Lipoliz süt yağının enzimatik hidrolizasyonudur.Lipoliz süt yağının enzimatik hidrolizasyonudur. Trigliseridlerin, lipaz enzimi ile hidrolizasyonu sonucu serbest hale geçen yağ asitleri içinde özellikle kısa zincirli (bütirik, kaproik, kaprinik) olanlar kuvvetli keskin, yakıcı tat aromaya sahiptirler. Anılan yağ asitlerinin miktarına bağımlı olarak yağca yoğun süt ürünlerinde ransit, bütirik vb. kavramlarda tanımlanan karakteristik acı tat aroma bozukluğu ortaya çıkmaktadır.
Süt ve ürünlerinde lipaz enziminin başlıca iki kaynağı bulunmaktadır.
Lipoprotein lipazı olarak adlandırılan lipaz yaklaşık %8 karbonhidrat içeren bir glikoproteindir. Lipoprotein lipazı, yağ dokusu, kas dokusu, süt bezleri gibi çeşitli dokularda sentezlenir. Lipoprotein lipaz kan serumunda lipoprotein (apolipoprotein C) tarafından aktive edilir.
Lipoprotein lipaz sütlerde serum, yağ fazı/yağ globül membranı ve kazein arasında dağılım gösterir. Dağılım türler arasında birbirinden farklıdır. Örneğin keçi ve inek sütlerinde lipoprotein lipazın dağılımı aşağıdaki şekilde verilmektedir;
| yağ fazı | serum | kazein | |
| İnek sütü | % 6 | % 17 | %78 |
| Keçi sütü | % 46 | % 46 | %8 |
Bazı kaynaklarda, inek sütünde kazein ile ilişkili lipoprotein lipazı oranının yaklaşık %90 olduğu ileri sürülmektedir. Lipoprotein lipazı ısıya dayanıklı bir enzim değildir. HTST pastörizasyon normunda inaktivasyona uğrar. Bu nedenle pastörize ve ürünlerinde lipolize neden olmaz. Ayrıca yağ globül membranı, lipoprotein lipaz ile yağ fazının temasını engelleyen bir bariyer niteliğindedir. Yeni sağılmış taze sütlerde yağ globül membranı henüz bozulmadığı ve lipoprotein lipazı membran tarafından adsorbe/absorbe edilmediği için lipoliz meydana gelmez. Ancak belirli koşullar sonucu membranın zarar görmesi durumunda enzim yağ fazı ile ilişkili hale gelerek lipoliz oluşur.
Genelde üretiminden işleme aşamasına kadar geçen süre gerek sütün doğal mikroflorasından gerekse sonradan bulaşan mikroorganizmaların gelişmeleri ve özellikle lipaz ve proteazlarını oluşturmaları için yeterlidir. Kontamine mikroorganizmalar içinde psikrofilik bakteriler ve diğer lipolitik mikroorganizmalar son derece önemlidir. Çünkü bu mikroorganizmaların özellikle de psikrofilik bakterilerin ürettikleri ekstraselüler enzimlerin ısı stabiliteleri çok yüksektir. Nitekim uygulanan pastörizasyon işleminde (HTST) doğal süt lipazı (LPL) ve yukarıda belirtilen mikroorganizma gruplarının büyük çoğunluğu inaktive olurken bunların ürettikleri proteazlar ve lipazlar tamamen inaktive olmamaktadır. Bu durum süt ve ürünlerinde lipoliz ve proteolizin üretim sonrası devamının başlıca nedenidir.
