Modül-2 Kurs-3

Starter Kültür Kullanımı

Peynir Üretiminde Starter Kültürlerin Kullanımı

Bu derste, peynir üretiminde kullanılan starter kültürlerin özellikleri ve kullanımı hakkında bilgiler verilecektir.

Süt çabuk bozulan bir gıda olduğundan, dayanıklılığının artırılması için bir takım mamullere işlenmektedir. Bu ürünler içerisinde peynirler önemli bir yer tutmaktadır.

Peynir, teknolojisine bağlı olarak çiğ veya pastörize sütten yapılmaktadır. Çiğ sütten üretilen peynirlerin tüketilmesinin zoonoz hastalıklar, enfeksiyon ve intoksikasyon riskleri gibi sakıncaları bulunmaktadır. Bu nedenle günümüzde süt işleme tesislerinde peynir üretiminde pastörize süt kullanılmaktadır.

Standart kalitede ve sağlıklı süt ürünlerini elde etmek için öncelikle kaliteli ve hijyenik olarak elde edilmiş süt kullanılması önemlidir. Bunun için sütün ısıl işlemden geçmesi, yani pastörize edilmesi gereklilik olarak kabul edilmektedir.

Starter Kültürlerin Temel İşlevleri

  • Laktik asit oluşumu
  • Proteinlerin parçalanması
  • Yağların parçalanması
  • Tat ve aroma bileşikleri oluşturma
  • Zararlı bakterilerin oluşumunu engellemek

Pastörizasyon işlemi, sütte bulunan zararlı ve patojen mikroorganizmaları yok ederek ürünün bozulmasını engeller. Ancak bu işlem sırasında peynirin olgunlaşmasını sağlayan laktik asit bakterilerinin büyük bir kısmı da inaktive olmaktadır. Bu durum istenilen düzeyde peynir üretimini güçleştirir. Ayrıca pastörizasyon esnasında dirençli bakteriler peynirde kusurlara yol açabilir.

Bu nedenle, pastörizasyonda yok edilen laktik asit bakterilerinin saf kültür olarak ilave edilmesi teknolojik bir gerekliliktir. Starter kültürler, ayrıca proteoliz gerçekleştirmek, antimikrobiyal özellik sağlamak ve istenmeyen bakterileri kontrol altında tutmak için de gereklidir.

Starter Kültür Nedir?

Starter kültürler, "Sütte bulunan zararlı mikroorganizmaların gelişimini sınırlamak, ürüne özgü tat, aroma ve yapının oluşmasını sağlamak ve her zaman aynı standart ve kalitede ürün elde etmek amacıyla sütün içine ilave edilen yararlı mikroorganizmalar" olarak tanımlanabilir.

Doğal Starter Kültürler

Doğal starter kültürler, bakteriyolojik kalitesi yüksek çiğ sütten, üretim esnasında oluşan peynir altı suyundan (PAS) veya peynir altı suyu ile maya karışımıyla elde edilmektedir. 20. yüzyılın başlarına kadar peynir üretiminde bu doğal kültürler kullanılmıştır.

Özellikle İtalya, Fransa ve İsviçre gibi Avrupa ülkelerinde ve Güney Amerika’da PDO (Protected Designation of Origin) coğrafi işaretli yöresel peynirlerin üretiminde doğal starterler yaygın olarak kullanılmaktadır. Tanınmış bazı doğal starter kültürle üretilen peynir çeşitleri şunlardır:

  • Minas
  • Parmigiano Reggiano
  • Grana Padano
  • Mozzarella
  • Emmental
  • Comté
  • Kars Kaşarı

Doğal starter kültürler peynir üretim tesislerinde günlük olarak üretilir. Bu kültürler, çiğ süte ve peynir altı suyuna uygulanan bir takım koşullar sonucunda oluşturulmaktadır. Amaç, arzu edilen koşullara en iyi adapte olmuş mikroorganizma suşlarını seçmektir.

Starter Kültürlerin Kullanımı ve Amaçları

  • Laktik asit, amino asitler, yağ asitleri gibi tat ve aroma maddelerinin oluşumunu sağlamak
  • Sütün peynir mayası ile pıhtılaşmasını kolaylaştırmak
  • Peynir altı suyunun pıhtıdan kolayca ayrılmasını sağlamak
  • İstenmeyen mikroorganizmaların gelişimini engellemek

Starter kültürlerin kullanımına bağlı olarak peynirlerde istenilen yapı, tat ve aroma oluşturulmaktadır. Ayrıca, pıhtıda tutulan kalsiyum miktarını ve peynir mayası etkinliğini artırır.

