Farklı koşullarda olgunlaştırılmış mozzarella peynirlerinde, postbiyotik metabolitlerin oluşumu üzerine tiger nut (Cyperus esculentus L. var. sativus Boeck). ve probiyotik bakteri ilavesinin etkileri
The effects of addition of tiger nut (Cyperus esculentus L. var. sativus Boeck) and probiotic bacteria on the formation of postbiotic metabolites in mozzarella cheeses maturedunder different conditions
Yazar: GAMZE YILDIRIM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN AKARCA
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Araştırmada, tiger nut ve probiyotik bakterilerin mozzarella peyniri üretim sürecine dahil
edilmesiyle peynirin olgunlaşma sürecinde ortaya çıkan postbiyotik metabolitlerin türleri
ve miktarları incelenmiştir. Ayrıca, zenginleştirilmiş mozzarella peynirlerinin
fonksiyonel ve besin değerleri ile duyusal ve fizikokimyasal özellikleri
değerlendirilmiştir. Çalışma, probiyotik bakterilerin mikrobiyal aktivitesinin ve bu
bakterilerin postbiyotik metabolit üretimine olan katkılarının analiz edilmesini
amaçlamaktadır. Tiger nut ve probiyotiklerle zenginleştirilmiş mozzarella peynirlerinin
sağlık ve beslenme üzerindeki potansiyel faydaları araştırılmıştır. Bu tez, gıda bilimi ve
teknolojisi alanında yenilikçi yaklaşımlar sunarak hem endüstriyel üretimde hem de
tüketici sağlığında önemli katkılar sağlamayı hedeflemektedir.
Araştırmada, düşük nemli (%45-52 nem) Mozzarella peyniri üretim metodu kullanılarak,
yağlı (%3,25) ve yağsız (%0,1 yağ) inek sütünden Lactobacillus acidophilus (ATCC
4356) ve Lactobacillus casei (ATCC 393) kültürleri ve farklı oranlarda Tiger nut (%0,25-
0,5) ilave eklenerek peynir üretimi yapılmıştır. Üretimi takiben peynirler 4 °C'de % 85
nispi nem içeren koşullarda 30 gün boyunca depolanmıştır. Depolamanın 0, 15 ve 30.
günlerinde peynir örneklerinde; pH, titrasyon asitliği, kuru madde, su aktivitesi,
eriyebilirlik (Schreiber), yatık tüp, yanma, renk, tekstür, mikrobiyolojik, organik asit,
duyusal analizler yapılmıştır.
Yağlı ve yağsız peynir örneklerinde benzer şekilde depolama boyunca pH değerlerinde
kontrol grubu örneğine kıyasla artış tespit edilmiştir. Titrasyon asitliği değerleri ise pH
değerleri ile ters orantılı değişim göstermiş olup, kontrol grubu örneğine kıyasla azalma
görülmüştür. Araştırma verilerine göre, kuru madde, eriyebilirlik (Schreiber), yatık tüp,
dış yapışkanlık, sakızımsılık, çiğnenebilirlik ve mikrobiyolojik analizlerin değerlerinde
artış tespit edilmiştir. Mikrobiyolojik analiz sonuçlarına göre, lipolitik bakteri sayısının
başlangıçta yağsız numunelerde daha düşük, depolama sonunda ise yağlı numunelerden
daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Bu duruma sebep olarak, yağın mikroorganizmalar
üzerinde bariyer etkisi oluşturarak bakterilerin gelişimini başlangıçta engellemiş
olabileceği düşünülmektedir. İkinci olarak, bakterilerin açığa çıkardığı sekonder
metabolitlerin (örneğin, kısa zincirli yağ asitleri) antimikrobiyal etkisi, bu bakterilerin
gelişimini inhibe etmiş olabilir. Ayrıca, mikroorganizmalar arasındaki rekabet de önemli
bir faktör olarak görülmektedir; laktik asit bakterileri gibi bazı bakterilerin geliştiği
ortamlarda diğer bakterilerin gelişimi ciddi şekilde baskılanabilir. Bu bağlamda, yağlı
numunelerde laktik asit bakterilerinin gelişerek diğer bakterilerin çoğalmasını baskılamış
olabileceği düşünülmektedir. Ayrıca, tiger nutın yaklaşık %35-40 oranındaki yağ içeriği,
bu artışa katkıda bulunmuş olabilir. Su aktivitesi, sertlik, elastikiyet, iç yapışkanlık,
esneklik değerlerinde azalma görülmüştür. Yağlı ve yağsız peynir örneklerinde yanma ve
renk değerleri genel anlamda azalmıştır. Ancak yağsız peynirlerde yanma a* değeri
kontrol grubunda, yağlı peynirlerde ise yanma a* ve renk b* değerleri tüm örneklerde
artış göstermiştir. Yağlı ve yağsız peynir örneklerinde L. acidophillus sayımına göre
T2B1 (Tiger nut: %0,5, Bakteri: L. acidophillus) örneğinde daha yüksek üreme olmuştur.
