Farklı gıdalardan izole edilen mayaların probiyotik özelliklerinin değerlendirilmesi ve fonksiyonel gıda geliştirilmesi

Bu doktora tez çalışmasında, 19 ev yapımı doğal çökelek peyniri, karın kaymağı peyniri, tereyağ, kefir, yoğurt, tel peyniri, mantar turşusu, salatalık turşusu, lahana turşusu, fasulye turşusu, taflan turşusu, yabandağı alıcı sirkesi, Trabzon hurması sirkesi, ekşidağ elması sirkesi, kırmızı pancar lahana havuç biber sirkesi, elma sirkesi, üzüm sirkesi, çiçek balı sirkesi ve dağ kızılcığı sirkesi örneklerinden izole edilen 85 maya suşunun probiyotik potansiyeli araştırılmıştır. Elde edilen maya suşlarının tamamı, mide ve bağırsak geçişi sırasında simüle edilmiş koşullara maruz kaldıktan sonra gastrointestinal koşullarda hayatta kalma potansiyeli göstermiştir. İzolatların %10,58'i orta, %34,11'i zayıf biyofilm üreticisi olarak tanımlanırken, %55,29'unun biyofilm oluşturma özelliğinin olmadığı belirlenmiştir. Tüm izolatlarda katalaz enzim üretimi tespit edilmiştir. İzolatlardan %83,52'sinin orta, %16,47'sinin ise güçlü prtoteaz aktivitesine sahip olduğu tespit edilmiştir. İzolatların %2,35'sinde esteraz aktivitesi görülmeyip, %95,29'unda orta düzeyde, %2,35'inde güçlü esteraz aktivitesi tespit edilmiştir. Elde edilen izolatların %95,29'unda orta düzeyde amilaz aktivitesi, %2,35'inde güçlü amilaz aktivitesi tespit edilirken %2,35'inde ise amilaz aktivitesi tespit edilmemiştir. İzolatların %50,58'inde güçlü β-glikozidaz aktivitesi görülürken %49,41'inde aktivite görülmemiştir. Hidrokarbonlara yapışma yeteneğinin ise cinse ve türe özgü olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca hidrofobisiteninin hidrokarbonlara göre değiştiği belirlenmiştir. Çalışmamızda tüm suşlar için inkübasyon süresinin uzamasıyla otoagregasyon yüzdelerinin arttığı belirlenmiştir. 24 saaatin sonunda tüm izolatlarda % otoagregasyon değeri %60'ın üzerinde tespit edilmiştir. Maya suşlarının E.coli ATCC 25922 suşu ile koagregasyon yetenekleri %0,0- 95,7 arasında bulunmuştur. Maya suşlarının S. Typhimurium ATCC 14028 ile % koagregasyon değerlerleri %0,0 -%91,9 arasında tespit edilmiştir. Maya suşlarının; S. aureus ATCC 25923 ile % koagregasyon yetenekleri %0,0-95,1 arasında bulunmuştur. Maya suşlarının L. monocytogenes ATCC 7644 suşu ile koagregasyon yetenekleri %0,0- 88,7 arasında bulunmuştur. Bu araştırmada; koagregasyon yeteneğinin, inkübasyon süresine ve suşuna bağlı olduğu sonucuna varılmıştır. Elde edilen mayaların çoğunun E. coli ATCC 25922, E. coli O157:H7, B. cereus, C. sakazakii ATCC 29544, L. monocytogenes ATCC 7644, S. aureus ATCC 25923, S. Typhimurium ATCC 140828'e karşı antimikrobiyal etki gösterdiği tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlardan, mayaların test edilen tüm antibiyotiklere karşı ise direnç gösterdiği doğrulanmıştır. Hücrelerin 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical süpürme aktivitesi, test edilen tüm maya suşlarında hücrelerin antioksidan aktivitesi hücre içi ekstraktlarından daha yüksek olarak tespit edilmiştir. MALDITOF ile tanımlaması yapılan mayalar daha sonra 18S-28S rRNA analizi ile tanımlanmıştır. En yüksek probiyotik potansiyeli bulunan mayalardan birisi olan Saccharomyces boulardii %39,76 kakao kütlesi, %41,85 kakao yağı, %14,80 inülin, %1,60 steviosid ve %0,15 soya lesitini içeren şekersiz prebiyotik ve probiyotik özellikli çikolata enkapsülasyon yöntemi ile üretilmiştir. Bu çalışmada S. boulardii kakao tozu: Na-aljinat: fruktooligosakkaritler sırasıyla (10:1:1) oranında karışım dondurarak kurutucu ile kapsüllenmiştir. Kapsülleyici karışım %93,57 ± 1,02 kapsülleme verimliliği göstermiştir. Nihai ürünlerde en az 107 log kob/g canlı probiyotik sayısı sağlanmıştır. Çikolata örneklerinin kristal morfolojileri incelendiği zaman hacim artırıcı maddelerin (inülin) pürüzlü bir yapıya neden olduğu tespit edilmiştir. Bu durum viskozite farkından dolayı kaynaklanmıştır. 