Starter Kültürlerin Sınıflandırılması

Starter kültürler aşağıdaki özelliklere göre gruplandırılır:

  • Optimum gelişme sıcaklık dereceleri
  • İçerdikleri mikroorganizma suşlarına göre (karışık, tek ve çok suşlu)
  • Ticari formlarına göre (sıvı, toz, dondurulmuş)

Peynir üretiminde kullanılan starter kültürlerin içeriği, her peynir çeşidine göre farklılık göstermektedir. Örneğin:

  • Beyaz peynir üretiminde Str. lactis, Lb. Casei, Lb. Plantarum, Lb. Brevis gibi bakteriler kullanılır.
  • Sert peynirlerde yavaş asit oluşturan starter kültürler tercih edilir.
  • Yumuşak peynirlerde hızlı asit oluşturan starter kültürler kullanılır.

Starter Kültür Çeşitleri

Starter kültürler, en uygun gelişme sıcaklık dereceleri, içerdikleri mikroorganizma suşları, oluşturdukları metabolitler ve ticari formlarına göre gruplandırılır.

Süt sanayinde kullanılan kültürler aşağıdaki üç gruba ayrılır:

  • Bakteri kültürü
  • Küf kültürü
  • Bakteri + maya karışık kültürleri

Kültür Türleri

1. Mezofilik Kültürler

Mezofilik kültürler, 18-30°C arasında gelişme gösterir ve 45°C üzerinde gelişmezler. Daha çok aşağıdaki ürünlerde kullanılır:

  • Olgunlaştırılmadan tüketilen taze peynirler
  • Yarı sert ve sert peynirler
  • Ekşi kremadan tereyağı üretimi
  • Yayık altı esaslı içecekler

Mezofilik starter bakterileri Streptococcus ve Leuconostoc cinslerinden oluşur.

2. Termofilik Kültürler

Termofilik kültürler, sert peynir çeşitlerinin (örneğin, Emmental peyniri) üretiminde kullanılır. Özellikle yüksek sıcaklıkta pişirilen sert ve yarı sert peynir üretiminde tercih edilir.

Peynir üretiminde kullanılan kültürler

Optimum Gelişme Sıcaklığı

Mezofilik Kültürler

  • 28-32
  • 22-30
  • 28-32
  • 18-25
  • -25
  • -25

Termofilik Kültürler

  • 38-40
  • 40-45
  • 40-45
  • 42
  • -37

Peynir Olgunlaştırma Kültürler

  • 20-30
  • 13-45
  • -30

Karışık Kültürler

  • -25
  • -25
  • 20-22
  • 20-22
  • 20-22

Bakteri-Küf Karışık Kültürler

  • 18-20

Kullanılan Ürünler

Mezofilik Kültürler

  • Tereyağı, yayık altı, içecekleri ve çeşitli peynirler

Termofilik Kültürler

  • Yoğurt, biyoyoğurt, ve pıhtısı haşlanan çeşitli peynirler.

Peynir Olgunlaştırma Kültürler

  • Çeşitli peynirler, Emmental peyniri, sert ve yarı sert tip peynirler

Karışık Kültürler

  • Roquefort, Edelpilz vb. peynirler

Bakteri-Küf Karışık Kültürler

  • Kefir

Tüm starter kültürler peynir olgunlaşmasına katkı sağlamak için kullanılır.

Kırmızı kültür olarak piyasada satılan starter kültürler teknolojisi gereği süt fabriklarında çoğaltılamazlar. Ticari olarak satın alınır ve doğrudan süte katılır. Ancak belli oranda seyreltilerek süte katılmaktadır.

Propiyonik Asit Bakterileri ise; Son derece konsantre halde hazırlandığı için, süt işletmesinde çoğaltılmasına gerek kalmaksızın doğrudan kullanılmaktadır. 5000 litre süt için yaklaşık 25 ml. Kültür yeterlidir.

Küf Kültürleri

Küf kültürleri çok hücrelidir. Gıdalarda hem olumlu, hem de olumsuz etkileri vardır. Ürettikleri enzimler ile gıdalardaki protein, yağ, karbonhidratları parçalayarak yeni bileşikler oluştururlar. Bu nedenle gıdaların tat, koku, yapı özelliklerinde değişiklikler oluştururlar.

