Farklı yöntemlerle üretilen ve kefir mikroorganizmaları içeren şirden mayalarının beyaz peynir üretiminde kullanım olanaklarının araştırılması
Investigation of the use possibilities of rennet containing kefir microorganisms and manufactured by various methods in the production of white cheese
Yazar: HASAN ALPTUĞ AKGÜN
Danışman: PROF. DR. TUĞBA KÖK TAŞ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu araştırma iki bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde amaç, kefirde bulunan doğal mikroorganizmalarla şirdeni zenginleştirmek, farklı kurutma yöntemleri uygulayarak geleneksel yöntemle farklı şirden mayaları üretmek ve üretilen şirden mayalarının endüstriyel uygulamalarda kullanımı için alternatif bir yöntem araştırmaktır. Bu aşamada altı farklı şirden mayası geliştirilerek üretimi gerçekleştirilmiştir. Salamuralı peynir üretiminde, şirden mayalarından üçü kullanılmıştır. İkinci bölümde ise geliştirilen şirden mayalarının, salamuralı beyaz peynir üretiminde kullanılması ve etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Şirden mayaları üretilmiş ve fermantasyon süresi boyunca (0., 4., 7., 10., 14., 21.,25., 30. ve 45. günlerde) mikrobiyal (Lactobacillus spp., toplam mezofilik aerobik bakteri, toplam maya ve koliform grubu bakteri içerikleri) ve kimyasal analizler (kuru madde miktarı, su aktivitesi, titrasyon asitliği, pH, tuz miktarı ve maya kuvveti) yapılarak takip edilmiştir. Ticari hayvansal peynir mayası ve geliştirilen üç farklı şirden mayası ile dört farklı salamuralı beyaz peynir üretilmiş ve üretilen salamuralı beyaz peynirlerin olgunlaşma süresi boyunca (0., 15., 30., 45., 60. ve 90.günlerde) mikrobiyal (Lactobacillus spp., toplam mezofilik aerobik bakteri, toplam maya ve koliform grubu bakteri içerikleri) ve kimyasal analizleri (titrasyon asitliği, pH, kuru madde miktarı, su aktivitesi, kül miktarı, yağ ve kuru maddede yağ miktarı, tuz ve kuru maddede tuz miktarı, toplam azot ve suda çözünen azot miktarları ile olgunlaşma indeksi değerleri, renk değerleri) ile uçucu bileşen analizi (SPME-GC-MS), organik asit analizi (LC-MS/MS), tekstür ve duyusal (lezzet profili analizi) analizi gerçekleştirilmiştir. Farklı şirden mayaları ile üretilen beyaz peynirlerin özelliklerini belirleyen kalite parametrelerine ait önemli bazı verileri kullanılarak, ulusal düzeyde ilk kez TOPSIS analizi uygulanmıştır.

Şirdenlerin farklı kurutma yöntemlerine göre maya kuvvetlerinin değiştiği, kurutma sıcaklığının kurutulmuş şirdenlerde bulunan enzimleri ve mikroorganizmaları etkilediği görülmüştür. Güneşte 38-40 ºC; 48 saatte kurutulan şirdenlerden elde edilen enzimlerin maya kuvvetinin, etüvde 35 ºC; 96 saatte kurutulan şirdenlerden elde edilen enzimlerin maya kuvvetine göre daha yüksek değerlere sahip olduğu belirlenmiştir. Kefirle zenginleştirilen şirden mayalarının mikroorganizmaların gelişebilmesi için uygun ortama sahip olduğu ve sayılarının fermantasyon süresince arttığı belirlenmiştir. Zenginleştirilen şirden mayaları ile üretilen peynirlerin olgunlaşma süresi boyunca sertlik, sakızımsılık ve çiğnenebilirlik değerlerinin kontrol peynirine göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Zenginleştirilen şirden mayaları ile üretilen peynirlerin duyusal özellikleri genel olarak endüstriyel enzim ile üretilen peynire göre daha iyi karşılanmıştır. Tüm peynir örneklerinde, Lactobacillus spp. ve maya içerikleri olgunlaşma süresince azalmış ancak olgunlaşma süresi sonunda, zenginleştirilen şirden mayaları ile üretilen peynirlerin, endüstriyel peynir mayası ile üretilen peynire göre daha fazla Lactobacillus spp. ve maya içeriğine sahip oldukları belirlenmiştir. Çok özellikli karar analizinde var olan problemleri çözmek için yaygın ve etkili bir yöntem olan TOPSIS analizi kullanılarak, üretilen peynirlerin 90. gün sonuçlarına göre, GKP>EKP>YKP>175 şeklinde belirlenmiştir. Bu çalışma, doğal probiyotik mikroorganizmalarca zenginleştirilmiş şirden mayalarının peynir üretiminde kullanılabileceğini göstermiştir. Peynir üretiminde kullanılmasının, peynirin tekstürel, duyusal, mikrobiyolojik ve kimyasal özelliklerini geliştireceği görülmüştür. Doğal probiyotik mikroorganizmalarca zenginleştirilen şirden mayaları ile üretilen peynirlerin endüstride yeni fonksiyonel bir gıda olarak kullanılabileceği, şirden mayalarının endüstride kullanılması ile geleneksel yöntemlere göre tekstürel, duyusal, mikrobiyolojik ve kimyasal özellikleri geliştirilmiş peynirler üretilebileceği ve geliştirilen şirden mayalarının endüstride şirden mayası olarak yer alabileceği düşünülmüştür. Bu çalışma, doğal probiyotik mikroorganizmalarca zenginleştirilmiş şirden mayalarının fermantasyon takibi yapılarak üretildiği ve geliştirilen şirden mayaları kullanılarak peynir üretiminde kullanıldığı literatürdeki ilk çalışmadır. Bu tez çalışmasından elde edilecek makalelerin literatüre katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
