Sütteki Enzimler

Enzim

Canlı hücreler tarafından sentezlenen organik ve

katalitik bileşiklerdir. “Biyokatalizör” olarak

adlandırılmaktadır. Diğer katalizörlerden kolloidal

protein yapılarından dolayı duyarlılıkları ile

ayrılmaktadır. Bu nedenle şöyle tanımlanabilir;

Enzim; organizma tarafından protein yapısında üretilen ve çok düşük miktarları bile, gerek hücre içinde ve gerekse hücre dışındaki biyokimyasal

reaksiyonları gerçekleştiren spesifik organik

Enzimlerin Sınıflandırılması

Hidrolazlar

Bu grup süt endüstrisi açısından önemli enzimlerdir. Bu enzimler substrata su vererek hidrolitik bölünmeyi katalizlemektedir.

Hidrolazlar grubunda;

-ester bağlarına etki yapan ve dolayısıyla oluşumunu

ve parçalanma olayını katalizleyen “esterazlar”

(lipazlar, fosfatazlar, ve sülfatazlar),

-proteinlere etki ederek peptit bağlarının çözünmesini sağlayan “proteazlar”

- Glukozid bağlara etki eden “karbohidralazlar”

Oksi-redüktazlar

Bu grup, bir maddeden diğer maddeye elektron ve

hidrojen iyonlarını taşıyarak biyolojik oksidasyonu katalizleyen enzimlerdir.

Oksidasyon ve redüksiyon substratın parçalanma

işlemi ile bağlantılıdır.

Bu ana gruba süt enzimlerinden peroksidaz, katalaz, ve ksantioksidaz enzimleri girmektedir.

Transferazlar

Grup transferlerini gerçekleştiren molekülün bazı gruplarını diğer bir substrata taşıyan enzimlere transferaz veya transfer enzimleri denilmektedir. Bunlarda taşıdıkları gruplara göre;

Fosfor grubu taşıyan transfosforilazlar

Dezaminleşme ve aminleşmeyi yapan transaminazlar Metil grubu taşıyan transmetilazlar

Liyazlar

Çift bağlara grup ekleyen veya bunlardan grup ayıran enzimlerdir. İki bileşiği yeni bir madde verecek

şekilde bağlar veya bölerler. Alkol fermentasyonunda ;

prüvik asidi asetaldehit + CO₂ (karboksilazlar) Aminoasitlerin aminler (dekarboksilazlar)

İzomerazlar

Molekül içi değişmeleri katalizlerler. Örneğin; Heksofosfataz,

Glukoz -6-fosfat fruktoz-6-fosfat katalize eder.

Ligazlar

ATP’ nin veya diğer fosfatların prifosfat bağlarını

parçalayıp iki molekül arasında yeni bağların

oluşumunu kataliz eden enzimlerdir.

Örneğin; pirüvat karboksilaz, asetil ko-A sentetaz gibi.

Süt teknolojisi açısından önem taşıyan enzimler

oksiredüktazlar ve hidrolazlar sınıfında yer almaktadır. Diğer grupta yer alan enzimler süt bileşiminde bulunan maddelerin biyosentezinde veya mikroorganizmaların yer aldığı metabolizmalarda katalitik görev yaparlar.

Enzimlerin yapısı

Enzimler protein yapısındadırlar. Bu kısmına apoenzim

denir. Fakat aktif hale gelebilmeleri için protein unsurlarının yanı sıra, bunlarla bağ yapabilecek yardımcı maddelere gereksinim duymaktadır.

Protein yapısında olmayan bu maddelere koenzim veya

prostetik grup olarak isimlendirilmektedir.

Apoenzim; hücre tarafından yapılan çok karışık protein yapısında ve sıcağa duyarlı bir maddedir. Aktif olmayan polipeptid zincirlerine sahiptir.

Bu kısım enzimin hangi maddeye yani hangi substrata etki edeceğini tayin etmektedir.

Koenzim; basit yapıda olup, küçük moleküllü ve inaktif bir kısımdır. Apoenzimi aktif yapar ve enzimin substrat üzerine nasıl etki edeceğini gösterir. Sıcağa ve dış etkilere karşı dayanıklı olup organik ve inorganik

yapıda olabilmektedir. Mineraller ve vitaminler

Enzim aktivitesini etkileyen faktörler

 Sıcaklık

 pH değeri

 İyon bileşimi

 Diğer faktörler

Sıcaklık; sıcaklık artışı enzimatik reaksiyonları

hızlandırmaktadır. Belirli sıcaklık dereceleri arasında etkilemektedir. Çok yüksek sıcaklıklarda protein

yapısında olduklarından katalitik aktiviteleri kaybolmaktadır.