Örneğin yemeklik mantarlar küflerin gelişmiş yapıdaki türleridir. Genellikle oksijenli ortamlarda çoğaldığından gıdaların dış yüzeyinde bulunmaktadır.

Peynir teknolojisinde saf kültür olarak en yaygın kullanılan küf türleri:

  • Penicillium camemberti
  • Penicillium candidum
  • Penicillium caseicolum
  • Penicillium roqueforti

Bunların ilk üçü çeşitli yumuşak peynirlerin dış yüzeyinde gelişirler. Bazı peynir işletmelerinde ek olarak salamura içine de bu üç küf kültürü katılmaktadır. Ancak salamuraya katılmadan önce küf kültürünün dış ortamda çimlenmiş olması şarttır.

P. roqueforti (Mavi-Yeşil Küf)

Bu küfler peynir tesisinde çoğaltılamazlar. Kültür üreticisinden temin edilir ve süte katılarak peynir yapımında kullanılır. 1000 litre süt içinde konsantrasyonu azaltılır. Bu küfün peynirde üretilmesi için, teleme içinde hava kanalları oluşturulmalıdır. Bu küf kültürünü içeren peynirden istenilen tat ve aroma elde etmek için olgunlaştırma sıcaklığı 11-14 derece aralığında olmalıdır. Olgunlaşma süresinin zamanında sonlandırılması gerekir. Süre çok uzar ise, oluşan yağ asitleri ve metilketonlar artacağından istenmeyen koku ve aroma oluşumuna neden olabilir.

Ticari Starter Kültürler

Bunlar piyasada sıvı, toz formunda bulunmaktadır. Toz form ise piyasada:

  • Püskürtmeli toz kültür
  • Dondurulmuş toz kültür
  • Dondurulmuş konsantre kültür
  • Derin dondurulmuş süper konsantre kültür

1-Sıvı Ticari Kültür

Starter kültür üretiminin tarihine bakıldığında ilk olarak sıvı kültürler oluşturulmuştur. Bu formlar 1960’lı yılların başlarına kadar başarıyla kullanılmıştır. Hazırlanan steril süte belirlenen bakterinin/bakterilerin ekimi yapılır ve steril sütler uygun koşullarda inkübasyona bırakılır. Bu kültürler aşırı asitlenmeden etkilenir ve bu nedenle depolama sırasında canlılıklarını kaybedebilir. Bunu önlemek için steril süte kalsiyum karbonat katılarak canlılık kaybı azaltılabilmektedir ancak tamamen önlenememektedir.

Elde edilen kültür hemen soğutularak farklı hacimlerdeki steril temiz şişelere doldurulur ve özel ambalajlar ile süt işletmelerine gönderilir. Nakliyesi yapılan bu bakterilerin aktivitesini kaybetmemesi için +4ºC’de depolanması gerekmektedir. Sıvı kültürlerin kullanımı kolay ve maliyeti düşüktür.

Bu avantajlara rağmen sıvı kültürlerin kısa raf ömrüne sahip olması bu kültür çeşidinin en önemli dezavantajıdır. Kültürün aktif kalabilme süresi birkaç günden birkaç haftaya kadar değişebilmektedir. Fakat bu kültürler aynı zamanda kontaminasyona ve faj enfeksiyonuna da açıktır. Gerek ülkemizde gerekse de dünyada sıvı kültürlerin yerini toz ve dondurulmuş starter kültürler almıştır.

2-Kurutulmuş Ticari Kültürler

Starter kültür üreticileri, kullanımdaki bazı sorunlardan dolayı sıvı kültürler yerine bilinen en eski kültür koruma yöntemi olan “kurutma yöntemini” tercih ederek “toz formdaki starter kültürleri” üretmişlerdir.

“Püskürterek kurutma” yöntemi düşük enerji maliyeti nedeniyle dondurarak kurutma yöntemine göre daha ekonomik ve verimlidir. Ayrıca kurutma işleminin sürekliliği ve yüksek hızda kurutma yapılabilmesi nedeniyle yöntemin diğer avantajlarıdır. Ancak kurutma süresince mikroorganizmalarda yüksek oranda canlı kalabilmesi ve mayalamada aktivite kaybı nedeniyle, kültürlerin depolanması süresince daha düşük stabilitenin izlenmesi ve ürünün rehidrasyonundaki zorluklar dikkate alındığında dondurarak kurutma yöntemine kıyasla daha az tercih edilen bir yöntemdir.

