Peynir altı suyundan elde edilen laktozun enzimatik hidrolizinin incelenmesi ve modellenmesi

Abstract

Laktoz, süt ve süt ürünlerinde (peynir altı suyu vb.) bulunan bir karbonhidrattır. Laktoz kendi hidroliz ürünleri olan glikoz ve galaktoza kıyasla daha az tatlılığa ve çözünürlüğe sahiptir. Ayrıca, higroskopik bir seker olması nedeniyle aroma ve kokuları adsorblamaya yatkındır. Bunlara ek olarak, birçok kişi, vücudundaki beta-galaktozidaz enziminin eksikliği ya da inaktifliği nedeniyle laktozu sindirememektedir. Bu nedenle, tükettikleri besinler laktoz içeriyorsa gaz, ağrı, ishal gibi sağlık sorunları yasamaktadırlar. Laktoz hidrolizi, dondurma ve diğer süt ürünlerinin üretim proseslerinin geliştirilmesi ile yeni gıda katkılarının elde edilmesini, enerji maliyetlerinin düşmesini ve laktozun kristalli yapısından kaynaklanan kumsu dokunun engellenmesini sağlaması açısından oldukça önemlidir. Laktozun hidrolizlenmesinde asidik ve enzimatik olmak üzere iki yöntem kullanılmaktadır. Enzimatikhidrolizde beta-galaktozidaz enzimi kullanılır. Bu enzim doğada, mikroorganizmalarda, bitkisel ve hayvansal yapılarda bulunmaktadır. Bu çalışmada, peynir altı suyundan elde edilen laktoz Kluyveromyces marxianus kaynaklı beta-galaktozidaz ile hidroliz işlemine tabi tutulmuştur. Laktoz hidrolizi deneyleri 250 ml 25mM fosfat tampon çözeltisi içerisinde önce Gallenkamp marka modüler biyoreaktörde, daha sonra Bandelin Sonopuls marka sonikatörde gerçekleştirilmiştir. Biyoreaktörde, zamana karşılık laktoz konsantrasyonu (g/L), hidroliz derecesi (%) ve enzim aktivitesi (%) değerlerinin, biyoreaktörde, başlangıç laktoz konsantrasyonu, enzim konsantrasyonu, sıcaklık, pH, karıştırıcı hızı, viskozite, hidrolizat miktarı, glikoz konsantrasyonu, galaktoz konsantrasyonu ve çeşitli iyon (Mg2+, Mn2+ ve Ca2+) konsantrasyonları ile değişimleri, sonikatörde, ise akustik güç, % frekans aralığı ve reaksiyon hacmi ile değişimleri incelenmiştir. Ayrıca, laktoz konsantrasyonu ve % enzim aktivite değerlerine ait elde edilen deneysel veriler kullanılarak ilgili matematiksel modeller kurulmuştur. Yapılan deneyler sonucunda, hidroliz derecesinin ve enzim aktivitesinin, incelenen her bir parametre için farklılık gösterdiği tespit edilmiştir.