Hayvansal enzimler 37 °C Bitkisel enzimler 20- 25 °C Bakteriyel enzimler 20-37 °C

pH değeri; enzimler kolloidal protein yapısında olduklarından pH değişimlerinden etkilenmektedir.

optimum pH değerleri enzimlerin karakterize

etmektedir. Optimum pH değerlerinin altında veya

üstünde enzimatik reaksiyonların hızları

düşmektedir.

İyon bileşimi; ortamdaki iz elementlerde anyonlar ve katyonlar aktivatör olarak önem taşımaktadır. Bunların varlığı reaksiyonların gerçekleşip gerçekleşmemesini belirler. Örneğin; rennin enzimi ile peynir pıhtısının

oluşumunda enzimatik fazın ikinci aşaması Ca++

Diğer faktörler;

Enzim konsantrasyonu, redoks potansiyeli ve substrat konsantrasyonu gibi faktörlerde enzim aktivitesine etki etmektedir.

Örneğin; alkol fermantasyonu sonucu oluşan alkol

miktarı belirli bir miktarın üzerine çıktığında

mikroorganizmaların otolizine yol açar.

Belirli bir dereceden sonra sıcaklık, soğukluk, rutubet eksikliği, ışık gibi etmenler kısmen veya tamamen enzim aktivitesini önlemektedir.

Sütte Bulunan Enzimler

 İnek sütü çok sayıda doğal enzim (tanımlanmış

yaklaşık 70 enzim) içermektedir ve toplam süt

proteinlerinin küçük bir fraksiyonu olmasına rağmen enzimlerin süt teknolojisinde önemli rolleri vardır

 En küçük molekül büyüklüğüne sahip enzimde 100

Sütte bulunan enzimler 2 kaynaktan ileri gelir;

Sütün “doğal enzimleri”, meme dokusu hücrelerinden,

kan plazması ile lökositlerden ve salgı hücre

stoplazmasından süte geçmektedir

Süte kontamine olan mikroorganizmalar tarafından

sentezlen grup ise “mikrobiyel kaynaklı enzimler”

olarak nitelendirilmektedir.

Her iki grupta yer alan enzimler süt ve ürünlerinde meydana gelen biyokimyasal reaksiyonlarda katalizör olarak rol almakta ve sütün yapısında, tat ve aromasında olumlu veya olumsuz bazı değişiklere neden olmaktadır

Bazı doğal süt enzimleri,

 süt ve süt ürünlerine uygulanan ısıl işlemin derecesini ve etkinliğini belirlemek için indikatör olarak

kullanılmaktadır.

 Bazı enzimler ise mastitis gibi meme hastalıklarının belirlenmesinde kullanılmaktadır.

 Yeni doğan canlının bağışıklık sisteminin ve bağırsak florasının geliştirilmesi gibi bazı fonksiyonları

Çizelge .Sütte bulunan bazı önemli enzimler ve fonksiyonları

Enzim Fonksiyonu/kullanım alanı/etkisi

Proteaz Lipaz Alkali fostafaz –gulutamiltranspeptidaz Sülfidril oksidaz Süperoksit dismutaz Ksantin oksidaz Laktoperoksidaz Laktoz sentetaz N-acetil- β-D-glukozaminidaz UHT sütün jelleşmesi Hidrolik ransidite Pastörizasyon testi

Meme bezlerine aminoasit

konsantrasyonunun artırılmasında

Yanmış/pişmiş tadın uzaklaştırılmasında Oksidasyonun engellenmesinde

Oksidasyon katalizinde Bakteri inhibisyonunda

Meme bezlerinde laktoz biyosentezinde Mastitisin belirlenmesinde

Enzimlerin süt ve ürünlerinde teknolojik olarak sağladığı yararlar ve kullanım alanları şöyle özetlenebilir;

 Süte koruyucu amaçla katılan maddelerin ve peroksit varlığının belirlenmesinde,

 Pastörizasyon kontrolünde ve ısıl işlemin derecesinin tespitinde,

 Meme hastalıkları başta olmak üzere patolojik ve fizyolojik rahatsızlıkların teşhisinde,

 Koyulaştırılmış süt, dondurma ve bazı peynirlerde görülen kristalleşme kusurlarının önlenmesinde,

 Süt ve süt ürünlerinin tat-aroma niteliğinin geliştirilmesinde,

 Krema ve peynirin olgunlaştırılmasında,