This research consists of two parts.  In the first part of this research, it is aimed to enrich the abomasum with natural beneficial microorganisms through the use of kefir, to produce artisanal liquid rennets with the traditional method using different drying methods, and to research an alternative method for drying abomasum for use in industrial applications. Six different artisanal liquid rennets were developed, at this stage. Three of them were used in the production of brained cheese. In the second part of the research, it is aimed to use the developed artisanal liquid rennets in the production of brined white cheese and assess its effects.  Artisanal liquid rennets were produced and during the fermentation period (on the 0th, 4th, 7th, 10th, 14th, 21st, 25th, 30th and 45th days) microbial (Lactobacillus spp., total mesophilic aerobic bacteria counts, total yeast counts and coliform bacteria counts) and chemical analyzes (total amount of dry matter, water activity, titratable acidity, pH, % salt and milk clotting activity) were followed. Microbial (Lactobacillus spp. count, total mesophilic aerobic bacteria count, coliform group bacteria counts), chemical (titratable acidity (%LA), pH, dry matter content, water activity, ash content, oil content, salt content, total nitrogen, water soluble nitrogen, protein content, ripening index and color analysis), volatile compounds (SPME-GC-MS), organic acids (LC-MS/MS), texture and sensory (flavor profile) analyses were applied during ripening  (on 0th, 15th, 30th, 45th, 60th and 90th days) on four different white cheeses which are produced with commercial animal rennet and three different rennets developed. At the national level, TOPSIS analysis was applied for the first time, utilizing crucial data regarding the quality parameters that determine the properties of white cheeses produced with different rennets.

It was observed that the milk clotting activities of the abomasuses changed depending on the different drying methods, and the drying temperature affected the enzymes and microorganisms in the abomasuses. It was determined that the milk clotting activity values in the enzymes obtained from the abomasuses dried in the sun at 38-40 °C for 48 hours had higher milk clotting values than the enzymes obtained from the abomasuses dried in the ventilated oven at 35 °C for 96 hours. It has been determined that rennets enriched with kefir have a suitable environment for the development of microorganisms and their numbers increase during fermantation process. During the ripening process, it was discovered that the hardness, gumminess, and chewiness values of cheeses produced with enriched rennets were higher than the control cheese. Cheeses made with enriched cheese enzymes had better sensory properties than cheeses made with industrial enzymes. Lactobacillus spp. and yeast content decreased during the ripening period in all groups of cheeses but it was determined that cheeses produced with enriched rennets have higher number of Lactobacillus spp. and yeast content than the cheese produced with industrial rennet. According to the results of the sensory analysis, there were no adverse effects observed with white cheese. Statistically significant differences in organic acid amounts were discovered, particularly in citric acid and succinic acid values (p<0.05). No adverse effects were observed in white cheeses. This study determined that rennets enriched by natural beneficial microorganisms can be used in cheese production. This usage was observed to enhance the textural, microbiological, and chemical properties of the cheese. It has been concluded that cheeses produced with rennets enriched by natural beneficial microorganisms can be used as a new functional food in industry, and cheeses with improved textural, microbiological and chemical properties can be produced by using rennets in industry. It has also been concluded that developed rennets can be used as rennets in the industry. This is the first study in the scientific literature in which rennets enriched with natural beneficial microorganisms are produced by fermentation monitoring and used in the production of cheese with developed rennet. It is expected that the articles derive from this thesis will contribute to the literature.