Sütün Bileşimi Giriş

Süt yüksek değerli ve sağlığa yararlı temel bir gıdadır Süt yüksek değerli ve sağlığa yararlı temel bir gıdadır. Organizmanın oluşması için gerekli tüm hayati besin maddelerini içermektedir. Ayrıca vücut tarafından kolayca alınabilmekte ve hazmolabilmektedir. Süt türlerinin hepsi, memelilerde doğumdan sonraki büyüme döneminde beslenmede zorunlu ve tek gıdadır. Farklı süt hayvanlarının sütlerinin bileşimi yavrunun gelişimi sırasındaki doğal çevre koşullarına uyum sağlamaktadır. Bu uyum özellikle protein ve yağ içeriğinde kendini göstermektedir. Sütün protein içeriği büyüme ve gelişmeyi büyük ölçüde etkilemektedir. Doğum sonrası büyüme ne kadar hızlı olursa alman anne sütündeki protein içeriği de o kadar yüksek demektir. Yeni doğmuş bir köpek doğum ağırlığının iki katına ilk 9 günde, bir buzağı 50 günde, bir insan yavrusu 180 günde ulaşır. Bu, protein içeriği ile karşılaştırıldığmda inek sütü protein içeriği % 3,6, insan sütü %1,8 iken köpek sütünde %8,5'dir.

Yağ içeriği özellikle enerji ihtiyacını karşılamaktadır Yağ içeriği özellikle enerji ihtiyacını karşılamaktadır. Klimatik olarak uygun olmayan yani soğuk bölgelerde, sıcak bölgelere göre yavruların daha fazla enerjiye ihtiyaçları vardır. Kuzey kutbuna yakın bölgelerde yaşayan ren geyiğinde sütün yağ içeriği % 18,1'-dir. insan beslenmesi için yararlanılan değişik tür sütlerin bileşimi Çizelge 10'da verilmiştir. Ancak burada köpek sütünün bileşimi, insan beslenmesinde kullanıldığı için değil sadece karşılaştırmak amacıyla yer almıştır.

Değişik hayvan türleri sütünün ortalama bileşimi Su Kurumadde Yağ Toplam Laktoz Kül protein İnek sütü 87,25 12,75 3,70 3,60 4, 70 0,75 Keçi sütü 86, 05 13,35 4,20 3,90 4,40 0, 85 Koyun sütü 81, 70 18,30 6,30 6,20 4,90 0,90 Manda sütü 82,55 17,55 8,00 5,80 0, 75 Deve sütü 87,30 12,70 2,60 5,30 0, 70 Ren Geyiği s. 67, 30 32, 70 18,10 10,50 1,50 2, 60 İnsan sütü 88, 00 12, 00 3,30 1,84 6,50 0,36 Köpek sütü 77,15 22, 85 11,40 8,50 3,35

İnek sütünün bileşimi özellikle ırka bağlı olduğundan oldukça farklılık göstermektedir. Aynı ırk içindeki ineklerde bile farklılık vardır. Alt-üst sınırlar ile ortalama değerler çizelge 11'de görülmektedir. Sütün kuru maddesinde kuru substans (madde) ile yağsız kuru madde arasında farklılaşma söz konusudur. Yağsız kuru maddenin ortaya çıkması için sütün yağının alınması gerekir. % 13 kuru madde ve % 4 yağlı bir sütte yağsız kuru madde şöyle hesaplanır % 13 - %4 = % 9

İnek sütünün kantitatif bileşimi Ana bileşenler Genişlik sınırı Ortalama değer Su 85,5 - 89,5 87,5 Kuru madde 10,5-14,5 13,5 Yağ (ırka göre) 2,5 6,0 3,9 Protein 2,9 5,0 3,4 Laktoz 3,6 5,5 4,8 Mineral madde 0,6 0,9 0,8

Sütün Bileşiminin Besin Değeri Açısından Önemi Doğumdan ölüme kadar insan beslenmesinde önemli bir yeri olan süt, aşağıdaki beslenme alanlarda kullanılmaktadır. İnsan için temel gıda olarak, Hayvan yetiştirme geliştirme ve yemlemede Çeşitli gıdaların üretiminde hammadde olarak Kazein ve laktoz üretiminde, dolayısıyla farmakoloji ve hafif sanayide hammadde olarak

Sütün besin fizyolojisi değeri ve temel gıda olarak kullanımı onun komple bileşimine bağlıdır. Süt diğer gıdalarda ayrı ayrı bulunan esansiyel besin maddelerinin çoğunu içermektedir. Esansiyel besin maddeleri hayati besin maddeleridir, ki bunlar gıdada bulunmak zorundadırlar. Böylelikle bu maddeler yardımıyla metabolizma olayları gerçekleşir. Süt, vücudun Ca, P ve B2-Vitamin ihtiyacının karşılanması için önemli bir kaynaktır yinede yüksek değerli protein, özellikle esansiyel aminoasitler bakımından da iyi bir kaynaktır. Bunların yanında A vitamini ile Bl-Vitamininin' karşılanmasında katkıda bulunur. Bir litre süt, 685 kcal enerji sağlar. Sütün enerji kapasitesi besin maddesi içeriğine, özellikle protein ve yağa bağlıdır. Esansiyel besin maddeleri içeriği, özellikle protein, mineral maddeler ve vitaminler bakımından süt, sadece temel bir gıda değil, aynı zamanda koruyucu bir gıdadır.

