzoelektrik noktası Proteinlerin elektrik yükleri, protein parçacıklarının bulunduğu sulu ortamdaki pH değerine bağlı olarak değişir. Süt proteinleri, hem anyon ve hem de katyon içerdikleri için, amfoter bir karakter gösterirler. Alkali çözeltilerde negatif, asit çözeltilerde pozitif yüke sahip olurlar. Taze sütün pH değeri 6.6-6.8 arasında olup, fazla asidik bir reaksiyon göstermez.

İzoelektrik noktası En az elektrik yükünün bulunduğu , Protein taneciklerinin en zayıf hidrat zarına sahip oldukları, Kolloidal protein parçacıklarının stabilitesinin en zayıf olduğu, Partiküller arası çarpışma (etkileşim) sonucu olan gücün sıfır olduğu Floklaşmaya karşı en fazla eğilimin olduğu bir pH değeridir.

Süt proteinlerinin denaturasyonu Deneturasyon; proteinlerin orijinal yapılarında meydana gelen bir değişme olup, tersiyer ve sekonder yapılarda kopmalar sonucu yeni fonksiyonel grupların serbest hale geçmesi demektir. Deneturasyon sonunda peptid bağları bozulmaz ve dolayısıyla primer yapıda bir değişiklik meydana gelmez.

Deneturasyona neden olan etkenler Fiziksel etkenler Kimyasal etkenler Alkol ve aseton gibi organik çözücüler Üre ve guanidin çözeltisi Yüzeydeki fonksiyonel gruplarla tepkimeye giren kimyasal maddeler enzimler Yüksek sıcaklık Basınç ve mekanik hareketler Ultraviyole, iyonize ışınlar gibi enerjice zengin ışınlar

Süt proteinlerinin parçalanması Proteinlerin yapılarında meydana gelen değişiklikler, peptid bağlarında herhangi bir çözülmeye kadar giderse, bu proteinlerin parçalanması demektir. Bazı süt mamullerinin imalatı, olgunlaşması ve depolanması sırasında proteinlerin parçalanması bilinçli olarak yapılır.

Proteinlerin koagülasyonu (pıhtılaşması) Kooloidal parçacıkların destabilizasyonu; yüzeydeki elektrik yükünün azalmasını, buna bağlı olarak çarpışma potansiyelinin düşmesini ve hidrat zarının gevşemesini takip eden bir değişikliktir.

Süt teknolojisinde proteinlerin koagülasyonun istenmediği durumlar; Isıl işlem uygulamalarında, Enzim etkisiyle Depolanma sırsında

Asitliğin artırılarak pH değerinin düşürülmesiyle kazeinin pıhtılaştırılması, Yararlanılma şekillerine örnek olarak; yoğurt üretimi ve teknik kazein üretimi gösterilebilir.

Kazein kompleksi: Kazein, eskiden beri sütün esas proteini olarak bilinir. Kazein spontan olarak asit gelişimi veya asit ilave edilmesi yada peynir mayası (rennet) ile kolayca koagüle olarak ayrılır. Bilimsel çalışmalarda genellikle süte asit ilave edilerek pH 4.6’ya getirilir ve kazeinin çökmesi sağlanır.

Kazeinin kimyasal yapısı

Kazein, doğada yalnız sütte bulunur ve süt proteinlerinin yaklaşık %80’ini oluşturur. Kazein, sütün doğal yapısı içerisinde miseller şeklinde yer alır. Kazein misellerinin yaklaşık %93’ü (kuru maddenin) kazein ve geriye kalan kısmı inorganik maddeden oluşur.

Kazein misellerinin yapısı Kazein miselleri, kazein ile kalsiyum iyonlarının neden olduğu bir tepkimenin ürünüdür. Ancak bütün kazein komponentleri kalsiyum iyonu ile aynı tepkimeyi vermez.

KAZEİN PROTEİNİNİN AMİNO ASİT YAPISI   NH2- R P K H P I K H QG L P Q E V L N E N L L R F F J -V A P F P Q V F G K E K V E L S K D I G S E S -T E D Q A M E D I K E M E A E S I S S S E E I V -P N S V E Q K H I Q K E D V P S E R Y L G Y L E -Q L L R L K K Y K V P Q L E I V P N S A E E R L -H S M K Q G G I H A Q Q K E P M I G V N Q E L A Y - F Y P E L F R Q F Y Q L D A Y P S G A W Y Y V P -L G T Q Y T D A P S F S D I P N P I G S E N S E - K T T M P L W -COOH Glu:E, asp:D, lys:K, arg:R, tyr:Y, cys:C, his:H, asn:N, gln:Q Thr:T, ser:S, gly:G, ala:A, trp:W, phe:F, val:V, ile:I, pro:P met:M, leu:L

Kazeinin özellikleri Isıl ve mekanik işlemlere karşı stabildir Uzun süre soğukta muhafazadan etkilenir. Kazeinin izoelektrik noktası pH 4.6-4.7 Anorganik asit ve alkalilerle çökelti meydana getirirler. Alkole karşı hassasiyet gösterir. Ağır metalleri bağlar. Bir çok kimyasal tepkimeye girer.

Kazeinin Kullanım Alanları Gıda sanayinin dışında kazein ; mikrobiyolojik çalışmalarda pek çok besi yerinin hazırlanmasında, tekstil ve gıda sanayinde, tutkal yapımında, plastik maddeler imalatında ve zirai mücadele ilaçlarının yapımında yararlanılır.

Kazein; kireç, sodyum karbonat, boraks vb Kazein; kireç, sodyum karbonat, boraks vb. alkali çözeltilerde çözündüğünde güçlü bir tutkal elde edilir. Kağıt sanayinde ise, kağıtların daha kaliteli, parlak, baskı için daha uygun hale getirilmesi amacıyla kazeinden yararlanılır. Kazeinden işlenen sentetik kumaşlar güveye ve küfe karşı daha dayanıklı olduğundan, buruşmaması ve yün gibi çekmemesi gibi nedenlerle tekstil sanayinde aranan bir maddedir.

Plastik sanayinde ise, kazeinden yararlanılarak çeşitli ziynet eşyaları, düğmeler, tarak, piyano tuşları, bilardo topu, dolmakalem, şemsiye sapı gibi birçok madde yapılmaktadır.

Deney: Malzemeler: Süt Beyaz sirke Termometre Isıtıcı Beher Baget Bar süzgeç

1)Deney 2)Deney Yarım litre süt beher içine konularak ısıtıcı ile yaklaşık 37˚C kadar ısıtılır. Bu sıcaklığa geldikten sonra 60 ml sirke eklenir. Kazein çöker. Yarım litre süt beher içine konularak ısıtıcı ile yaklaşık 47˚C kadar ısıtılır. Bu sıcaklığa geldikten sonra 50ml sirke eklenir. Kazein çöker.

Çöken kazein süzgeçten süzülür.