25 ˚C'de 120 gün depolamadan sonra çikolata numunelerinin nem ve sertliğinde önemli bir değişiklik (P ≥ 0.05) olmamıştır. Ayrıca örneklerin hiçbirinde depolama boyunca çiçeklenme gözlenmemiştir. Çikolata örneklerinde probiyotiklerin varlığında, 25 ˚C'de 120 gün boyunca depolama sırasında pH değerlerinde önemli (P < 0.05) artış, su aktivitesi değerlerinde ise düşüş olduğu tespit edilmiştir (P < 0.05). Taramalı elektron mikroskobunda kapsüllü mayaların çikolata içinde hapsedildiği görülmüştür. Yuvarlak şekildeki mayalar homojen bir şekilde dağılmış ve kapsüllenmiş probiyotiklerin hücre görünümü, tüm örneklerde aynı olmuştur. SEM görüntüleri, kapsülleyici karışımla dondurarak kurutma sırasında ve ayrıca kapsüllenmiş çikolatalarda; probiyotik bakterilerin, normal boyutunun ve şeklinin değişmediğini göstermiştir. Depolamanın ilk gününde tüm çikolata uygulamalarında başlangıç probiyotik sayılarının benzer (>11 log) olduğu görülmüştür. En önemlisi, kapsüllenmiş probiyotiklerle zenginleştirilmiş çikolatada, 25 ˚C'de 120 günlük depolama boyunca probiyotik sayısı 8,08 log kob/g'nin üzerinde kalmıştır. Kapsüllenmemiş probiyotiklerle zenginleştirilmiş çikolatalarda depolama sırasında probiyotik sayılarında önemli (P < 0.05) ve yaklaşık 5,97 logluk kademeli bir düşüş ortaya çıkmıştır. Kapsüllemelerin koruyucu etkileri çikolatalarda karşılaştırıldığında, kapsüllenmemiş probiyotiklere kıyasla kapsüllenmiş çikolatalarda 120 gün sonunda daha fazla sayıda (2,51 log) probiyotik tespit edilmiştir ve bu da enkapsülanların koruyucu etkileri olduğunu kanıtlamıştır. 25 ˚C'de bir günlük saklamanın ardından yapılan in vitro analizde, 2 saatlik mide sindirimine (pH 3) maruz bırakıldığında kapsüllenmemiş probiyotiklerle takviye edilmiş çikolatada 6,42 ± 0,0 log'luk önemli (P< 0,05) bir azalma olduğu tespit edilmiştir. Ancak kapsüllenmiş probiyotik çikolata içeren numunede yalnızca 3,99 ± 0,2 log azalma olmuştur. Çikolatalarda probiyotiklerin daha düşük log azalması; hem kapsüllemenin hem de çikolatanın taşıyıcı olarak kullanılmasının, in vitro sindirim sırasında probiyotikler üzerinde koruyucu bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Zorlu gastrik koşullara sahip olan midedeki pH 3 değeri ile karşılaştırıldığında bağırsaktaki; pH 7 değerinin probiyotik büyümesi için daha uygun olduğu sonucuna varılmıştır. Bu sonuçlar; kapsüllenmiş probiyotiklerle zenginleştirilmiş probiyotik çikolatanın, uzun süreli depolama sırasında minimum terapötik limitleri koruyabildiğini açıkça göstermiştir. Ayrıca çikolata bileşenlerinin kompleks karışımının gastrointestinal kanalda, probiyotik büyümesi için iyi bir besin kaynağı olduğu sonucuna varılmıştır. Çikolata örneklerinde yağ asidi analizi GC-FID kullanılarak belirlenmiştir. Tüm örneklerde en fazla stearik asit tespit edilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde kapsüllü çikolatalarda depolamaya bağlı olarak Kaproik (C6:0), Palmitik (C16:0), Stearik (C18:0), Oleik (C18:1n9c), Linoleik (C18:2n6c), Araşidonik (C20:0), cis-15-Tetrakozenoik asit (C24:1n9) yağ asitlerinde önemli bir değişim görülmemiştir (P>0,05), fakat depolamanın 120. gününde farklı olarak Laurik (C12:0) yağ asiti %1,649 oranında tespit edilmiştir. Kapsülsüz çikolatalarda Palmitik (C16:0), Stearik (C18:0), Oleik (C18:1n9c), Linoleik (C18:2n6c), Araşidonik (C20:0), Lignoserik (C24:0), cis-15-Tetrakozenoik asit (C24:1n9) yağ asitlerinde önemli bir değişim tespit edilmemiştir (P>0,05). Depolamanın 120. gününde farklı olarak Behenik (C22:0) yağ asitleri %0,955 oranında belirlenmiştir. Kapsüllü çikolatalarda kapsülsüz çikolatalardan farklı olarak Kaproik asit (C6:0) %0,714 oranında tespit edilmiştir. Sonuç olarak bu doktora tez çalışmasında, maya suşlarının umut verici probiyotik potansiyele sahip olduğu gösterilmiş olup geleneksel olarak üretilen ürünlerde bulunan probiyotiklerin fonksiyonel özellikleri hakkında önemli bilgiler elde edilmiştir. Bu çalışmanın bulgularına göre, S. boulardii ile zenginleştirilmiş probiyotik çikolatanın iyi bir besin kaynağı ve insan sağlığı açısından potansiyel prebiyotik özelliği olan fonksiyonel bir atıştırmalık olarak değerlendirilebileceği sonucuna varılmıştır