Melatonin ve salisilik asit uygulamalı enginar (Cynara scolymus L.) pistil hücre kültürlerinden üretilen aspartik proteaz ile pıhtılaştırılan taze koyun ve keçi sütü peynirlerinin incelenmesi
Investigation of fresh sheep and goat milk cheese coagulated with aspartic protease produced from artichoke (Cynara scolymus L.) pistil cell cultures with melatonin and salicylic acid treatment
Yazar: ÖZLEM ÇAYIR
Danışman: PROF. DR. BEDİA ŞİMŞEK ; DOÇ. DR. UFUK ÇELİKKOL AKÇAY
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada enginar çiçek ekstraktı, salisilik asit (50 µM) ve melatonin (5µM) uygulanmış enginar suspansiyon hücre kültür ekstaktları, salisilik asit veya melatonin uygulaması yapılmamış kültür ekstraktı (kontrol) ve rennin enzimi ilavesiyle geleneksel taze koyun ve keçi peynirleri üretilmiştir.  Bu araştırmada; enginar (Cynara scolymus L.) çiçeklerinden geliştirilen kallus hücre kültürü suspansiyonlarının süt pıhtılaştırma ve proteolitik aktivite özellikleri belirlenmesiyle birlikte; melatonin (5µM ve 10µM) ve salisilik asit (50µM ve 100µM) uygulamalarının enginar çiçeği pistil suspansiyon kültürlerinde aspartik proteaz elde edilmesindeki etkinliğinin incelenmesi amaçlanmıştır. 
Enzimlerin süt pıhtılaştırma aktivite değerleri 0.52 – 0.74 aralığında ölçülmüştür. Proteolitik aktivitesi en yüksek enzimler sırasıyla melatonin ilaveli (5µM) ve Cynara scolymus L. kallus yapısından elde edilen salisilik asit (50mM) ilaveli enzimler olarak belirlenmiştir. Süspanse hücre kültür yöntemi ile geliştirilen enzimlerin etkisi keçi ve koyun peynirlerinin titrasyon asitliği, suda çözünen azot, olgunlaşma indeksi değerleri üzerinde önemli düzeyde etkili bulunmuştur (p<0.05). 
Üre-Page sonuçları incelendiğinde; sıvı hücre kültüründen elde edilen enzimlerin keçi ve koyun peynirlerinde αs-kazeinler ve β-kazein üzerinde ayrıca diğer parçalanma ürünleri arasındaki farkın istatistiksel olarak önemli (p<0.05) olduğu bulunmuştur. Parçalanma düzeyi γ – kazein ve diğer peptitler için en yüksek (her iki tür peynirde) melatonin ilaveli enzim ile üretilen peynirde gözlenirken bunu salisilik asit ilaveli enzim ile üretilen peynirler izlemiştir. Keçi peynirlerine ait sertlik değerleri 18.88 – 97.68 N aralığında tespit edilmiştir. Koyun peynirlerinde bu değer 33.46 – 111.95 N olarak belirlenmiştir. Keçi ve koyun peynirlerinde tekstür profil analizi sonucu elde edilen değerlerin tümünün rennin enzimi ile üretilen peynirlerden istatistiksel olarak farklı olduğu tespit edilmiştir. Süspanse hücre kültürleri ile hazırlanan enzimler her iki peynir türünde de L*, a* ve b* değerlerinin önemli bir seviyede etkilenmesine sebep olmuştur (p<0.05). Bununa birlikte her iki peynir grubunda da toplam mezofilik aerobik bakteri, laktobasil ve laktokok sayılarının salisilik asit ve melatonin ilave edilen enzimlerin kullanıldığı örneklerde önemli ölçüde diğer peynir gruplarından daha düşük seviyelerde olduğu gözlenmiştir.
Araştırmada, süspanse hücre kültür işlemi sırasında uygulanan melatonin ve salisilik asidin gerek enzimin özellikleri üzerine gerekse peynir nitelikleri üzerine analizlerde istatistiksel açıdan farklılıklar tespit edilmekle birlikte olumlu yönde çok az da olsa bir etkisinin olduğu tespit edilmiştir. Enginar kaynaklı süspanse hücre kültür yöntemi ile elde edilen enzimlerin hayvansal kaynaklı enzimler kadar kimyasal, tekstürel ve biyokimyasal açıdan başarılı peynir üretimi gerçekleştiremediği, keçi ve koyun sütü ile üretilen peynirlerin daha yumuşak yapıda daha az asidik ve daha az olgun olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, traditional fresh sheep and goat cheeses were produced by adding artichoke flower extract, artichoke suspension cell culture extracts treated with salicylic acid (50 µM) and melatonin (5 µM), culture extract without salicylic acid or melatonin application (control) and rennin enzyme. In this study, along with the determination of milk clotting and proteolytic activity properties of callus cell culture suspensions developed from artichoke (Cynara scolymus L.) flowers; it was aimed to examine the effectiveness of melatonin (5µM and 10µM) and salicylic acid (50 µM and 100 µM) applications in obtaining aspartic protease in artichoke flower pistil suspension cultures.
Milk coagulation activity values of the enzymes were measured in the range of 0.52 - 0.74. The enzymes with the highest proteolytic activity were determined as melatonin supplemented (5µM) and Cynara scolymus L. callus with salicylic acid (50 µM) enzymes, respectively. The effect of enzymes developed by suspended cell culture method was found to be significantly effective on titratable acidity, water soluble nitrogen, ripening index values of goat and sheep cheeses (p<0.05).
When the urea-Page results were analysed, it was found that the enzymes obtained from liquid cell culture had a statistically significant (p<0.05) effect on αs-casein and β-casein in goat and sheep cheeses and the difference between other degradation products. The highest degradation level for γ - casein and other peptides (in both types of cheese) was observed in cheese produced with melatonin added enzyme, followed by cheese produced with salicylic acid added enzyme. Hardness values of goat cheeses were determined in the range of 18.88 - 97.68 N. In sheep cheeses, this value was determined as 33.46 - 111.95 N. It was determined that all of the values obtained as a result of texture profile analysis in goat and sheep cheeses were statistically different from the cheeses produced with rennin enzyme. The enzymes prepared with suspended cell cultures caused a significant effect on L*, a* and b* values in both cheese types (p<0.05). However, total mesophilic aerobic bacteria, lactobacilli and lactococci counts in both cheese groups were significantly lower than the other cheese groups in the samples in which salicylic acid and melatonin added enzymes were used.
In the study, it was determined that melatonin and salicylic acid applied during the suspended cell culture process had a slight positive effect on both the properties of the enzyme and the cheese qualities, although statistical differences were determined in the analyses. It was determined that the enzymes obtained by artichoke-derived suspended cell culture method could not produce cheese as successful as animal-derived enzymes in terms of chemical, textural and biochemical properties, and the cheeses produced with goat and sheep milk were softer, less acidic, and less mature.