Sütün sahip olduğu bu üstün özellikleri korumak için çiğ süt, kuralına uygun ve doğru bir şekilde memeden sağılmalı, soğutulmalı ve muhafaza edilmelidir. Çiğ süt, bir gıda olarak kesinlikle piyasaya verilmez. Öncelikle işletmeye temizlik (klarifikasyon) ve pastörizasyon yapılmak üzere gönderilmelidir. Bunun yanında süt, yağın bir bölümünün krema olarak çekilmesi suretiyle işlenecek ürünün yağ oranına standardize edilir. Örneğin içme sütü üretiminde yasal standartlara göre % 3,0 , % 2,5 gibi çeşitli yağ oranlarına standardizasyon yapılır. Bu nedenle sütün besin maddesi ve enerji içeriği genellikle içme sütüne göre ifade edilir.

günlük ihtiyacı karşılama seviyeleri Besin 1 İt maddesi içme deki Yağlı sütün-miktarı ıoo kcal (-419 k3 Enerj i sağlayan miktarı) Günlük i Yetişkini htiyaç .Canlıl. İhtiyacı karşılama Protein,g 34 5,9 70 iyi Kalsiyum,g 1,28 0,22 0,8 1,2 çok iyi Fosfor,g 0,87 0,14 0,9 1.2 Demir, mg 1 0,17 12 yeterli Vitamin A, 10 820 144 5000 Vitamin Bl,mg 0,4 0,07 2,5 1,8 Vitamin B2, mg 0,31 2,0 Vitamin C,mg 6,0 75 önemsiz 1lt sütün enerjisi 570 Kcal=2388kj 3000 kcal= 12570 kj 2500 kcal= 10475 kj

Çok iyi : Vücudun ihtiyacının % 10'u 100 kcal'den fazla olmayan bir miktarla karşılanıyor demektir. İyi : Vücudun ihtiyacının % 10'u 200 kcal'den fazla olmayan bir miktarla karşılanıyor demektir. Yeterli : Vücudun ihtiyacının % 10'u 1 İt süt ile karşılanmaktadır. Önemsiz : Vücudun ihtiyacının % 10'undan daha azı l İt süt ile karşılanmaktadır. Sütün kalsiyum, fosfor ve vitamin içeriği vitaminsizlik hastalığına karşı, koruyucu durumdadır. Süt proteini, iz halindeki ağır metalleri ve diğer sağlığa zarar verici maddeleri bağladığı için koruyucu bir faktördür. Bu özelliğinden dolayı kimya ve metalürji endüstrisinde çalışanlara süt içmeleri tavsiye edilmektedir

İnsan beslenmesinde olduğu gibi hayvan beslenmesinde de süt aynı öneme sahiptir. Kreması alınmış taze süt veya süttozu, kümes hayvanları ve domuz yetiştiriciliğinde olduğu gibi buzağı beslemede de hayvansal protein ihtiyacının önemli bir kısmını karşılamaktadır. Fiziksel ve biyokimyasal metodların yardımıyla hammadde sütten süt ürünleri elde edilmektedir, ki bu ürünler daha mükemmel gıdalardır. Süt ürünlerinde süt unsurları (=bileşenleri) zenginleşmekte ve her 100 g'ın besin değeri artmaktadır Bunun yanında sütün işlenmesiyle süt bileşenlerinin besin ve lezzet değeri değişikliğe uğramak­tadır. Bu durum ayrı ayrı süt bileşenlerinin özelliklerine dikkat edilmesini sağlamaktadır. Süt bileşenlerinden kazein ve laktoz endüstride hammadde olarak kullanılır. Gıda sanayinde veya endüstrinin diğer alanlarında hammadde olarak kullanımı süt bileşenlerinin fizikokimyasal özelliklerine bağlıdır. Polidispers, hır ortam olan sütte yağ emülsiyon, halinde protein kolloiddispers şeklinde ve sulu faz içinde de diğer süt unsurları bulunmaktadır

Sütün Bileşenleri Süt bileşenlerinin sayısı hakkındaki bilgiler şimdiye kadar sürekli değişmektedir. Araştırmalarda sütte iz (eseri) halinde olan tüm süt bileşenleri üzerine çalışılmaktadır. Şimdiye kadar 2 00'ün üzerinde süt unsurları tespit edilmiştir. Süt bileşenleri denince memeden sağım yoluyla süte doğrudan geçen unsurlar anlaşılmaktadır. Ancak bunların dışında tarımda kimyasal yöntemlerin kullanımı, sığır ve meme hastalıklarının keroterapi ile tedavisi gibi nedenlerden dolayı yabancı maddeler de değişik yollarla süte geçmektedirler.Sütün doğal bileşenleri esas ve yan bileşenler olmak üzere ikiye ayrılırlar

Bileşenler Dogal bileşenler yabancı bileşenler ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ Esas bileşenler yan bileşenler 1. antibiyotikler 2.radyoaktif maddeler Su 1. tuzlar 3. herbisitler Laktoz 2.sitrik asit 4. insektisitler Yağ 3.fosfatitler Protein 4. sterinler 5. vitaminler 6. gazlar

Sütün bileşenlerinden süt yağı, laktoz, Kazeinler, laktoglobulinler ve α-laktalbumin özgün süt unsurlarıdır: Yani bunlar, süt bezlerinde sentezlenir ve sadece sütte bulunurlar. Oysa diğer bileşenler başka biyolojik maddelerde de bulunurlar

