Enzim Modifiye tereyağı (EMT) üretiminde üretim işlem koşullarının ve enzim tiplerinin belirlenmesi
Determination of process conditions and enzyme types in the production of Enzyme Modified Butter (EMB)
Yazar: ÇAĞLA ULUBAŞ
Danışman: DOÇ. DR. ZAFER ERBAY
Adana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Emülsiyonlar = Emulsions ; Fosfolipazlar = Phospholipases ; Lipaz = Lipase ; Lipoliz = Lipolysis ; Tereyağı = Butter

Özet:
Enzim Modifiye Tereyağı (EMT), çeşitli formlardaki süt yağına lipolitik enzimler eklenerek ve belirli koşullarda inkübasyon sağlanarak gerçekleştirilen kontrollü lipoliz prosesidir. Bu süreç sonunda yoğunlaştırılmış tereyağı lezzetine sahip doğal lezzet katkısı üretilmektedir. Süt yağının lipolizi ile ilgili birçok bilimsel çalışma bulunmasına rağmen, konsantre tereyağı lezzeti elde etmeyi amaçlayan çalışmaların literatürdeki sayısı azdır. EMT, endüstriyel uygulanabilirlik, son ürün kararlılığı ve düşük maliyet nedeniyle birçok yönden avantajlıdır.
Bu tez çalışmasında, lipoliz üzerine etkili olduğu düşünülen işlem koşulları belirlenmiş ve kremanın substrat olarak kullanılması ile farklı inkübasyon süresi ve enzim kombinasyonlarında EMT üretimi gerçekleştirilmiştir. Çalışmalar iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Lezzet gelişimi enzimatik aktivite ile gerçekleştiğinden, ilk aşamada enzim aktivitesinin en üst düzeye çıkarılması için uygun lipoliz ortamı belirlenmiştir. Bu amaçla, emülsiyon tipinin ve yağ oranının, emülgatör varlığının, tipinin ve konsantrasyonunun, lipaz konsantrasyonunun, fosfolipaz varlığının ve konsantrasyonunun lipoliz üzerine etkileri incelenmiştir. Hedeflenen yüksek lipoliz düzeyine, su içinde yağ (O/W) tipi emülsiyon ortamıyla, emülsiyondaki yağ oranının artışıyla, lipaz ve fosfolipazın lipolizde eş zamanlı kullanımıyla ve emülgatör varlığıyla ulaşılmıştır. Ancak, gereğinden fazla emülgatör eklendiğinde lipolizin kısıtlandığı saptanmıştır.
Çalışmanın ikinci aşamasında, ilk aşamadaki bilimsel deneylerden elde edilen sonuçlar doğrultusunda her bir enzim türü için uygun konsantrasyona karar verilmiş ve farklı inkübasyon sürelerinde EMT üretilmiştir. İnkübasyon sıcaklığı (45 °C), karıştırma hızı (200
v
rpm), emülsifikasyon hızı ve süresi (30s, 5000 rpm ve 180s, 10000 rpm), emülgatör konsantrasyonu (%0,075), fosfolipaz konsantrasyonu (%0,25) sabit tutularak 240 dakika boyunca inkübasyon sağlanmış ve belirli sürelerde (30, 60, 120 ve 240 dk) örnek alınıp analiz edilmiştir. Enzim kombinasyonları ise Palatase 20000L (%0,25), Lipomod™ 801MDP (%0,2) ve Lipozyme® CALB (%2,5) lipazlarına Lecitase® Ultra (fosfolipaz) eklenmesiyle oluşturulmuştur. Tüm EMT örneklerinde 34 farklı uçucu bileşik saptanırken, uçucu bileşikler içerisinde çeşit ve miktar açısından asitlerin baskın olduğu görülmüştür. En yüksek asitlik düzeyi değeri (ADV) ve toplam serbest yağ asiti miktarına Palatase 20000L kombinasyonu ile elde edilirken, en düşük değerler Lipozyme® CALB kombinasyonu ile elde edilmiştir. Lipozyme® CALB kombinasyonu ile tüm inkübasyon sürelerinde belirgin düzeyde yüksek bütirik asit konsantrasyonları saptanmasına rağmen, duyusal olarak en düşük tereyağına benzerlik ve genel beğeni puanlarına sahip olduğu görülmüştür. Duyusal olarak en beğenilen ve tereyağına en çok benzetilen EMT örneklerinin Palatase kullanılarak üretilen örnekler olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Enzyme Modified Butter (EMB) is a controlled lipolysis process performed by adding lipolytic enzymes to various forms of milk fat and incubation under certain conditions. At the end of this process, natural flavor additive with condensed butter flavor is produced. Although there are many scientific studies on the lipolysis of milk fat, studies aiming to obtain concentrated butter flavor are few in the literature. EMB is advantageous in many ways due to industrial applicability, end product stability and low cost.
In this thesis, the processing conditions that are thought to be effective on lipolysis were determined and EMB production was carried out in different incubation times and enzyme combinations by using cream as a substrate. The studies were carried out in two stages. Since flavor development occurs with enzymatic activity, the appropriate lipolysis medium was determined in order to maximize enzyme activity in the first step. For this purpose, the effects of emulsion type and oil ratio, emulsifier presence, type and concentration, lipase concentration, phospholipase presence and concentration on lipolysis were investigated. The targeted high lipolysis level was achieved with the O/W type emulsion medium, the increase in the oil content in the emulsion, the simultaneous use of lipase and phospholipase in lipolysis, and the presence of emulsifiers. However, it was determined that lipolysis was limited when more emulsifier was added than necessary.
In the second stage of the study, in accordance with the results obtained from the scientific experiments in the first stage, the appropriate concentration was decided for each enzyme type and EMB was produced at different incubation times. By keeping constant incubation temperature (45°C), stirring speed (200 rpm), emulsification speed and time (30s, 5000 rpm
vii
and 180s, 10000 rpm), emulsifier concentration (0.075%), phospholipase concentration (0.25%), incubation was provided for 240 minutes and samples were taken and analyzed at certain times (30, 60, 120 and 240 minutes). Enzyme combinations were created by adding Lecitase® Ultra (phospholipase) to the lipases Palatase 20000L (0.25%), Lipomod™ 801MDP (0.2%) and Lipozyme® CALB (2.5%). While 34 different volatile compounds were detected in all EMT samples, acids were dominant in terms of variety and amount among volatile compounds. The highest acidity level (ADV) and total free fatty acid content were obtained with the combination of Palatase 20000L, while the lowest values were obtained with the combination of Lipozyme® CALB. Although significantly higher butyric acid concentrations were detected at all incubation times with the Lipozyme® CALB combination, it was observed that it had the lowest sensory similarity to butter and overall liking scores. It has been determined that the EMB samples that are most liked and most similar to butter as sensory are the samples produced using Palatase.