Mikrobiyal transglutaminazın deve ve inek sütü karışımından kefir üretiminde kullanımı ve bu enzimin kefirin bazı özellikleri üzerine etkisinin araştırılması
The use of microbial transglutaminase in the production of kefir produced with the mixture of camel and cow's milk and the investigation of the effect of this enzyme on some properties of kefir
Yazar: SELİN AKBULUT TOPEL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SELDA BULCA
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Deve sütü = Camel milk ; Gıda teknolojisi = Food technology ; Kefir = Kefir ; Mikroyapı = Microstructure ; Süt = Milk ; Transglutaminaz = Transglutaminase ; Uçucu bileşenler = Essential components ; İnek sütü = Cow milk

Özet:
Amaç: Gerek terapötik açıdan gerekse önemli bir protein kaynağı olmasından dolayı besleyici
öneme sahip deve sütünün inek sütüne göre serum proteini ve kazein oranlarının ile protein
profilinin farklı olması bu sütün fermente süt ürünlerine işlenebilmesinde zorluklar
yaratmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada deve sütünün inek sütüyle karıştırılarak kefir
üretiminde kullanımı hedeflenmiştir. Ayrıca çalışmada istenilen viskozitede kefir üretimini
sağlamak amacıyla mikrobiyal transglutaminaz enzimi kullanımının etkisi araştırılmıştır.

Materyal ve Yöntem: Çalışmada çiğ deve ve inek sütlerine fiziksel ve kimyasal analizler
uygulanarak deve ve inek sütlerinin %80 : %20 ve %70 : %30 olduğu karışımlar kefir üretimi
için seçilmiş olup yanıt yüzey metoduyla kefir starter kültür oranı ile mTGaz konsantrasyonu
varyasyona tabi tutulmuştur. Denemeler sonucunda en yüksek viskoziteye sahip starter kültür
ve enzim konsantrasyonlarından 4 farklı kefir üretimi yapılmış ve mTGaz ilave edilmeden
üretilmiş 2 kefir örneğiyle sodyum dodesil sülfat-poliakrilamid jel elektroforezi, depolama
analizleri, mikroyapı, uçucu bileşenler ve duyusal açıdan karşılaştırılmıştır.

Bulgular: Üretim için seçtiğimiz 6 adet kefir örneğinin 24 saatlik inkübasyon sonunda relatif
vizkoziteleri; %70 deve sütü %30 inek sütü %0,2 starter kültür 3 U/g protein mTGaz ilaveli
örnekte 33,60; %70 deve sütü %30 inek sütü %0,17 starter kültür 5,12 U/g protein mTGaz
ilaveli örnekte 66,21; %70 deve sütü %30 inek sütü %0,1 starter kültür 0 U/g protein mTGaz
ilaveli örnekte 1,85; %80 deve sütü %20 inek sütü %0,2 starter kültür 3 U/g protein mTGaz
ilaveli örnekte 31,25; %80 deve sütü %20 inek sütü %0,17 starter kültür 5,12 U/g protein
mTGaz ilaveli örnekte 26,30; %80 deve sütü %20 inek sütü %0,1 starter kültür 0 U/g protein
mTGaz ilaveli örnekte ise 2,68 olmuştur. mTGaz ilavesiyle üretilen kefir örneklerinde sodyum
dodesil sülfat-poliakrilamid jel elektroforezi analizi sonucunda, mTGaz konsantrasyonunu
artışıyla proteinlerin polimerizasyon oranının artışı kazein bantlarının yoğunluğunun azalması
üzerinden yorumlanmıştır. Depolama analizleri sonucunda su tutma kapasitesi ve serum
ayrılmasının depolama süresince arttığı görülmüştür. Serum ayrılması ve su tutma kapasitesinin
depolama süresine bağlı değişimi istatiksel açıdan anlamlı bulunmuştur (P> 0,05). Kullanılan
süt karışımı, starter kültür oranı ve mTGaz konsantrasyonuna bağlı olarak kefirlerde oluşan
uçucu bileşen miktarlarının ve çeşitlerinin değiştiği saptanmıştır. mTGaz ilave edilen kefirlerin
mikro yapısının mTGaz ilave edilmeyen kefirlere göre daha sıkı olduğu tespit edilmiştir.
Üretilen kefir örneklerinin tamamı %laktik asit (en az %0,6) oranı bakımından Türk Gıda
Kodeksi Fermente Süt Ürünleri Tebliği (Tebliğ Numarası 2009/25)' ne uygun bulunmuştur.
Kefir örneklerine yapılan duyusal analiz sonucunda örneklerin tamamı panelistlerce
beğenilmiştir.