Kurumadde Teknolojik ve ekonomik bakımdan süt bileşiminin asıl unsurları su, kuru madde ve yağsız kuru maddedir Kurumadde tüm besin maddelerini içermektedir. Bu maddeler aynı zamanda süt ürünlerinin üretiminde randımanı belirler. Kurumadde ve kuru madde bileşenlerinin oranı laktasyon boyunca sabit değildir. En çok sapmalar yağ ve protein oranında olmaktadır. Laktoz ve mineral madde içeriği ise laktasyon boyunca hemen hemen değişmeden kalır. Bu sapmaların ölçüsü ile bileşenlerin parçacık büyüklükleri arasında bir ilişki vardır

Bileşenler çap Yağ 100_10.000nm Kazein 5_100 nm Albumin 5_15 nm Laktoz 1 nm İyonlar 0.5 nm Şekil 20. Süt unsurlarının parçacık büyüklükleri

ÇİĞ SÜTÜN BİLEŞİMİ %Protein m/v en az Asitlik(%süt asiti) (m/v) Yoğunluk (m/v)   İnek 2,8 0,135-0,20 1,028   Koyun 3,1 0,16-0,35 1,030   Keçi 2,8 0,15-0,28 1,026 Manda 5,5 0,14-0,22 1,028

Yağ ve protein içeriğindeki Yağ ve protein içeriğindeki .doğal sapmalar, ekonomik ve teknolojik olarak şu kontrolleri zorunlu kılmaktadır. Yağ içeriğinin farklılaşmasından dolayı işletmelere gönderilen sütün sürekli kontrolü ile yağa göre süte ödeme yapılır. Peynirde yağ ve yağsız kuru madde arasında olduğu gibi üretimden sonra son üründe belirli bileşenler arasında, sabit bir oranın tutturulmasını bu sapmalar zorlaştırmaktadır. Sütün donma noktasının tespitiyle laktoz ve iyonların içeriği dolayısıyla süte su katılıp katılmadığı saptanabilmektedir. Yağ içeriğindeki değişimlere ilişkin yapılan araştırmalar, diğer bileşenler üzerine yapılanlardan daha fazladır. Bu da yağın ekonomik önemini açıklamaktadır.

Süt bileşenleri oranlarının laktasyon boyunca değişimlerine etki eden faktörler; ırk, laktasyon durumu, yaş, sağlık durumu, yem, sağım şekli, ineklerin bakım ve korunmasıdır

Sağım işleminden sonra sütün bileşimindeki değişimler mikrobiyolojik ve teknolojik etkilerden dolayıdır. Bileşenlerin içeriğine göre farklılıklar, analitik yöntemlerle de belirlenebilir. .

Genel Olarak Yağların Kimyasal Yapısı Süt Yağı Genel Olarak Yağların Kimyasal Yapısı

Lipitler Lipitler, suda çözünmeyen fakat yağ çözücüleri olan eter, petroleteri, kloroform ve benzer organik çözücülerde çözünen, bitki ve hayvanlar tarafından sentezlenen bir çeşit doğa ürünüdür. Lipitlere tam benzememekle birlikte, lipitlerin fiziksel ve kimyasal yöntemlerle ayrıştırılmasından sonra elde edilen yağda çözünen vitaminler, birçok değişik yüksek hidrokarbonlar ve steridler bu gruba girmektedirler.

Ancak burada önemli olan bu maddelerin yaşayan organizma içinde bulunması koşuludur. Mineral yağlar gibi organik yağlar da lipitler grubuna girmezler. Yine uçucu yağlar her ne kadar yağda çözünürler, çiçek ve meyvelerde bulunurlarsa da genellikle lipitler grubuna sokulmazlar. Mole-küllerinin büyük bir bölümü hidrofob (suyu iten) olan bu maddeler C, H ve O'den yapılmıştır. N, P yeS ancak bazı lipitlerde bulunur.

Basit lipitler (yağ asitlerinin değişik alkollerle olan esterleridir) Yağlar (nötral yağlar= trigliseritler) Mumlar: Gerçek mumlar, kolesterin esterleri, A ve D vitaminleri esterleri, renkli mumlar . 2.Bileşik veya konjuge lipitler Fosfolipitler veya fosfatitler: Lesitin, fosfatit asidi, fosfatitil gliserin sfingomiyelin. Fosfatsız sfingolipitler: Glikosfingolipitler, serebrositler, sülfatitler v.b. 3. Lipit bileşenleri Yağ asitleri Mum alkolleri: Sterinler Hidrokarbonlar: Sgualen Lipokromlar: Karotinoitler,.klorofil Vitaminİer: A, D, E ve K Antioksidanlar: tokoferoller

Yağlar En önemli besin elementlerinin bir grubunu oluşturan yağlar; saf kimyasal bileşik olarak, çift karbon sayılı 4-24 karbonlu doymuş ve doymamış yağ asitlerinin gliserin triesterleridir, yani yalnız C H ve O'den yapılmışlardır, N içermezler. Kalori veren besin elementlerinin başında gelirler. Protein karbonhidratlar 4 kcal/g enerji vermesine karşın yağlar 9 kcal/g enerji verirler. Mono ve digliseritler doğal yağlarda ancak % 0,1-0,4 kadar bulunurlar, daha çok sentezle elde edilirler ve emülgatör olarak kullanılırlar, doğal yağlarda trigliseritler yanında çok az miktarda, başka maddeler bulunursa da bunların çoğu rafinasyon (arıtma) ile ayrılabilir.