Özetle, ısıya dayanıklı mikrobiyal orijinli lipazın sütlerdeki varlığı soğukta depolama ile ilişkilidir. Soğuk depolama süresince, çiğ sütlerde laktik bakterilerin sayısı azalırken psikrofilik bakteri sayısında önemli artışlar ortaya çıkmaktadır. Depolama süresinin ilerlemesiyle, psikrofilik bakteriler ortamda baskın organizma durumuna ulaşmaktadır. Yapılan çalışmalarda soğukta muhafaza edilen sütlerde toplam mikroorganizmalar içinde psikrofilik bakterilerin oranının %75 düzeyine kadar ulaşabildiği belirtilmektedir. Psikrofilik bakterilerin yaklaşık %40'ını Pseudomonaslar (özellikle Pseudomonas fluorescens) oluşturmaktadır. Süt mikrobiyolojisinde önemli lipolitik mikroorganizmalar Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas frangi, Pseudomonas putrefaciens, Pseudomonas nigrifaciens, Alkaligenes serratia, Achromobacter lipolyticum. Achromobacter lipids, Candida lipoltica, Cladosporium butricum, Geotrichum candidum vb. sayılabilir. Bu mikroorganizmalar toprak, hava ve suda fazla miktarda bulunurlar. Yetersiz sanitasyon uygulamalarının bir sonucu olarak süt ve ürünlerine kontamine olabilirler.
Mikrobiyel orijinli lipazın diğer bir kaynağı ise starter kültür organizmalarıdır. Krema ürünleri ve tereyağında genelde düşük lipolitik aktiviteye sahip kültürler kullanılmasına karşın depolama süresine bağımlı lipoliz meydana gelebilmektedir.
Özetle, ısıya dayanıklı lipaz ve proteazları üretebilme yetenekleri nedeniyle psikrofilik yani soğukta gelişebilen bakterilerin varlığı ürün dayanımını belirleyen temel etkenlerden biridir. Çünkü, psikrofilik bakterilerin ürettiği lipaz ve proteazların %90' nının inaktivasyonu için gerekli sıcaklık zaman kombinasyonlarının HTST normunun üzerinde olduğu saptanmıştır. Nitekim, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas frangi, Achromobacter lipolyticum, Pseudomonas species vb. profilik bakterilerin lipaz aktivitelerinin %90 inaktivasyonu için 98°C' de sırasıyla 25, 18, 16 ve 14 dakika ısı uygulamasının gerekli olduğu bildirilmektedir. Bir başka çalışmada, Pseudomonas fluorescens ve Pseudomonas putrefaciens suşlarının lipazları 120°C' de yüksek oranda inaktive olmasına karşın kalıntı lipolitik aktivite %5 olarak saptanmıştır.
Açıklanan özellikler nedeniyle HTST, yüksek sıcaklık ve zaman kombinasyonlarında kremanın pastörizasyonu ilaveten UHT normlarında psikrofilik bakteriler tahrip edilmelerine karşın, bu grubun ürettiği lipazlar ve proteazlar aktivitelerini kısmen koruyabilmektedir. Yağ oranlarını yüksekliği nedeniyle krema ürünleri ve tereyağında mikrobiyal lipaz önem kazanmaktadır.
Özetle, mikrobiyal lipazların isi stabilitesi oldukça yüksektir. Dolayısıyla, yüksek Isı uygulamalarında bile aktivitelerini kısmen koruyabilmektedirler. Bu grubun hammadde sütte veya kremada yüksek sayıda bulunması ürün bazında lipolizin başlıca nedenidir. Bunun doğal sonucu olarak, depolama süresince trigliseridlerin hidrolizasyonu gerçekleşmekte, ürünlerde ransit tat bozukluğu belirginleşmektedir.
