Süt ve su kefirlerinin morfolojik, fizikokimyasal ve antimikrobiyal özelliklerinin karşılaştırılması
Comparison of milk and water kefir of the morphological, physiochemical and antimicrobial properties
Yazar: AYŞE NUR ERDİNÇ
Danışman: DOÇ. DR. GİZEM ÇUFAOĞLU
Kırıkkale Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Veteriner Besin Hijyeni ve Teknolojisi Ana Bilim dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Besin Hijyeni ve Teknolojisi = Food Hygiene and Technology ; Beslenme ve Diyetetik = Nutrition and Dietetics
Dizin: Aerobik inkübasyon = Aerobic incubation ; Anaerobik inkübasyon = Anaerobic incubation ; Su kefiri = Water kefir

Özet:
Kefir, kefir tanelerinin süt veya şekerli su ile fermantasyonuyla elde edilen karbonatlı, asitli ve düşük alkol içeriğine sahip fermente bir içecektir. Kefir, süt ürünü olan ve süt ürünü olmayan kefir olmak üzere, fermantasyon için kullanılan kaynak tipine bağlı olarak değişebilmektedir. Süt ve su kefiri arasında tat, kıvam, aroma, homojenlik ve koku gibi duyusal özellikler de farklılık göstermekle birlikte, her iki kefir tanesi de bir polisakkarit matrisine gömülü mayalar, laktik asit bakterileri ve asetik asit bakterilerinden oluşan benzer simbiyotik bir biyokütleden oluşmaktadır. Süt kefiri, süt kefiri tanelerinin sütü fermente etmesi sonucu elde edilen asidik, hafif alkollü geleneksel fermente bir süt ürünüdür. Su kefiri ise su kefiri tanelerinin şekeri fermente etmesi sonucu elde edilen, kuru meyvelerin de fermantasyon sürecine dâhil edilebildiği, meyvemsi ve hafif karbonatlı fermente bir içecektir. Bu tez çalışmasında, ev ortamında geleneksel kefir üretimi yapılırken farklı mevsimlerdeki yaklaşık oda sıcaklıkları gözetilerek üç farklı fermantasyon sıcaklığında (20°C, 25°C ve 30°C) inkübe edilen süt ve su kefirlerinin biyokütle artışı, fizikokimyasal özellikleri, duyusal nitelikleri, mikrobiyal yükleri ve antimikrobiyal özelliklerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Kefir tanelerinin dört hafta boyunca fiziksel görünüm ve biyokütle artışları takip edilmiştir. İçeceklerin fizikokimyasal analizleri (toplam kuru madde miktarı, yağ miktarı, pH değeri, asit değeri, protein miktarı, Brix derecesi, tuz miktarı), duyusal analizleri, mikrobiyal yükü (Lactobacillus spp., Lactococcus spp., maya, total aerobik bakteri, total anaerobik bakteri ve Bifidobacterium spp.) ve Salmonella Enteritidis, Enterococcus faecalis, Listeria monocytogenes ve Escherichia coli O157:H7 patojenlerine karşı antimikrobiyal etkisi belirlenmiştir. Farklı sıcaklıkta inkübe edilen süt kefiri tanelerinin hepsinde dört haftalık periyotta biyokütle artışı gözlenirken, su kefiri tanelerinde azalma kaydedilmiştir. En fazla biyokütle artışı süt kefiri tanelerinde 25°C'de gözlenmiştir. Süt kefirinde sıcaklık arttıkça kuru madde, protein ve Brix derecesinde azalış; pH ve asitlik değerlerinde artış gözlenmiştir. Su kefirinde ise sıcaklık arttıkça kuru madde ve Brix derecesinde artış kaydedilirken protein, pH ve asitlikte sıcaklığa bağlı değişim gözlenmemiştir. Duyusal analiz neticesinde en kabul edilebilir kefir 25℃'de inkübe edilen süt kefiri olarak belirlenmiştir. Mikrobiyal yük kıyaslamasında, süt kefirinin su kefirine kıyasla daha fazla mikroorganizma yüküne sahip olduğu, ancak farklı inkübasyon sıcaklıklarının süt ve su kefirlerinin mikroorganizma yükleri üzerine etkisinin olmadığı belirlenmiştir. Sadece süt kefirlerinde Bifidobacterium spp. için 30℃'lik inkübasyon sıcaklığının bakteri yükünü 20℃ ve 25℃'lere kıyasla önemli ölçüde arttırdığı tespit edilmiştir. Ayrıca, genel olarak süt kefirlerinde 30℃'deki 24 saatlik inkübasyonun test edilen patojen bakteri yükünde azalmaya neden olduğu gözlemlenirken, su kefirlerinde sıcaklık fark etmeksizin herhangi bir inhibisyon gözlenmemiştir.  Sonuç olarak, süt ve su kefirlerinin fizikokimyasal, duyusal ve mikrobiyal özellikler bakımından farklı özelliklere sahip oldukları ve fermentasyon sıcaklıklarının her parametre üzerinde farklı etkilere sahip olduğu belirlenmiştir. Çalışma sonuçları neticesinde su kefirinin genel olarak tane biyokütle artışının olmaması, besin değerleri (protein, yağ, kuru madde vb.) ve probiyotik karakterdeki mikrobiyal yükünün süt kefirine kıyasla düşük olduğu görülmüştür. Ancak bununla birlikte, ev yapımı su kefiri özellikle vegan, laktoz intoleransı ve süt alerjisi olan bireyler için alternatif bir probiyotik içecek olarak önerilebilir.