Yağlar süt yağı ve vücut yağı (iç yağı, domuz yağı, don yağı, balık yağı) olarak hayvanlarda bulunduğu: gibi bitkilerde de meyve ve tohum (zeytin, hindistan cevizi, susam, fıstık, soya fasulyesi v.b'larda bulunurlar. İki ve hatta üç farklı yağ asidi içeren doğal-yağlar çok az olup, bunların çoğunda beş, altı ve hatta çok çeşitli asitler vardır. Gliserinin her üç alkol grubu aynı yağ asidi ile esterleşmiş olursa trigliserit bu aside göre isimlendirilir ki bunlara basit gliseritler denir.

Süt Yağı Süt proteininin beslenme fizyolojisi bakımından değeri süt yağından daha önemli olmasına rağmen,süt yağı bugün de hala sütün değerli bir bileşenidir. Süt yağının süt ve ürünleri açısından önemi 4 alt başlıkta toplanmaktadır: Ekonomik değeri Besin değeri Aroma/tat oluşumuna katkısı Yağlı süt ürünlerinin fiziksel özelliklerine etkisi

Süt yağı, sudan hafif olduğu için taze-henüz sağılmış sütte üstte toplanır. Alttaki yağsız sütten farklı olarak sütün yüzeyinde bir yağ tabakası oluşur. Mikroskop altında süt yağı incelendiği zaman yağ globülü denilen yuvarlaklardan oluştuğu görülür. Her yağ yuvarlağı proteinler ve fosfolipitlerden oluşan bir membran (zar) ile çevrilmiştir. Bu membran yağı enzimlerden koruyarak onun bozulmasını engeller. Yağ globülleri sütün en büyük bileşenleridir.

Çapları 0,1-20 µ arasında değişir. Ortalama 2,5 µ çapındadır. Çapları 0,1-20 ptm (ı /im =0,001 mm) arasında değişir. Ortalama 2,5 /im çapındadır ve 1 litre sütte yaklaşık 5xlQ9 adet yağ globülü bulunmaktadır. Buna dayanarak hesaplama aypıldığında süt yağının 1 litre sütteki yüzey alanı yaklaşık 100 m2'dir. Bu da süt yağının kimyasal, enzimatik ve mikrobiyolojik reaksiyonlara ne kadar açık olduğunu göstermektedir. Süt yağının seperasyonunda (ayrılmasında) yağ globüllerinin ortalama büyüklüğü oldukça etkilidir. Globüllerin çapı ne kadar büyük olursa seperasyon işlemi o kadar kolay olur. Çapları 0,1-20 ptm (ı /im =0,001 mm) arasında değişir. Ortalama 2,5 /im çapındadır ve 1 litre sütte yaklaşık 5xlQ9 adet yağ globülü bulunmaktadır. Buna dayanarak hesaplama aypıldığında süt yağının 1 litre sütteki yüzey alanı yaklaşık 100 m2'dir. Bu da süt yağının kimyasal, enzimatik ve mikrobiyolojik reaksiyonlara ne kadar açık olduğunu göstermektedir. Süt yağının seperasyonunda (ayrılmasında) yağ globüllerinin ortalama büyüklüğü oldukça etkilidir. Globüllerin çapı ne kadar büyük olursa seperasyon işlemi o kadar kolay olur. Çapları 0,1-20 µ arasında değişir. Ortalama 2,5 µ çapındadır. Süt yağının seperasyonunda (ayrılmasında) yağ globüllerinin ortalama büyüklüğü oldukça etkilidir. Globüllerin çapı ne kadar büyük olursa seperasyon işlemi o kadar kolay olur. Süt yağı su ile bağlanarak "suda yağ" şeklinde bir emülsiyon oluşturur. .

Süt Yağının Kimyasal Yapısı Tüm yağlar esterlerin önemli kimyasal gruplarındandır. Esterler gliserin ve yağ asitlerinden oluşur ve bu nedenle gliseritler olarak ifade edilirler. Bir yağ asidi, bir hidrokarbon zinciri ile bir karboksil grubundan meydana gelmiştir. Doymuş yağ asitlerinde karbon atomları su ile doymuş halde iken, doymamışlarda bir veya daha fazla çift bağlar görülmektedir.

Süt yağındaki önemli yağ asitleri Yağ asitleri Toplam yağ asitleri içindeki oranı, % Erime °C noktası Doymuş y.a Bütirik asit 3,0_4,5 -7,9 Kapron asidi 1,3_2,2 -1,5 Kapril asidi 0,8_2,5 +16,5 Kaprin asidi 1,8_3,8 +31,4 Lavrin asidi 2,0_5,0 +43,6 Miristin asidi 7,0_11,0 +53,8 Palmitin asidi 25,0_29,0 +62,6 Stearin asidi 7,0_13,0 +69,3 Doymamış y.a. Olein asidi 30,0_40,0 +14,0 linol asidi 3,0_3,0 -5,0

Süt yağında trigliseritler asıl bileşeni oluşturur Süt yağında trigliseritler asıl bileşeni oluşturur. Her giliserin molekülüne üç yağ asidi bağlanmıştır. Bu yağ asitleri farklı olabilirler.Sütteki değişik gliseritlerin sayısı oldukça yüksektir