Sonuç: Deve sütünün inek sütüyle karıştırılarak mTGaz ilavesiyle kefir üretiminin yapılması
kefirlerin bazı özelliklerini iyileştirmiş ve mTGaz ilavesinin deve sütünden kefir üretiminde
umut vadedici iyileştirme sağladığını göstermiştir.

Anahtar Kelimeler: Deve sütü, İnek sütü, Kefir, Mikroyapı, SDS-PAGE, Transglutaminaz,
Uçucu bileşikler

Abstract:
Objective: The fact that the composition of camel milk, which has nutritional importance due
to its therapeutic and important protein source, is different from cow's milk, creates difficulties
in processing this milk into fermented milk products. Therefore, in this study, it is aimed to use
camel milk mixed with cow's milk in kefir production. In addition, the effect of using microbial
transglutaminase in order to produce kefir with the desired viscosity was investigated in the
study.

Material and Method: In the study, physical and chemical analyzes were applied to raw camel
and cow's milk, and mixtures of 80%: 20% and 70%: 30% of camel and cow's milk were
selected for kefir production, and kefir starter culture ratio and mTGase concentration were
varied by response surface method. As a result of the experiments, 4 different kefirs were
produced from the starter culture and enzyme concentrations with the highest viscosity, and 2
kefir samples produced without adding mTGase were compared with sodium dodecyl sulfate-
polyacrylamide gel electrophoresis, storage analysis, microstructure, volatile components and
sensorial properties.

Results: Relative viscosities of 6 kefir samples selected for production after 24 hours of
incubation; 70% camel milk 30% cow milk 0.2% starter culture 3 U/g protein 33.60 in the
sample with mTGase added; 70% camel milk 30% cow milk 0.17% starter culture 5.12 U/g
protein 66.21 in the sample with mTGase; 70% camel milk 30% cow milk 0.1% starter culture
0 U/g protein 1.85 in the sample with mTGase added; 80% camel milk 20% cow milk 0.2%
starter culture 3 U/g protein 31.25 in the sample with mTGase added; 80% camel milk 20%
cow milk 0.17% starter culture 5.12 U/g protein 26.30 in the sample with added mTGase; 80%
camel milk 20% cow milk 0.1% starter culture 0 U/g protein in the sample with mTGase added,
it was 2.68. As a result of sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis analysis
in kefir samples produced with the addition of mTGase, it was observed that the polymerization
rate of proteins increased with the increase in mTGase concentration, and the density of casein
bands decreased. As a result of storage analysis, it was observed that water holding capacity
and serum separation increased during storage. The changes in serum separation and water
holding capacity depending on the storage time were found to be statistically significant (P>
0.05). It has been observed that the amount and types of volatile components formed in kefir
change depending on the milk mixture used, starter culture ratio and mTGase concentration. It
has been determined that the microstructure of kefirs with added mTGase is tighter than kefirs
without enzyme. All of the kefir samples produced were found to comply with the Turkish Food
Codex Communiqué on Fermented Dairy Products (Communiqué Number 2009/25) in terms
of %lactic acid (at least 0.6%). As a result of the sensory analysis performed on kefir samples,
all of the samples were appreciated by the panelists.

Conclusion: The production of kefir by mixing camel milk with cow's milk and adding
mTGase improved some properties of kefir and demonstrated that mTGase is a promising
technique in the production of kefir from camel milk.

Keywords: Camel milk, Cow milk, Kefir, Microstructure, SDS-PAGE, Transglutaminase,
Volatile compounds