Abstract:
Kefir is a fermented beverage with a carbonated, acidic, and low alcohol content, obtained by fermenting kefir grains with milk or sugary water. Kefir can vary depending on the type of source used for fermentation, being either dairy-based or non-dairy-based. While the sensory properties such as taste, consistency, aroma, homogeneity, and smell differ between milk and water kefir drinks, both kefir grains consist of a similar symbiotic biomass embedded in a polysaccharide matrix, containing yeasts, lactic acid bacteria, and acetic acid bacteria. Milk kefir is a traditional fermented milk product that results from the fermentation of milk by milk kefir grains, yielding an acidic, slightly alcoholic beverage. Water kefir, on the other hand, is a fruity and slightly carbonated fermented drink obtained by fermenting sugar with water kefir grains, with dried fruits sometimes included in the fermentation process. 
This thesis aims to compare the biomass growth, physicochemical properties, sensory qualities, microbial loads, and antimicrobial properties of milk and water kefir incubated at three different fermentation temperatures (20°C, 25°C, and 30°C), considering the approximate room temperatures during different seasons in a home environment for traditional kefir production. The physical appearance and biomass growth of kefir grains were monitored over four weeks. The beverages underwent physicochemical analyses (total dry matter content, fat content, pH value, acidity, protein content, degrees Brix, salt content), sensory analyses, microbial load (Lactobacillus spp., Lactococcus spp., yeast, total aerobic bacteria, total anaerobic bacteria, and Bifidobacterium spp.), and determination of antimicrobial effects against pathogens such as Salmonella Enteritidis, Enterococcus faecalis, Listeria monocytogenes, and Escherichia coli O157.
While a biomass increase was observed in all milk kefir grains incubated at different temperatures over a four-week period, a decrease was recorded in water kefir grains. The highest biomass increase in milk kefir grains was observed at 25°C. In milk kefir, as the temperature increased, dry matter, protein, and Brix degrees decreased, while pH and acidity values increased. In water kefir, an increase in dry matter and Brix degrees was recorded as the temperature increased, but no temperature-dependent changes were observed in protein, pH, and acidity. Sensory analysis results indicated that the most acceptable kefir was the milk kefir incubated at 25°C. When comparing the microbial load, it was found that milk kefir had a higher microbial load than water kefir, but the different incubation temperatures did not affect the microbial loads of milk and water kefir. In milk kefirs, it was determined that the 30°C incubation temperature significantly increased the bacterial load of Bifidobacterium spp. compared to 20°C and 25°C. Additionally, it was observed that in milk kefirs, a 24-hour incubation at 30°C resulted in a decrease in the load of tested pathogenic bacteria, whereas in water kefirs, no inhibition was observed regardless of the temperature.
In conclusion, it was determined that milk and water kefir differ in terms of physicochemical, sensory, and microbial properties, and fermentation temperature has varying effects on each parameter. Considering the results of the study, although water kefir has lower biomass growth, nutritional values (protein, fat, dry matter, etc.), and probiotic microbial load compared to milk kefir, homemade water kefir can be recommended as an alternative probiotic beverage, especially for vegan or lactose-intolerant consumers.