Süt yağının kimyasal yapısı Trigliseritler monokarbonik asit ile üç değerli alkol olan gliserin esteridir. Süt yağı basit lipitler, bileşik lipitler ve lipit türevlerini birlikte içermektedir. Basit lipitlerden gliseritler,bileşik lipitlerden fosfatitler ve lipit derivatlarından serbest yağ asitleri ile gliserit fazında erimiş yağ benzeri maddeler süt yağının kimyasal kompleksini oluştururlar

Süt Proteini

Süt Proteini Metabolizma ve vücuda özgü çoğu maddelerin, ayrıca hücrelerin oluşumunda proteinler önemli bir yer tutarlar. Protein ismi Yunanca proteion kelimesinden gelmektedir. Proteinler doğal organik maddelerde mevcutturlar ve organizmada fonksiyonların bir çoğunu yerine getirirler. Hücreleri temel organik oluşumlarında lipitlerle birlikte yer alırlar. Bu bağlamda protein hormonları ve protein enzimleri. metabolizmayı ve kimyasal enerjinin mekanik enerjiye dönüşümünü sağlarlar. Karbonhidratlar ve yağların vücut için eksikliği yaşam fonksiyonları açısından çok önemli değildir. Ancak proteinler beslenmede kaçınılmaz bir unsurdur. Vücut oluşumunu sağlayan proteinler sindirim sistemimizde ve karaciğerde temel yapı taşları olan amino asitlere parçalanırlar .

Bu özel yapı taşları sinir sistemi hücrelerine transfer olurlar ve hücrede vücuda özgü proteinlerin oluşumu için kullanılırlar. Canlı bir organizmadaki kimyasal reaksiyonların çoğu proteinler tarafından kontrol edilir. Bitkiler anorganik azot ve karbonhidrattan amino asitleri sentezleme yeteneğine sahiptirler ve bunlar da proteinlere dönüşür. İnsan organizması bu yetenekten yoksundur. Vücut bitkisel ve hayvansal proteinleri kendine özgü proteinlere dönüştürür. Yani gıda ile alınan proteinler önce aminoasitlere parçalanır ve bu­radan da vücut proteinlerine sentezlenir. Proteinler sürekli olarak alındığında ise metabolizma ürünleri olan ve proteinlerin önemli elementi üre ve ürik asit vücudu kısmen terk eder.

Bileşim ve fiziksel özelliklerine göre birçok gruplara ayrılırlar Bileşim ve fiziksel özelliklerine göre birçok gruplara ayrılırlar. Molekül şekillerine ve bu şekillenmeyle çözünebilirlik arasındaki ilişkiye göre proteinler Fibril(=lineer)proteinler Uzun zincir formunda ve ge­nellikle suda çözünmezler Globüler{=küresel)proteinler Küresel ve elipsoid şeklinde ve suda kolloidal olarak çözünürler.

Tüm süt proteinleri globüler protein grubuna girerler. Fibril proteinler grubuna ipek fibrini, tırnak, saç, yün ve tüy proteinleri girmektedir. Globüler proteinlere ise, glüten, gliadin, hordenin ve oksizenin proteinleri ile zamk proteinleri dahil olmaktadır. Birçok proteinler, a-amino asitlerin dışında diğer bileşikleri de içermektedir. Bunlar basit ve bileşik proteinler arasında farklılık yaratırlar. Hidroliz sırasında basit proteinler sadece a-amino asit içerirler, bileşik proteinler ayrıca amino asit olmayan bileşiklere de sahiptir

Bileşik proteinler ve sütte bulunuşları Protein grupları Amino asit olmayan komponentler Sütte bulunuşları Lipoproteinler lipidler yağ globüllerinin mik. Glikoproteinler karbonhidratlar k-kazein Fosfoprotein fosfat kazein Kromoproteinler renk maddesi yoğun mastitislerde hemoglobin şeklinde Nükleoproteinler nükleik asitler Metalproteinler metaller,fe,cu gibi peroksidaz enzimi

Amino asitler Proteinler a-amino asit zincirinden meydana gelmiş olan büyük moleküllerdir. Bu zincir­ler bazı durumlarda birbiri arkasına belirli bir şekilde sıralanmış yüzlerce amino asidi içerirler. Süt, bileşimi ve özellikleri birbirinden farklı birçok protein komponentini içer­mektedir. Sütte bulunan yaklaşık 20 amino asitten 8'i insan organizmasında sentezlenememektedir. Metabolizma için gerekli olan bu amino asitler, dışardan gıdalarla alın­mak zorundadır ve bu nedenle "esansiyel amino asitler" olarak adlandırılırlar. Amino grubu Karboksil grubu

Protein moleküllerinde aminoasitlerinin sayısı ve dizilişi proteinin özelliklerini belirler. Zincirdeki aminoasitlerin her bir değişimi başka özelliklere sahip bir proteini ortaya çıkarır. 100-200 aminoasitten oluşan bir zincirde 20 aminoasidin kombinasyon sayısı hemen hemen sınırsız olduğundan farklı özelliklere sahip sonsuz sayıda protein oluşabilmektedir. Tüm amino asitler, hem zayıf bazik bir amino grubu (-NH2), hem de zayıf asit karboksil grubu (-COOH) içerirler. Bu gruplar bir peptit bağı ile birbirlerine bağlanmışlardır.

