Enzim ve fermantasyon yoluyla fonksiyonel özellikleri zenginleştirilmiş meyan suyu üretimi: Aroma-aktif, fenolik bileşikler, duyusal ve biyoaktif özelliklerinin belirlenmesi
Production of licorice juice enriched with functional properties via enzyme and fermentation: Determination of aroma-active, phenolic compounds, sensory and bioactive properties
Yazar: GAMZE GÜÇLÜ
Danışman: PROF. DR. SERKAN SELLİ
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Meyan kökü bitkisi (Glycyrrhiza glabra L.), antik çağlardan beri tıbbi ve endüstriyel amaçla kullanılan önemli bir bitkidir. Bu araştırmada, meyan suyunun üretim koşullarının optimizasyonu ve laktik asit fermentasyonu sürecinin meyan suyu örneklerinin biyoaktif ve aroma-aktif bileşenleri ile sağlık üzerindeki potansiyel etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Optimum koşulların belirlenmesi için yapılan optimizasyon çalışması sonucunda, cevap yüzey yönteminin (CYY) önerdiği optimum koşulların, istenilebilirlik koşulunu sağladığı tespit edilmiştir. Bu koşullar; 50°C sıcaklık, 0,68 katı/sıvı oranı ve 3 saat ekstraksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Optimum koşullarda üretilen meyan sularının çeşitli analizler sonucunda yüksek toplam fenolik, şeker içeriği, glisirizik asit konsantrasyonu ve antioksidan aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir. LC-MS/MS ve GC-MS analizleri ile optimum koşullarda üretilen meyan sularının fenolik ve aroma bileşenleri incelenmiş, meyan kökünde baskın olarak likiritin, izolikiritin, izovilantin, likiritin apirosit gibi fenolik bileşikler belirlenmiştir. Ayrıca, örneklerin aroma ekstrakt dilüsyon analizi (AEDA) yöntemi ile aroma-aktif bileşikleri belirlenmiştir. AEDA sonuçlarına göre, meyan suyunun karakteristik kokusunun alkoller, ketonlar, uçucu fenoller ve piranonların oluşturduğu belirlenmiştir. Enzim uygulaması ve fermantasyonun meyan suyu özelliklerini olumlu yönde etkilediği ve fenolik içeriği, antioksidan aktivite, antihipertansif aktivite ve biyoaktif bileşenlerin in vitro biyoerişebilirlikleri üzerinde belirgin bir artış sağladığı gözlemlenmiştir. Fermantasyonun ardından yapılan depolama süresince, meyan suyunun aroma, fenolik bileşik ve antioksidan aktiviteleri bir miktar azalsa da pek belirgin bir etkisi olmamıştır. Duyusal analiz sonucunda, enzim uygulanan Lactobacillus acidophilus ile fermente edilen meyan suları aroma ve genel beğenilirlik kriterlerinde en yüksek puana sahip olurken bunu Lactiplantibacillus plantarum ile fermente örnekler izlemiştir. Çalışmanın sonucunda, ülkemizdeki meyan köklerinin değerlendirilmesi için fermente meyan suyunun üretilmesi ve sağlık açısından tüketiminin teşvik edilmesi önerilmektedir.

Abstract:
Liquorice (Glycyrrhiza glabra L.) is a significant plant that has been used for medicinal and industrial purposes since ancient times. This study aimed to optimize the production conditions of liquorice juice and evaluate the effects of lactic acid fermentation on the bioactive and aroma-active compounds of liquorice juice samples, as well as their potential health impacts. The optimization study determined that the optimal conditions suggested by the Response Surface Methodology (RSM) fulfilled the desirability criteria. These optimal conditions were identified as a temperature of 50°C, a solid-to-liquid ratio of 0.68, and a extraction time of 3 hours. Liquorice juices produced under these optimal conditions were found to exhibit high total phenolic content, sugar content, glycyrrhizic acid concentration, and antioxidant activity based on various analyses. Phenolic and aroma compounds of liquorice juices were analyzed using LC-MS/MS and GC-MS, respectively. Phenolic compounds such as liquiritin, isoliquiritin, isoviolanthin, and liquiritin apioside were identified as dominant in liquorice root. Additionally, aroma-active compounds in the samples were identified using the Aroma Extract Dilution Analysis (AEDA) method. According to AEDA results, the characteristic aroma of liquorice juice was determined to originate from alcohols, ketones, volatile phenols, and pyranones. Enzyme applications and fermentation were found to positively influence the properties of liquorice juice, significantly enhancing phenolic content, antioxidant activity, antihypertensive activity, and the in vitro bioavailability of bioactive compounds. Although storage after fermentation led to a slight reduction in aroma, phenolic compounds, and antioxidant activity of liquorice juice, these effects were not significant. Sensory analysis revealed that liquorice juices fermented with Lactobacillus acidophilus and treated with enzymes received the highest scores for aroma and overall acceptability, followed by samples fermented with Lactiplantibacillus plantarum. As a result, this study recommends the production and consumption of fermented liquorice juice for its health benefits and as a way to utilize liquorice roots more effectively in Türkiye.