Lactobacillus plantarum'un enkapsülasyonu ve ısıl işlem görmüş et sucuğu üretiminde kullanımı
Encapsulation of Lactobacillus plantarum and its use in the production of heat-treated meat sausage
Yazar: ELİF ÇELİK
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM TURGAY
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada Lactobacillus plantarum FL8 emülsiyon polimerizasyonu ile enkapsüle edilerek farklı stres faktörlerine karşı dayanımı artırılmaya çalışılmıştır. Kaplama materyali olarak %2 konsantrasyonda aljinat kullanılmıştır. Kapsül dayanımını artırmak amacıyla kaplama materyali bileşimine %0, 0,5, 0,75, 1 ve 1,5 inülin ilave edilmiştir. Üretilen kapsüllerin enkapsülasyon verimleri hesaplanmıştır. Enkapsüle edilen hücrelerin in vitro gastrointestinal sistem dayanımları ve kurumaya karşı dirençleri belirlenmiştir. Üretilen enkapsüle kültürlerin SEM görüntülemeleri yapılmıştır. Enkapsüle kültürler model gıda olarak belirlenen ısıl işlem görmüş sucuk üretiminde kullanılarak sıcaklık dayanımı ölçülmüştür. Enkapsüle kültür kullanılarak üretilen sucuk örnekleri 90 gün boyunca 4 ve 25°C'de depolanmıştır. Depolama süresince örneklerde % nem miktarı, % protein miktarı, % yağ miktarı, % kül miktarları, pH değeri, su aktivitesi % titrasyon asitliği, peroksit sayısı, tiyobarbitürik asit reaktif maddeleri (TBARS sayısı), karbonil miktarı ve renk analizi yapılmıştır. Ayrıca toplam laktik asit bakteri sayısı, toplam mezofilik aerobik bakteri sayısı, maya küf sayısı, koliform bakteri sayısı ve Staphylococcus aureus sayısı belirlenmiştir. Depolama başlangıcında örneklere duyusal analiz testi uygulanmıştır. Aynı işlemler enkapsüle edilmemiş L. plantarum içeren kontrol örneğine de uygulanmıştır. 
Enkapsülasyon verimliliği %93,13-96,67 olarak belirlenmiştir. Kontrol örneklerinin in vitro gastrik ve safra solüsyonunda 3 saat muamelenin ardından sıra ile 4,91 ve 3,54 log azaldığı bulunmuştur. Enkapsüle edilmiş örneklerden in vitro gastrik dayanımı en çok artıran kapsüller %0,5 ve %0,75 inülin ilaveli aljinat kapsülleri olmuştur ve canlılık sıra ile 1,12 ve 1,73 log azalmıştır. İn vitro safra dayanımında ise %0,75 ve %1 inülin ilaveli aljinat canlılığı en iyi koruyan kaplama malzemesi olarak belirlenmiştir. %0,75 inülin ilaveli aljinat kapsülünde 3 saatlik muamelenin ardından canlılık sadece 0,76 log azalmıştır. Enkapsüle edilen kültürlerin kurumaya karşı canlılığı arttırdığı gözlenmiş, 4 ve 25°C'de depolanan kapsüllerin tümü (%1,5 inülin ilaveli aljinat kapsülü hariç) 1 aylık depolama sonunda 6 log kob/g düzeyinin üzerinde canlılık göstermişlerdir. Kurumaya karşı canlılığı en iyi koruyan kapsülün %0,5 inülin ilave edilen aljinat kapsülü olduğu bulunmuştur. Sucuklara uygulanan ısıl işlem öncesi ve sonrası toplam laktik asit bakteri sayısı kontrol örneğinde %61,04 azalırken %0,75 inülin ilaveli aljinat kapsülünde %21,00 azalmıştır. Örneklerde depolama başlangıcında 4,73-5,15 olarak ölçülen pH değeri depolama ile önce azalmış sonra artmıştır. Peroksit sayısı 10,82-11,16 meq O2/kg yağ olarak belirlenmiş ve depolama süresince artmıştır. Depolama başlangıcında TBA sayısı 0,38-0,45 mg malondialdehit/kg, karbonil miktarı ise 1,39-1,43 nmol karbonil/mg olarak bulunmuştur. Örneklerin duyusal değerlendirmesinde enkapsüle kültür eklenerek üretilen ürünlerin genel beğenisi daha yüksek bulunmuştur.

Abstract:
In this study, Lactobacillus plantarum FL8 was encapsulated by emulsion polymerization to increase its resistance against different stress factors. Alginate at 2% concentration was used as coating material. In order to increase capsule strength, 0, 0.5, 0.75, 1 and 1.5% inulin was added to the coating material composition. Encapsulation efficiencies of the capsules produced were calculated. In vitro gastrointestinal tract resistance and drying resistance of the encapsulated cells were determined. SEM imaging of the encapsulated cultures was performed. Encapsulated cultures were used in the production of heat-treated sausage, which was determined as a model food, and their temperature resistance was measured. Sucuk samples produced using encapsulated cultures were stored at 4 and 25°C for 90 days. During the storage period, % moisture content, % protein content, % fat content, % ash content, pH value, water activity, % titration acidity, peroxide number, thiobarbituric acid reactive substances (TBARS number), carbonyl content and color were analyzed. Total lactic acid bacteria count, total mesophilic aerobic bacteria count, yeast mold count, coliform bacteria count and Staphylococcus aureus count were also determined. Sensory analysis test was applied to the samples at the beginning of storage. The same procedures were applied to the control sample containing unencapsulated L. plantarum. 
Encapsulation efficiency was determined as 93.13-96.67%. It was found that the control samples decreased by 4.91 and 3.54 logarithmic phases after 3 hours of in vitro gastric and bile solution treatment, respectively. Among the encapsulated samples, alginate capsules with 0.5% and 0.75% inulin were the ones that increased the in vitro gastric strength the most and their viability decreased by 1.12 and 1.73 logarithmic phases, respectively. In in vitro bile resistance, alginate with 0.75% and 1% inulin was found to be the best viability preserving coating material. In alginate capsules with 0.75% inulin, the viability decreased by only 0.76 logarithmic phases after 3 hours of treatment. It was observed that encapsulated cultures increased viability against drying, and all capsules stored at 4 and 25°C (except alginate capsule with 1.5% inulin) showed viability above 6 log cfu/g after 1 month of storage. It was found that the alginate capsule with 0.5% inulin was the one with the best preservation of viability against drying. The total number of lactic acid bacteria before and after heat treatment decreased by 61.04% in the control sample and 21.00% in the alginate capsule with 0.75% inulin. The pH value measured as 4.73-5.15 at the beginning of storage in the samples first decreased and then increased with storage. Peroxide number was determined as 10.82-11.16 meq O2/kg oil and increased during storage. At the beginning of storage, TBA number was 0.38-0.45 mg malondialdehyde/kg and carbonyl content was 1.39-1.43 nmol carbonyl/mg. In the sensory evaluation of the samples, the general taste of the products produced by adding encapsulated culture was found to be higher.