İki grup altında toplanmaktadır;
Kendiliğinden oluşan lipoliz (spontaneous lipolysis): Çiğ sütün soğutulması ile ortaya çıkan lipoliz 'kendiliğinden oluşan lipoliz' olarak tanımlanır. Sağımdan sonra herhangi bir mekanik uygulama (karıştırma, seperasyon, homojenizasyon vb.) yapılmaksızın 10°C'den daha düşük sıcaklıklara soğutulan sütlerde lipoliz başlar ve depolama süresince devam eder. Oransal olarak lipolizin büyük bölümü ilk 12 saat içerisinde gerçekleşir. Sütün soğutulması ile başlaması kendiliğinden oluşan lipolizi teşvik edilen lipolizden ayıran başlıca farklılıktır. Kendiliğinden oluşan lipoliz membran lipazı ile ilişkilidir. Membran lipazının aktif hale geçebilmesi için enzimin (lipazın) yağ globül membranı tarafından absorbe edilmesi gerekir. Nitekim, sağımın başlangıç aşamasında taze sütte lipoliz meydana gelmez. Süt, vücut sıcaklığından (nek vücut sıcaklığı 38-39°C) itibaren daha düşük sıcaklıklara soğutulduğunda (özellikle ≤ 10°C) lipaz enzimi yağ globül membranı tarafından absorbe edilerek aktifleşir. Diğer bir deyişle membran lipazı yağ globülleri tarafından absorbe edilene kadar aktif değildir. Lipaz enziminin yağ globüllerince adsorbsiyonu sonucu, enzim trigliseridlerle ilişkili duruma gelmesiyle lipoliz başlar. Soğutmanın hızı ve derecesi kendiliğinden oluşan lipolizi önemli ölçüde etkiler. Lipolizin düzeyi hızlı soğutulan sütlerde yavaş soğutulan göre daha fazladır. Ilaveten 0 °C'ye soğutulan sütlerde lipoliz düzeyinin 5.5 °C'ye soğutulanlara kıyasla daha fazla olduğu saptanmıştır. Elde edilen sonuçların nedeni, hızlı soğutma ve düşük sıcaklık derecesinde daha fazla membran lipazının adsorpsiyonu ve globül yüzeylerindeki bozulmalar olarak gösterilmektedir. Kendiliğinden oluşan lipoliz ile lipoprotein lipaz aktivitesi arasındaki ilişki, membran lipazının inek sütlerine göre yüksek düzeyde bulunduğu keçi sütlerinde (%46) çok daha önemli olduğu saptanmıştır (r: 0.65-0.80).
Kendiliğinden oluşan lipoliz üzerine;
Kendiliğinden oluşan lipoliz üzerine en belirgin etki, aktivatör ve inhibitor dengesinden ileri gelmektedir. Aktivatör ve inhibitör bileşenlerin özellikleri henüz tam anlamıyla belirlenememiştir. Ancak bu bileşenlerin sütlerdeki varlığı kanıtlanmıştır. Aktivatör ve inhibitörler arasındaki dengenin aktivatörlerin artması yönünde değişime uğramasıyla kendiliğinden oluşan lipoliz meydana gelmektedir.
Kendiliğinden oluşan lipoliz için diğer koşulda, serum fazındaki lipazın yağ globül membranı ile ilişkili hale gelmesidir. Ancak bu değişimin mekanizması henüz tam anlamıyla açıklanamamıştır. Aşırı düzeyde lipolizin gerçekleştiği sütlerde, serum fazındaki lipazın önemli bölümünün yağ globül membranına taşındığı belirtilmektedir. Özetle, kendiliğinden oluşan lipoliz üzerine, lipaz miktarına kıyasla aktivatör/inhibitör dengesi ile yağ globül membran özellikleri daha etkilidir. Örneğin, geç laktasyon sütlerinde membran permeabilitesindeki (geçirgenlik) artmaya paralel bu sütlerin lipolize karşı duyarlılığı artmaktadır. Teşvik edilen lipoliz; yağ globül membranının tahrip olması/zarar görmesi sonucunda ortaya çıkmaktadır. Bu çeşit lipolizden serum fazında kazein ile ilişkili olan plazma lipazı sorumludur. Çeşitli mekanik uygulamalar (homojenizasyon, pompalama, karıştırma vb.) yağ globül membranını tahrip eder. Mekanik uygulamalar sonucu süt veya kremaya hava karışması, yağ globül membranının tahrip olmasında başlıca etkendir. Süt/kremaya hava karışması sonucu oluşan hava/serum ara yüzeylerindeki kuvvetler (adhezyon ve kohezyon) yağ globül membranında tahribata sebep olurlar. Ayrıca ortama havanın karışması ile oluşan hava/serum ara yüzeylerine yüzey aktif özelliğe sahip olan membran materyalinin taşınması da, membranın zarar görmesine neden olur. Yağ globüllerinin koruyucu unsuru olan membranın tahrip olması nedeniyle lipaz enzimi trigliseridler ile ilişkili duruma gelir ve sonuçta lipoliz gerçekleşir.
