Pediococcus acidilactici postbiyotiği ve kitosan kullanılarak oluşturulan yenilebilir filmlerin vakum paketli gökkuşağı alabalık filetolarının raf ömrü ve Salmonella Typhimurium, E. coli O157:H7 ve Listeria monocytogenes patojenlerinin inhibisyonu üzerine etkisi /
Yazar: MÜZEYYEN AKGÖL
Danışman: PROF. DR. GÜLSÜM ÖKSÜZTEPE ; PROF. DR. ALİ ADNAN HAYALOĞLU
Fırat Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Besin Hijyeni ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Besin Hijyeni ve Teknolojisi = Food Hygiene and Technology

Özet:
Bu tezde Pediococcus acidilactici postbiyotiğinin ve postbiyotik  (%20.079) ile kitosan (%2.934) kombinasyonuyla oluşturulan yenilebilir filmlerin karakterizasyonu ve bu filmlerin gökkuşağı alabalığı filetolarının raf ömrü ve Salmonella Typhimurium, Escherichia coli O157:H7 ve Listeria monocytogenes üzerine etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, postbiyotiğin kimyasal kompozisyonu, in-vitro antibakteriyel aktivitesi ve antioksidan kapasitesi belirlenmiştir. Hazırlanan filmlerin ise fiziksel ve mekanik özellikler ile in-vitro antibakteriyel etkisi tespit edilmiştir. Ayrıca, film uygulamasının, 4 ve 10 °C'de muhafaza edilen filetoların mikrobiyolojik ve kimyasal kaliteleri üzerine etkisi belirlenmiştir. Araştırmada kullanılan postbiyotiğin 5 organik asit, 22 polifenol, 60 uçucu bileşik, 20 serbest amino asit, 8 serbest yağ asidi içerdiği ve güçlü antioksidan kapasiteye (DPPH: 1837.10 ± 10.47 mg/L; ABTS: 2678.70 ± 34.00 mg/L; FRAP: 51.82 ± 0.78 mg/L; CUPRAC: 3.87 ± 0.02 mmol TE/mL) sahip olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, postbiyotiğin belirtilen patojen bakterilere karşı MİK değerinin %25 olduğu bulunmuştur. Postbiyotik-kitosan kombinasyonuyla oluşturulan filmlerin güçlü mukavemet (gerilme direnci: 1.89 ± 0.17 MPa ve uzama kuvveti: %41.99 ± 2.52). antibakteriyel aktivite (13.42-16.76 mm zon) ve düşük su buharı geçirgenliğine (1.55 ± 0.19 g mm/m2 saat Pa) sahip olduğu belirlenmiştir. Film uygulamasının kontrol gruplarına kıyasla filetoların raf ömürlerini 9 ile 15 gün arasında uzattığı ve E. coli O157:H7, L. monocytogenes ve S. Typhimurium sayılarında 0.74 ile 3.76 log10 arasında azalma sağladığı görülmüştür. Ayrıca toplam genel canlı, psikrotrofik, laktik asit ve anaerobik bakteriler ile küf-maya sayılarında da önemli ölçüde azalma sağladığı tespit edilmiştir (P < 0.05). Sonuç olarak, postbiyotik ve kitosan kullanılarak hazırlanan filmlerin güçlü mekanik özellik ile antibakteriyel aktiviteye sahip olduğu, yenilebilir film uygulamasının gökkuşağı alabalıklarında mikrobiyal ve kimyasal kaliteyi iyileştirmeye katkı sağladığı ve aynı zamanda gıda kaynaklı patojenler üzerinde inhibe edici etkisinin olduğu ortaya konulmuştur.

Abstract:
The aim of this study was to characterize the postbiotic of Pediococcus acidilactici and edible films formed by the combination of postbiotic (20.079%) and chitosan (2.934%) and to determine the effect of these films on the shelf life of rainbow trout fillets and on Salmonella Typhimurium, Escherichia coli O157:H7, and Listeria monocytogenes. The chemical composition, in-vitro antibacterial activity, and antioxidant capacity of the postbiotic were also analyzed. The physical and mechanical properties of the prepared films were evaluated, as well as their in-vitro antibacterial effect. Furthermore, the impact of film application on the microbiological and chemical qualities of the fillets stored at 4 and 10 °C was assessed. The study found that the postbiotic contained 5 organic acids, 22 polyphenols, 60 volatile compounds, 20 free amino acids, and 8 free fatty acids. It also exhibited strong antioxidant capacity with DPPH: 1837.10 ± 10.47 mg/L; ABTS: 2678.70 ± 34.00 mg/L; FRAP: 51.82 ± 0.78 mg/L; CUPRAC: 3.87 ± 0.02 mmol TE/mL.  The minimum inhibitory concentration of the postbiotic was 25% against the pathogenic bacteria used in the study. The films formed with the postbiotic-chitosan combination were found to have strong tensile strength (1.89 ± 0.17 MPa) and elongation (41.99 ± 2.52%), as well as antibacterial activity (13.42-16.76 mm diameter of inhibition zones) and low water vapor permeability (1.55 ± 0.19 g mm/m2 h Pa). The treatment of the film extended the shelf life of fillets by 9 to 15 days and reduced the numbers of E. coli O157:H7, L. monocytogenes, and S. Typhimurium by 0.74 to 3.76 log10 cfu/g compared to the control groups. It was found that it significantly decreased the numbers of total viable bacteria, psychrotrophs, lactic acid and anaerobic bacteria, and mold-yeast (P < 0.05). Results of this study showed that the edible films formed by the combination of postbiotic and chitosan exhibited robust mechanical properties and antibacterial activity. Additionally, the application of edible film improved the microbial and chemical quality of rainbow trout and inhibited foodborne pathogens.