Ekşi hamur izolatlarının GABA üretim ve probiyotik özelliklerinin belirlenmesi ve model gıda uygulamaları
Determination of GABA production and probiotic properties of sourdough isolates and model food applications
Yazar: ZÜHAL ALKAY
Danışman: DOÇ. DR. MUHAMMED ZEKİ DURAK ; DOÇ. DR. ENES DERTLİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: GABA = GABA

Özet:
Ekşi hamurda gerçekleşen maya ve laktik asit bakterilerinin (LAB) metabolik aktiviteleri ekşi mayalı ürünlerin kalitesini geliştirmektedir. Fermente gıdaları GABA açısından zenginleştirmek için ise fermantasyon ortamına GABA üretebilen LAB ve mayalar katılmaktadır. Bu bağlamda bu tez çalışmasının ilk aşamasında i) Türkiye'nin 6 farklı bölgesinden toplanan yerel ekşi hamur örneklerinden GABA üreticisi LAB türlerinin izolasyonu, tanımlanması, GABA üretim miktarı yüksek olan suşların seçilmesi ii) gad (Glutamik Asit Dekarboksilaz) gen bölgelerinin belirlenmesi ve GABA üretim miktarlarının HPLC ile ortaya konması, iii) GABA üretim miktarı yüksek olarak belirlenmiş Levilactobacillus brevis suşunun yüksek GABA verimi için ortam koşullarının optimizasyonu iv) Yüksek GABA üreticisi olarak belirlenmiş Lb. brevis ve Lb. plantarum suşları ile GABA açısından zengin yoğurt ve boza üretimi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, Lb. brevis suşunun GABA üretim verimini artırmak için ortam koşullarının optimizasyonu sağlanmıştır. Maksimum GABA verimini elde etmek için optimizasyon parametreleri sıcaklık (30,35,40 °C), MSG konsantrasyonu (50,225,400 mM), pH (4.5,5.75,7.0), inkübasyon süresi (24,48,72 saat) olarak alınmıştır. Maksimum GABA verimine izin veren en iyi proses parametrelerinden sıcaklığın 30 °C, MSG konsantrasyonunun 130.71, pH'nın 4.74 ve sürenin 72 saat olması gerektiği görülmüştür. İkinci aşama olarak ise ekşi hamurlardan izole edilen toplam 62 maya izolatlarından 14 maya suşu FT-IR tanımlama ile ayırt edilerek probiyotik aday olma potansiyeli araştırılmıştır. En yüksek otoagregasyon değeri BOZ-2 Kluyveromyces lactis suşunda gözlemlenirken, n-heksadekan ve dietileter hidrokarbonlara karşı en yüksek hidrofobiklik değerlerine sırasıyla BOZ-1 S. pastorianus (%43.7) ve 06B-36 S. pastorianus (%44.8) suşunun sahip olduğu görülmüştür. 14 maya suşu antibakteriyel disklere direnç gösterdiğinden veri verilmemiştir. Ayrıca tüm maya izolatının patojen bakterilere karşı inhibisyon sağlamadığı gözlemlenmiştir. Çalışmamızdaki bir diğer parametre antifungal aktivitelerinin belirlenmiş olmasıdır. KCO-60 Kazachstania humilis maya kültürünün tüm 
küflere karşı en düşük etkiyi göstermiştir. Son olarak tüm maya kültürlerinin pH (2.5)'te 24 saat hayatta kaldığı, ancak BOZ-2 Kluyveromyces lactis, BOZ-5 Debaryomyces hansenii, KCO-60 Kazachstania humilis, KCO-63 Kluyveromyces polysporus mayasının direncinin düşük 
olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
Metabolic activities of yeast and lactic acid bacteria (LAB) in sourdough improve the quality of sourdough products. In order to enrich fermented foods in terms of GABA, LAB and yeasts that can produce GABA are added to the fermentation medium. In this context, in the first stage of this thesis study, i) isolation and identification of GABA producer LAB species from local sourdough samples collected from 6 different regions of Turkey, selection of strains with high GABA production ii) determination of gad (glutamic acid decarboxylase) gene regions and the determination of GABA production amounts by HPLC, iii) Optimization of environment conditions for high GABA yield of Levilactobacillus brevis strain determined to have high GABA production iv) yogurt and boza rich in GABA were produced Lb. brevis and Lb. plantarum strains determined to have high GABA production. Also, optimization of environment conditions was provided to increase the GABA production efficiency of the Lb. brevis strain. In order to obtain the maximum GABA efficiency, the ptimization parameters were taken as temperature (30,35,40 °C), MSG concentration (50,225,400 mM), pH (4.5,5.75,7.0), incubation time (24,48,72 h). It was seen that the best process parameters that allow maximum GABA yield should be 30 °C, MSG concentration 130.71, pH 4.74 and time 72 h. As a second step, 14 yeast strains from a total of 62 yeast isolates isolated from sourdoughs were distinguished by FT-IR identification and their potential as probiotic candidates were investigated. While the highest autoaggregation value was observed in BOZ-2 Kluyveromyces lactis strain, the highest hydrophobicity values against n-hexadecane and diethylether hydrocarbons were respectively BOZ-1 S. pastorianus (43.7%) and 06B-36 S. pastorianus (44.8%) strain. Data are not given as 14 yeast strains are resistant to antibacterial discs. In addition, it was observed that all yeast isolates did not provide inhibition against pathogenic bacteria. Another parameter in our study was the determination of their antifungal activities. KCO-60 Kazachstania humilis yeast culture 
showed the lowest effect against all molds. Finally, it was observed that all yeast cultures survived for 24 hours at pH (2.5), but the resistance of BOZ-2 Kluyveromyces lactis, BOZ-5 Debaryomyces hansenii, KCO-60 Kazachstania humilis, KCO-63 Kluyveromyces polysporus yeast was low.