Probiyotik katkılı arı keki hazırlanması, stabilizasyonu ve raf ömrü çalışması
Probiotic added bee patty preparation, stabilization and shelf life study
Yazar: PELİN SARIKAYA
Danışman: PROF. DR. GÜVEN ÖZDEMİR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Apis mellifera = Apis mellifera ; Lactobacillus = Lactobacillus

Özet:
Apis mellifera'nın sağlığını tehdit eden birçok bakteriyal bir hastalıktan biri olan Amerikan Yavru Çürüklüğü Hastalığı ülkemizde ve dünyada oldukça ciddi problemlere yol açmaktadır. Amerikan Yavru Çürüklüğü Hastalığına neden olan bakteri Paenibacillus larvae'dir. Amerikan Yavru Çürüklüğü Hastalığını kontrol etmek için kullanılan yöntemler arasında; antibiyotik tedavisi (Oksitetrasiklin, tilosin ve streptomisin), seçici ıslah, biyoaktif uçucu yağların kullanılması, yağ asitlerinin kullanılması, propolis, arı sütü ve probiyotiklerle kolonilerin desteklenmesi yer almaktadır. Probiyotikler, yerli mikrobiyotanın yararlı etkilerini artırarak konakçıya fayda sağlayan canlı mikroorganizmalar olarak tanımlanmaktadır. Probiyotiklerin kullanımıyla hem pestisit toksisitesi azalır hem de antibiyotik direnci çıkma olasılığını düşürür ve arı ürünlerine geçmesi engellemektedir. Bu yüzden probiyotik uygulaması, Amerikan Yavru Çürüklüğü Hastalığında kimyasal ve antibiyotik uygulamasına bir alternatif olarak düşünülmektedir. Erken ilkbahar döneminde arı kovanları, besin stoğu ve polen eksikliğinin giderilmesi için kontrol edilmektedir. Arı Keki koloniyi açlık riskinden korurken aynı zamanda içeriğindeki polenle yavru üretimini desteklemektedir. Bu çalışma da hem arıların beslenme ve üreme açısından desteklenmesi hem de Amerikan Yavru Çürüklüğü hastalığının tedavisi amacıyla arı kekine probiyotik mikroorganizmaların mikrokürecik yöntemiyle eklenmesi ve stabilize edilmesi amaçlanmıştır. 
Yapılan denemelerde öncelikle ticari amaçla kullanıma uygun olabilecek bir besiyeri içeriği için alternatif karbon kaynakları olarak F55 ve Melas denenmiştir. Lactobacillus türleri, karbon kaynağı olarak Melas kullanıldığında F55 e göre ortalama 1 logaritma daha fazla büyüme göstermiştir. Bu yüzden alternatif karbon kaynağı olarak melas belirlenmiştir. Alternatif karbon kaynağı ile hazırlanan Modifiye MRS Broth kullanılarak Lactobacillus için uygun inkübasyon sıcaklığı belirlemek için 27oC ve 37oC olmak üzere iki farklı sıcaklık denenmiştir. Özellikle L.plantarum' da 1 logaritmalık bir fark olduğundan 37oC tercih edilmiştir.  Lactobacillus türlerinin optimum inkübasyon süresinin belirlenmesi için hem spektrofotometrik yöntem hem de Toplam Koloni Sayımı yönteminden yararlanılmıştır. Lactobacillus türleri için optimum inkübasyon süresini ortalama 18-20 saattir. 


Tüm optimum koşullar sağlandıktan sonra L.plantarum Mikrokürecik yöntemiyle Arı Kekine eklenmiştir. Mikrokürecik metoduyla kaplanmış ve Arı Keki ne eklenmiş L.plantarum' un canlılık sayımının yapılabilmesi için Mikroküreciklerde oluşan çapraz bağları koparılması gerekmektedir. Bunun için 1 dakikadan 10 dakikaya kadar farklı sürelerde vorteks işlemi uygulanmıştır. 1 dakika vorteks işlemi ile 10 dakika arasında 1 logaritmalık bir fark oluşmuş ve çapraz bağların koparılması için 1 dakikanın yeterli olduğu anlaşılmıştır. Mikrokürecik yöntemiyle kaplanmış ve Arı kekine eklenmiş L.plantarum' un 4oC ve 25 oC de canlılıkları incelenmiştir. 4oC de 25 oC ye göre 1 logaritma daha fazla canlı kalabildiği belirlenmiştir. Mikroküreciklerin stabilizasyonunu sağlamak amacıyla 3 farklı konsantrasyonda gliserol eklenmiştir fakat 3 konsantrasyonda da beklenen etki görülmemiştir.

Abstract:
American Foulbrood Disease, which is one of the many bacterial diseases that threaten the health of Apis mellifera, causes serious problems in our country and in the world. The bacterium that causes American foulbrood is Paenibacillus larvae. Among the methods used to control American Foulbrood Disease; antibiotic treatment (oxytetracycline, tylosin and streptomycin), selective breeding, use of bioactive essential oils, use of fatty acids, support of colonies with propolis, royal jelly and probiotics. Probiotics are defined as live microorganisms that benefit the host by enhancing the beneficial effects of the native microbiota. With the use of probiotics, both pesticide toxicity decreases and the possibility of antibiotic resistance is reduced and it prevents the transfer to bee products. Therefore, probiotic administration is considered as an alternative to chemical and antibiotic administration in American Foulbrood Disease. In the early spring period, beehives are checked for nutrient stock and pollen deficiency. While Bee Cake protects the colony from the risk of starvation, it also supports the production of offspring with its pollen content. In this study, it was aimed to add and stabilize probiotic microorganisms to bee cake by microsphere method in order to support bees in terms of nutrition and reproduction and to treat American Foulbrood disease.
           In the trials, F55 and Molasses were tried as alternative carbon sources for a medium that can be found suitable for commercial use. Lactobacillus species produced an average of 1 logarithm more growth than Molasses growth F55 as a carbon source. Therefore, molasses was determined as an alternative carbon source. Two different temperatures, 27oC and 37oC, were tried to determine the appropriate incubation temperature for Lactobacillus. Especially in L.plantarum, 37oC was preferred since there is a difference of 1 logarithm. Both the spectrophotometric method and the Total Colony Count method were used to determine the optimum incubation time of Lactobacillus structure. The optimum incubation time for Lactobacillus species is 18-20 hours on average. 
After all the optimum conditions are met, L.plantarum is kept in the Bee Cake with the Microsphere method. In order to count the viability of L.plantarum coated with the microsphere method and added to the Bee Cake, the cross-links formed in the microspheres must be broken. For this, vortexing was applied at different times from 1 minute to 10 minutes. It has been found that 1 minute is sufficient to break the crosslinks and layers with a difference of 1 logarithm between 1 minute of vortexing and 10 minutes. The vitality of L.plantarum, which is coated with the microsphere method and added to the bee cake, ignites at 4oC and 25oC. It was used because it can survive 1 logarithm more at 4oC than at 25oC. Glycerol preservation at 3 different strengths in order to stabilize the microspheres, but the expected effect was not observed in all 3 potentials.