Kısa hidrokarbon zincirleri 1-3 karbon atomları içeriyorsa asit gruplar dominant olacağıdan proteinlerin su çekme özellikleri ağır basmaktadır. Bu amino asitler suda eriyebilir ve hidrofil (su çekme) özelliğine sahiptir. Hidrokarbon zincirlerinde hidroksil grupları (OH") veya amino grupları (NH2) gibi fonksiyonel gruplar bulunduğundan hidrokarbon zincirlerinin hidrofob özellikleri hidrofil yöne değişmektedir. Protein molekülünün bir bölümünde hidrofob amino asitler dominant olduğunda molekülün bir bölümü hidrofob karakter gösterir.

Benzer olarak molekülün bir diğer konumunda, hidrofil amino asitlerin yoğunlaşması hidrofil özellikleri sağlar. Bu nedenle bir protein molekülü ya hidrofil ve hidrofob, ya da lokal hidrofil ve hidrofob özellikler gösteriri Bu nedenle süt proteinleri su tutucu özelliği bakımından büyük farklılıklar gösterir, dolayısıyla bu proteinlerin bazı önemli özellikleri sınırlı kalmaktadır. Kazeinin amino asit zincirinde fosforik asit gibi hidroksil gruplar esterleşebilirler. Bu yolla kazein Ca iyonlarını bağlayabilir veya kolloidal kalsiyum hidroksit fosfatlarla moleküller arası kuvvetli köprüler oluşturur.

Süt Proteinlerinin Dağılımı Süt 100'den fazla protein çeşidi içermektedir, ki bunların çoğu cüzzi miktarlarda bulunur. Bu çeşitler kimyasal veya fiziksel özelliklerine ya da biyolojik fonksiyonlarına göre sınıflandırılırlar. Süt proteinlerinin ana grupları çok farklı özellikler gösterir. Kazein kompleksi süt proteininin eskiden beri ana fraksiyonu olarak bilinmektedir. Asitlendirme veya mayalama ile kolaylıkla pıhtılaştırılarak ayrılabilir. Çözeltide kalan proteinler ise peynir altı suyu veya serum proteinleri olarak adlandırılır. Serum proteinleri de yarı doymuş amonyum sülfat ((NH2)4 S04) veya doymuş magnezyum sülfat (MgS04) çözeltilerinde çöküp çökmediklerine göre iki gruba ayrılırlar. Çökmeyen fraksiyon "laktalbumin", çöken fraksiyon da "laktoglobulin" olarak tanımlanır.

Membran proteinleri isminden de anlaşıldığı gibi yağ globül yüzeyinde toplanmışlardır ve mekanik bir işlemeyle, örneğin kremadan tereyağı üretiminde serbest kalırlar, yani açığa çıkarlar.

İnek sütünün ana protein fraksiyonları ve yüzde bileşimi Kazein %77_85 as-kazein %40_55 S-kazein %25_35 K-kazein %8_15 Ɣ-kazein %3_7 Serum proteinleri yaklaşık %20 Albuminler a-laktalbumin %2_5 B-laktoglobulin %7_12 Serum albumin %0,7_1,3 Immunoglobulinler Proteoz-Pepton-fraksiyonu %2_6 Membran proteini %4

Hidrojen ivonları ilave edildiğinde bunlar protein molekülleri tarafından absorbe edilirler.belirli bir ph da(.izoelektrik noktada]pozitif ve -negatif yüklerin sayısı eşittir. Proteinler elektriksel olarak nötrdür ve artık karşılıklı olarak bir-birlerini itmezler.Pozitif yüklü moleküller negatif yüklü moleküllere ballanırlar ve büyük protein molekülleri meydana gelir. Bunlar protein partikülleri şeklini alır. Protein moleküllerinin elektrik yükü aminoasitlere bağlıdır. Homojen olarak yüklenmiş parçalar birbirlerini iterler. Hidrojen iyonları fazla Ilığında pozitif toplam yük ortaya çıkar, moleküller karşılıklı olarak yine birbirlerini iterler Protein moleküllerinin izoelektrik noktada çökmesi

Kazein Kazeinler, süt proteinlerinin büyük bir bölümünü oluştururlar. Bütün proteinler gibi kazeinler de benzer veya farklı moleküllerden polimerler oluştururlar. Kazein molekülünde iyonize grupların fazla sayısına ve hidrofil/hidrofob özelliklere uygun olarak kazein tarafından oluşturulan moleküler polimerler çok çeşitlidir. Polimerler yüzlerce ve binlerce tek tek moleküllerden meydana gelirler ve kolloidal bir çözelti oluştururlar, bu da yağsız süte hafif mavimsi bir beyazlık verir. Bu molekül kompleksleri kazein miselleri olarak ifade edilirler. Bu moleküller 0,4 mm‘ lik bir büyüklüğe sahiptirler ve sadece elektron mikroskobu ile görülebilirler :/■ "30 . *

Şekil . α-kazein molekül oluşumunun hidrofob kısımlarından β- kazeine bağlanır. Ca molekülleri α- ve β- kazeinin fosfor esterleri ile tuz köprüleri oluştururlar. K-kazeinin hidrofilik kısımları moleküllerin hidrofilik kısımları ile bağlanırlar

Kazein Miselleri Kazeinin 3 alt grubu α-, K- ve β-kazeindir. Bunların her biri heterogen ve 2-8 genetik variyanttan oluşurlar. Bir molekülün genetik varyantları arasında sadece birkaç amino asidi bakımından farklılık vardır. Üç alt grubun ortak bir özelliği bazı amino asitlerin fosforik asit ile esterleşmeleridir. Fosforik asit Ca ve Mg iyonlarını bağlar ve bu komplekslerin bazıları moleküller arasında ve içinde köprüler oluşturur. K-kazeinin bir bölümü hidrofob ve diğer bölümü de hidrofil özellik gösterir

Alfa s- ve beta kazeinin Ca tuzları hemen hemen suda çözünmezler, K-kaze­inin Ca tuzları ise kolaylıkla çözünürler. Misellerin yüzeyindeki hidrofil kısımlar örneğin maya ile parçalananlar misellerin çözüne bilirliğini kaybederler ve birbirlerine bağlanarak topaklaşırlar ve bir jel oluştururlar.

