Probiyotik taşıyıcısı vişne nektarı üretimi ve fizikokimyasal, fonksiyonel ve biyoaktif özelliklerinin incelenmesi
Production of a probiotic carrier sour cherry nectar and investigation of its physicochemical, functional and bioactive properties
Yazar: PERİHAN KÜBRA AKMAN
Danışman: DOÇ. DR. FATİH TÖRNÜK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Fermente gıdalar = Fermented foods ; Fonksiyonel besinler = Functional foods

Özet:
Bu çalışmada, vişne bazlı probiyotik taşıyıcısı laktofermente içeceklerin üretimi amaçlanmıştır. Bu amaçla, geleneksel gilaburu ve şalgam içeceklerinden 41 adet laktik asit bakterisi (LAB) izolatı elde edilmiş ve FTIR tabanlı kümeleme analizi ve PCR tanımlaması sonucunda bunlardan 10 tanesi seçilerek probiyotik özellikleri belirlenmiştir. Aside dayanıklılık ve probiyotik özellikleri üstün olan 3 suş (Lactiplantibacillus plantarum SH5; Limosilactobacillus fermentum SH10; Lactiplantibacillus pentosus SH14) vişne bazlı içeceklerin fermentasyon optimizasyonunda kullanılmıştır. Optimizasyon çalışmalarında duyusal özellikler, LAB sayısı ve depolama süresince LAB canlılığı kriterleri esas alınarak optimum şeker oranı ve fermentasyon süre-sıcaklık koşulları belirlenmiştir. Bu aşamada optimum özelliklere sahip olan laktofermente vişne bazlı içecek örneklerinde %30'un üzerinde kalori düşüşü gerçekleşenler tespit edilmiş ve bunlar depolanarak bazı fizikokimyasal, biyoaktif, antioksidan, antimikrobiyal, antikanserojen ve duyusal özellikleri belirlenmiştir. Ayrıca, fenolik ve aroma profilleri ile aroma aktif bileşenleri analiz edilmiştir. Son olarak laktofermente vişne bazlı içecek örneklerinin biyoaktif ve antioksidan özelliklerinin in vitro sindirim sonrası stabiliteleri belirlenmiştir. Fermentasyonda görev alan LAB'leri vişne suyuna uyum sağlamış ancak fermentasyon ile popülasyonlarında büyük artışlar görülmemiştir. Vişne bazlı içeceklerde LAB sayısı, depolamanın başında yaklaşık 109 kob/mL iken 28 günlük depolamanın sonunda 106 kob/mL'nin altına düşmüştür. Fermentasyon ve depolama, örneklerin fizikokimyasal, biyoaktif, antimikrobiyal ve antikanserojen etkileri, aroma ve fenolik profilleri ile aroma aktif bileşenleri üzerinde önemli değişimlere (P<0,05) neden olmuştur. LAB fermentasyonu sonucunda vişne bazlı içeceklerin toplam fenolik madde değerlerinde istatistiki anlamda azalma (P<0,05) ve antioksidan kapasitelerinde ise artış (P<0,05) meydana gelmiştir. Yapılan deneylerde MCF-7 insan meme kanseri hücre hattına karşı konsantrasyona bağlı olarak sitotoksik aktivite gerçekleşmiş, ancak depolama sonucunda bu etkinin ortadan kalktığı görülmüştür. Laktofermente içecekler, soğukta depolama boyunca duyusal olarak kabul edilebilir nitelikte bulunmuş ve 8'lik skala ölçüsüne göre 6 ve üzeri skorlar elde etmiştir. Elde edilen bulgular, vişne nektarının alternatif probiyotik taşıyıcısı olma potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir. 
Anahtar Kelimeler: Süt dışı probiyotik gıda, meyve bazlı içecek, laktofermente, vişne, düşük kalori

Abstract:
In this study, sour cherry based a probiotic carrier lactofermented beverages were produced. For this purpose, 41 lactic acid bacteria (LAB) strains were isolated from traditional gilaburu and shalgam beverages, and as a result of FTIR-based clustering analysis and PCR identification, 10 of them were selected according to their probiotic properties. Three strains (Lactiplantibacillus plantarum SH5; Limosilactobacillus fermentum SH10; Lactiplantibacillus pentosus SH14) with favorable acid resistance and probiotic properties were used in the fermentation optimization of sour cherry-based beverages. In optimization studies, optimum sugar ratio and fermentation time-temperature conditions were determined based on sensory characteristics and LAB count and cell viability during the storage period. At this stage, lactofermented sour cherry-based beverage samples with optimum properties were found to have a calorie reduction of more than 30%, and their physicochemical, bioactive, antioxidant, antimicrobial, anticarcinogenic and sensory properties were determined during the storage. In addition, phenolic and aroma profiles and aroma active compounds were analyzed. Finally, in vitro post-digestion stability of bioactive and antioxidant properties of lactofermented beverages were determined. LABs involved in fermentation were adapted to the sour cherry, but it was not observed significant increase in the population within fermentation. The LAB amount in cherry-based beverages was approximately 109 cfu/mL at the beginning of storage, but decreased below 106 cfu/mL at the end of 28 days of storage. Fermentation and storage caused statistically significant changes (P<0.05) on physicochemical, bioactive, antimicrobial and anticarcinogenic effects of the samples, and aroma and phenolic profiles, and aroma active compounds as well. As a result of LAB fermentation, a decrease in total phenolic content (P<0.05) and an increase in antioxidant capacity (P<0.05) occurred in sour cherry-based beverages. Concentration-dependent cytotoxic activity was acquired against the MCF-7 human breast cancer cell-line, but this effect disappeared at the end of the storage. Lactofermented beverages were sensoryally acceptable during the storage, and their achieved scores were 6 and/or above according to 8 of scale measures. The findings showed that cherry nectar has the potential to be an alternative probiotic carrier.
Keywords: Non-dairy probiotic food, fruit based drink, laktofermented, sour cherry, low calorie