Mekanik uygulamalar içinde homojenizasyonun teşvik edilen lipoliz üzerine etkisinde bazı farklılıklar gösterir. Homojenizasyon sonucunda yağ globüllerinin tahribatına ilaveten globül boyutlarının küçülmesi nedeniyle yağ/serum ara yüzeylerinde önemli artışlar meydana gelir. Anılan değişim yani substrat yüzey alanındaki genişlemeye bağımlı enzim aktivitesi artar. Nitekim, homojenizasyon basıncının artmasına paralel serbest yağ asidi içeriğindeki artışın önemli olduğu bir çok çalışmanın ortak sonucudur.
Homojenizasyonun teşvik edilen lipoliz üzerine etkisi aşağıdaki şekilde açıklanabilir;
Özetle, yağ globül membranı tahribatına neden olan mekanik uygulamalara ilaveten yağ/serum ara yüzeylerinde artışa neden olan homojenizasyon gibi uygulamalar teşvik edilen lipolize sebebiyet verirler. Gerek kendiliğinden gerekse teşvik edilen lipolizde enzim ile substrat ilişkili duruma gelmelidir. Yukarıda açıklandığı gibi teşvik edilen lipolizde serum fazında kazein ile ilişkili lipazın yağ fazına taşınması ile lipoliz başlar.
Özellikle yağca yoğun süt ürünlerinde, serbest yağ asitleri birikiminin belirli bir düzeyin üzerine çıkmasıyla ransit olarak tanımlanan tat bozukluğu ortaya çıkar. Ürünlerde serbest yağ asitleri birikiminin başlıca kaynağı trigliseridlerin lipaz enzimi ile hidrolizasyonudur. Ayrica laktoz metabolizmasının ürünleri, amino asit deaminasyonu ve muhtemelen lipit oksidasyonu da serbest yağ asitleri toplamına katkıda bulunur. Trigliseridlerin hidrolizasyonu ile serbest hale geçen yağ asitleri içinde düşük moleküllü yağ asitlerinin (butirik, kaproik, kaprilik,laurik) ransit lipolitik tat üzerine etkileri diğerlerine kıyasla daha belirgindir. Tereyağ sade yağ ve benzeri ürünlerde karşılaşılan ransit tat kusuru gerek üretim öncesi gerekse üretim sonrası lipolizden kaynaklanabilir. Üretim öncesi lipoliz süt/kremanın lipaz aktivitesi (LPL aktivitesi) ile ilişkilidir. Buna karşın üretim sonrası lipoliz ise ısıya dayanıklı mikrobiyal lipaz aktivitesi ile ilişkilidir.
Ransit tat bozukluğunun nedeni olan kısa zincirli doymuş yağ asitleri pratik açıdan suda çözünebilme ve su buharı ile taşınabilme özelliğine sahiptirler. Bu nedenle, tereyağı üretiminde hammadde kremanın serbest yağ asitleri içeriği, kremanın özellikle açık tanklarda pastörizasyonu, yayıkaltının uzaklaştırılması ve tereyağı granüllerinin yıkanması sonucu ortamdan kısmen uzaklaşırlar. Sonuçta üretilen tereyağının serbest yağ asitleri toplamı, hammadde kremadan daha düşük düzeylere inerek ransit tat yoğunluğu azalır.
Yukarıda belirtildiği gibi depolama aşamasında ortaya çıkan ransit tat bozukluğundan mikrobiyal lipaz sorumludur. Kısa zincirli doymuş yağ asitlerinin suda çözünebilme özellikleri nedeniyle tereyağının su oranındaki artış ransit tadın belirginleşmesine yol açmaktadır.
Lipoliz yağca yoğun süt ürünlerinde istenmeyen bir olaydır. Ancak bazı peynirlerde (camembert, rokfor, tulum vb.) karakteristik tat-aromanın oluşumunda düşük moleküllü yağ asitlerinin varlığı son derece önemlidir. Bu nedenle anılan peynir çeşitlerinde lipoliz teşvik edilir.