Bozulmamış bir kolloid hücrede çekilen ve itilen kısımlar arasında bir denge vardır. K-kazeinin hidrofil kısmı tarafından su molekülleri bu dengede önemli bir rol oynar Hidrofil kısımlar parçalandığında su artık tutulamadığı için yapı değişmektedir. Böylece bütün çekme kuvvetleri daha belirgin olarak ortaya çıkar ve yeni bağlar oluşur: Ca-kompleksleri ve hidrofob bağlar ile daha çok su atılmakta (sineresis) ve sıkı bir jel oluşmaktadır.

Düşük sıcaklıklarda miseller karşılıklı mukavemetle birbirlerini etkilerler. Donma noktasına yakın sıcaklıklarda a-kazein dissosiye olmaya başlar ve çözücü kısma geçer. Böyle durumlarda maya pıhtılaşma süresi uzamakta ve jeller daha yumuşak olmakta, dolayısıyla peynir üretimi güçleşmektedir 40-50°C'ler arasında uzun süre bekletmeyle uygulanan ısıtmalarda sütün doğal protein yapısı tekrar kazanılır

Kazeinlerin Çöktürülmesi

Asit Çöktürme Kazein molekülleri ve misellerin kompleks yapısına uygun olarak kazeinin çöktürülmesi farklı yöntemlerle sağlanabilir. Kalsiyum-kazeinat kompleksinde kalsiyum, hidrojen varlığında yer değiştirir, kalsiyum iyonları serbest hale geçer ve asitlenme devam ettikçe negatif yüklerde azalma görülür. Aynı anda koruyucu su zarı azalır ve parçacıkların bir agregasyonu meydana gelir.

Bu olaylarla birlikte misel yapısı değişmektedir, bütün bunlar bir araya gelerek bir jel oluşturur. pH değerine bağlı olarak jel, kazeini ya kalsiyum kazeinat ya da izoelektrik noktadaki kazein veya her iki şekilde içerir. Herbir kazein fraksiyonunun izoelektrik noktası çözeltide bulunan diğer iyonlara bağlıdır. Teorik olarak izoelektrik noktası 5,1-5,3 pH arasında değişmek­tedir. Sütteki koşullara bağlı olarak çökme için optimum pH 4,5-4,9 arasındadır. Fazla asit ortamda (kuvvetli asitlerle) kazein tamamen erir ve asit ile bir tuz meydana getirir. Fermente süt ürünlerinin pH değeri 4,1 ve 4,5 arasındadır, yani izoelektrik alanın altındadır

Enzimatik çöktürme K-kazein molekülü 169 amino asitten oluşan bir amino asit zincirinden meydana gelir. 105. amino asit (fenilanin) ile 106. amino asit (metionin) arasındaki bağ rennin (kimozin) enzimi ile parçalanır. K-kazeinin hidrokarbon içeren 106 ve 169. amino asitleri arasındaki kısım moleküle hidrofilik özellik sağlar. K-kazeinin bu bölümü glikomakropeptit fraksiyonlarını içerir ve peynir üretiminde peyniraltı suyunda kalır. K-kazeinin diğer bölümü ise (1 - 105. amino asitler arasındaki kısım) hidrofobik özellik gösterir, ayrıca telemede as~ ve β-kazein f raks iyonlarıyla birlikte bulunarak para-k-kazein olarak ifade edilir.

Bu üc fazın gerçekleşmesini Jel oluşumu intermoleküler kuvvetlerin dengesizliğinden ve hidrofil özellikteki glikomakropeptit fraksiyonlarının ani uzaklaşmasından etkilenmektedir. Misellerden tekrar su moleküllerinin ayrılmasıyla Ca-bağları ile kuvvetlenen hidrofob kısımlar arasında yeni bağlar oluşmaktadır. Bu olay aynı zamanda koagülasyon ve sinerezisi içermektedir. K-kazein molekülünün 105 - 106. bağından parçalanması maya ile pıhtılaşmanın birinci fazını oluşturur, ikinci faz ise pıhtılaşma ve sinerezis aşamasıdır. Üçüncü fazda kazein molekülleri olgunlaşma sırasında enzimatik olarak parçalanmaya devam eder. Bu üc fazın gerçekleşmesini pH, sıcaklık, Ca-iyonları konsantrasyonu ve Co-precipitate oluşumunda denatüre serum proteinleri etkiler .

serum proteinleri Kazein sütten örneğin asitlendirme yoluyla elde edilecek olursa sütte veya peyniraltı suyunda serum proteinleri çözünmüş olarak kalırlar, ki bunlar da izoelektrik noktalarında ısı uygulamasıyla denatüre olabilirler. Süt pastörize edildiğinde serum proteinleri kazeinlerle birlikte enzimatik parçalanmanın ve kalsiyum bağlarının sınırlandığı komp­leksler (Coprecipitate oluşumu) teşkil ederler. Kazein molekülleri arasında daha az kalsiyum köprüleri oluştuğundan yüksek pastörizeli sütten elde edilen peynir telemesi düşük pastörizeli sütten elde edilen normal telemeye göre daha fazla peyniraltı suyu bağlar.