Yağlı ve yağsız peynir örneklerinde L. casei sayımına göre T2B2 (Tiger nut: %0,5,
Bakteri: L. casei) örneğinde daha yüksek üreme olduğu tespit edilmiştir.
Yapılan HPLC analiz sonuçlarına göre kısa zincirli yağ asitlerinin (asetik, bütirik, laktik,
propiyonik) tespitinin, ilave edilen L. acidophillus ve L. casei bakterilerinin postbiyotik
peynir sürecine destek olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelimeler: Mozzarella, Postbiyotik, Tiger nut, Probiyotik

Abstract:
In this research, the inclusion of tiger nut and probiotic bacteria in the production process
of mozzarella cheese was examined to analyze the types and amounts of postbiotic
metabolites formed during the cheese maturation process. Additionally, the functional
and nutritional values, as well as the sensory and physicochemical properties of the
enriched mozzarella cheeses, were evaluated. The study aimed to analyze the microbial
activity of probiotic bacteria and their contribution to postbiotic metabolite production.
The potential health and nutritional benefits of mozzarella cheeses enriched with tiger nut
and probiotics were also investigated. This thesis aims to offer innovative approaches in
the field of food science and technology, providing significant contributions to both
industrial production and consumer health.
Using a low-moisture (45-52% moisture) mozzarella cheese production method, cheese
was produced from whole milk (3.25% fat) and skim milk (0.1% fat) with the addition of
Lactobacillus acidophilus (ATCC 4356) and Lactobacillus casei (ATCC 393) cultures,
and different proportions of tiger nut (0.25-0.5%). Following production, the cheeses
were stored at 4°C with 85% relative humidity for 30 days. On the 0th, 15th, and 30th
days of storage, the cheese samples were subjected to pH, titratable acidity, dry matter,
water activity, meltability (Schreiber), tube test, burning, color, texture, microbiological,
organic acid, and sensory analyses.
In both whole milk and skim milk cheese samples, pH values increased during storage
compared to the control group. Conversely, titratable acidity values showed a decrease
compared to the control group, inversely proportional to the pH values. According to the
research data, increases were observed in the values of dry matter, meltability (Schreiber),
tube test, external stickiness, gumminess, chewiness, and microbiological analyses.
Microbiological analysis results indicated that the lipolytic bacteria count was initially
lower in skim milk samples, but higher than in whole milk samples by the end of the
storage period. This phenomenon could be attributed to the barrier effect of fat on
microorganisms, initially inhibiting bacterial growth. Secondly, the antimicrobial effect
of secondary metabolites (such as short-chain fatty acids) produced by bacteria could
have inhibited bacterial growth. Additionally, competition among microorganisms is
considered a significant factor; the growth of lactic acid bacteria can severely suppress
the growth of other bacteria in their environment. Consequently, it is hypothesized that
in whole milk samples, lactic acid bacteria developed and suppressed the growth of other
bacteria. Furthermore, the approximately 35-40% fat content of tiger nut may have
contributed to this increase. Decreases were observed in water activity, hardness,
elasticity, internal stickiness, and flexibility values. In whole milk and skim milk cheese
samples, burning and color values generally decreased. However, in skim milk cheeses,
the burning a* value increased in the control group, while in whole milk cheeses, the
burning a* and color b* values increased in all samples. According to L. acidophilus
counts, the T2B1 (Tiger nut: 0.5%, Bacteria: L. acidophilus) sample showed higher
growth in both whole milk and skim milk cheese samples. According to L. casei counts,
the T2B2 (Tiger nut: 0.5%, Bacteria: L. casei) sample exhibited higher growth in both
whole milk and skim milk cheese samples.
HPLC analysis results indicated that the detection of short-chain fatty acids (acetic,
butyric, lactic, propionic) supported the contribution of added L. acidophilus and L. casei
bacteria to the postbiotic cheese process.

Keywords: Mozzarella, Postbiotic, Tiger nut, Probiotic