3-Dondurularak Kurutulmuş Kültürler

Bu yöntem ile hazırlanan kültürler ambalajlanırken paket içerisindeki hava tamamen alınır ve paket içerisine inert gaz verilir. Bu kültürlerde su oranı çok düşüktür. Bu nedenle mikroorganizmalar canlılıklarını uzun süre koruyabilirler.

4-Dondurulmuş Starter Kültürler

Sıvı kültürlerin -40°C, −80°C, −196°C gibi düşük sıcaklarda dondurulması ile elde edilmektedir. Dondurulmuş kültürlerde maya hücre canlılığı ve dayanıklılığı yüksektir. Bakterilerin canlılığının ve aktivitesinin uzun süreli korunması için doldurulacak sıvı kültüre kriyoprotektif ajanlar da eklenebilmektedir.

5-Konsantre Dondurulmuş Kültürler

Aktif saf kültürlerin aseptik koşullarda santrifüjden geçirilmesi ile konsantrasyon oranı artırılan sıvı kültürün −196°C’deki sıvı azota daldırılıp dondurulması ile üretilir. Konsantre dondurulmuş kültürlerdeki mikroorganizma sayısı daha fazla olduğu için peynir üretiminde kullanılacak süte doğrudan katılabilmektedir. Dondurulmuş kültürlere kıyasla daha sabit olup kullanımları ise daha kolaydır. Ancak sıvı azotta dondurulduğundan kültürlerin saklanması ve taşınması zor olup işletmeler için maliyeti yüksektir.

Özellikle enginar, kenger otu çiçeklerinden elde edilen özütler daha çok İtalya, Fransa, İspanya ve Portekiz'de bazı aile işletmeleri ve çiftliklerde koyun ve keçi sütlerinden yöresel peynir yapımında kullanılmaktadır.

Peynir Mayası

Sütün mayalanmasında bitkisel, hayvansal ve mikrobiyal kaynaklardan sağlanan enzimler kullanılır.

1-Bitkisel Kaynaklı Enzimler:

Çeşitli bitkilerin kök, gövde, yaprak, çiçek, tohum, meyve gibi değişik kısımlarındaki bazı özütlerin sütü pıhtılaştırdığı eskiden beri bilinmektedir. İncir ağacının özsuyu da eskiden beri kullanılmaktadır.

  • Enginar
  • Kenger otu
  • Dulavrat otu
  • Yaban yasemini
  • Ebegümeci
  • İncir ağacı
  • Yoğurt otu
  • Yakup otu
  • Düğün çiçeği
  • Isırgan otu
  • Sütleğen otu
  • Civanperçemi
  • Ananas
  • Papaya
  • Hintyağı tohumu

Bu özütler daha çok geleneksel peynir üretiminde kullanılmıştır. Ancak, büyük ölçekli işletmelerde randıman ve duyusal kalite bakımından olumsuzluklarla karşılaşıldığından dolayı tercih edilmemiştir.

2-Hayvansal Kaynaklı Mayalar-Enzimler (Rennin Enzimi):

Peynir teknolojisinde en yaygın kullanılan mayalardır. Daha çok geviş getiren hayvanların süt emme çağındaki yavrularının midelerinin şirden denilen kısmından özütleme yolu ile elde edilir. Rennin, kimozin (chymosin) olarak da bilinir. Şirden mayası genellikle %88-94 oranında chymosin ve %6-12 pepsin içerir.

Pepsin-Kimozin Karışımları:

Sığır, domuz, koyun, tavuktan elde edilir. Bu hayvanların midelerinin alt kısmındaki mukoza hücrelerinden özütlenir.

Oğlak ve Kuzu Renneti:

Koyun ve keçi yavrusundan macun halinde hazırlanır. Özellikle koyun ve keçi sütünden yapılan bazı özel yöresel peynirlerde kullanılır. Peynirlerde özel, hoş ve baharatlı bir tat oluşturur. İtalyanların Pecorino ve Provolone tipi yöresel peynirlerinde kullanılır.

3-Mikrobiyal Rennetler:

Dünyada peynir üretim talebinin artması ile peynir mayası gereksinimi de artmaktadır. Buzağı kesimindeki azalmaya bağlı olarak, hayvansal kökenli maya yerine farklı enzimatik pıhtılaştırıcılar konusunda araştırmalar yapılmıştır. Mikrobiyal mayalar, hem ekonomik olması hem de şirden mayası kalitesine yakın olması nedeniyle çok yaygın kullanılmaktadır.