α-Lactalbumin Bu protein tipik süt serum proteini olarak tanımlanır. Bütün süt türlerinde vardır ve memede laktoz sentezlenmesinde önemli rol oynar.

β-Lactoglobulin β-Lactoglobulin sadece geviş getiren hayvanların sütünde vardır ve inek sütündeki oranı diğerlerine göre nispeten yüksektir. Eğer süt 60°C'nin üzerinde pastörize edilirse sülfür içeren amino asitler ve β-laktoglobulin arasında reaksiyonlar başlar. Burada β -laktoglobulin molekülleri ile K-kazein molekülü arasında ve β -laktoglobulin ile α-laktalbumin arasında sülfür içeren bağlar meydana gelir. Daha yüksek sıcaklıklarda hidrojen sülfür (H2S) gibi kükürt içeren bileşikler kısmi olarak serbest kalırlar. Bu kükürt içeren bileşikler (sülfidril grupları) ısı uygulanmış sütte pişmiş tada neden olur.

Membran Proteinleri Proteinlerin bir grubu olan membran proteinleri yağ globüllerinde koruyucu tabaka olarak bulunurla.. Bu proteinlerin bazıları lipit de içerdiğinden lipoproteinler olarak da ifade edilirler.

Denatüre Proteinler Proteinlerin biyolojik fonksiyonu onların sıcaklığına ve pH alanına (sütteki doğal pH) bağlıdır. Proteinler zamana bağlı olarak belirli bir sıcaklığın üzerinde ısıtıldığında yapıları değişir ve denatüre olurlar. Proteinler denatürasyonla kendine özgü özelliklerini ve biyolojik aktivitelerini kaybederler. Bunun yanında protein yapısı değişir ve sarmal yumak şeklindeki doğal yapı uzun solucan şekline döner

Doğal durum Denatûre durum Denatürasyon irreversibl bir olaydır Bu degiklik bir yumurtada çok iyi şekilde görülmektedir. Proteinin denatürasyon ve koagülasyonu yumurtanın ısıtılması ile tam olarak gerçekleşir.Protein ve protein olmayan komponentlerden oluşan enzimler katalitik özel­liklerini kaybederler

proteinlerin izoelektrik Noktası Sütte proteinler elektriksel olarak yüklüdürler. Elektriksel yük miktarı sütün pH değerine bağlıdır. Nötr noktada (7,0 pH) asparagin ve glutamin asit amino asitleri negatif, lisin ve arginin amino asitleri ise pozitif yüklüdür. Bir protein nötr noktada bazik amino asitten daha çok asit amino asit içerir, negatif olarak yüklenmiştir ve dönüşümlüdür. Sütün pH değeri asit ilavesiyle değişir, o zaman proteinlerin elektriksel yük dağılımı da değişmektedir. Pozitif yüklerin negatif yüklere eşit olduğu bir pH alanında toplam yük sıfıra eşittir ve proteinler bu bölgede en az eriyebilirliğe sahiptir. Bu pH değeri izoelektrik nokta olarak ifade edilir. Her proteinin kendine ait izoelektrik noktası olduğundan ve süt proteini farklı proteinlerden meydana geldiğinden süt proteini için izoelektrik alandan söz etmek daha doğrudur. .

Sütün Bir Buffer Çözeltisi Olması Süt laktik asit, limonasidi ve fosforasidi ile onların tuzları olan laktatlar, sitratlar ve fosfatları içerir. Bu maddeler belirli ölçülerde asit ve alkali ilavesinde pH değerini hemen hemen sabit tuttukları için kimyada buffer sistemler olarak ifade edilirler. Proteinlerde bu etki şöyle açıklanabilir. Bir proteinde her amino asit bazik bir amino grubu(-NH2)ve asidik bir karboksil grubu (-COOH) içerir. Süt asitlendiğinde hidrojen iyonları konsantrasyonu veya proton (H+) miktarı yükselir.Bunlar büyük ölçüde amino asitlerin amino gruplarına (NH3+) dönüşür. pH değeri,serbest H+ iyonları konsantrasyonunun önemsiz miktarda artmasından dolayı çok az olarak değişir.

dönüşür. pH değeri,serbest H+ iyonları konsantrasyonunun önemsiz miktarda artmasından dolayı çok az olarak değişir.Eğer süte alkali substanslar katılırsa -COOH gruplarından H+ iyonları serbest hale geçer ve proteinde COO" grupları oluşur. Bu nedenle pH değeri geniş ölçüde sabit kalır. Ne kadar çok alkali ilave edilirse o kadar çok H+ iyonları açığa çıkar. Diğer süt bileşenleri iyonları bağlamak veya serbest bırakmak gibi aynı özelliklere sahiptir, bu nedenle pH değeri çok yavaş değişir (Şekil 31). Eğer süte alkali substanslar katılırsa -COOH gruplarından H+ iyonları serbest hale geçer ve proteinde COO" grupları oluşur. Bu nedenle pH değeri geniş ölçüde sabit kalır. Ne kadar çok alkali ilave edilirse o kadar çok H+ iyonları açığa çıkar. Diğer süt bileşenleri iyonları bağlamak veya serbest bırakmak gibi aynı özelliklere sahiptir, bu nedenle pH değeri çok yavaş değişir.