Meyve suyu işleme atıklarından diyet liflerinin izolasyonu ve yoğurt üretiminde kullanımı
Isolation of dietary fibers from fruit juice processing waste and usage in yogurt production
Yazar: MELİKE DEMİRKOL
Danışman: PROF. DR. ZEKAİ TARAKÇI ; PROF. DR. AHMET HİLMİ ÇON
Ordu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Çalışmada öncelikle meyve suyu işleme endüstrisinden temin edilen, elma, kayısı, şeftali ve üzüm atıklarının fizikokimyasal, fonksiyonel özellikleri ile diyet lifi (DL) profilleri analiz edilmiştir. Dört farklı meyve posası ilave edilerek probiotik yoğurt üretilmiş ve kimyasal, mikrobiyolojik ve duyusal özellikleri araştırılmıştır. Kontrol yoğurdun (K0, posa eklenmemiş) yanı sıra, her posa çeşidinden %1 ve %3 oranda (E1, E3, K1, K3, Ş1, Ş3, Ü1 ve Ü3) ilave edilerek klasik yoğurt kültürlerinin yanı sıra Lactobacillus acidophilus La5 probiyotik kültürü ile yoğurtlar üretilmiştir. Daha sonra posa ve yoğurtlardan elde edilen çözünmeyen ve çözünür diyet lifleri (DL), monosakkarit bileşimleri ve ayrıca diyet liflerinden in-vitro fekal fermentasyon sonucu oluşan ve sağlığa faydalı etkileri olan kolonik mikrobiyal metabolitler (SCFA ve BCFA) gaz kromatografisi (GC) kullanılarak tespit edilmiştir.
Toplam fenolik madde (TFM) içerikleri açısından posalar karşılaştırıldığında, üzüm posasının TFM (4577.84 mg GAE/100g DM)) ve DPPH radikal süpürme aktivitesinin (33.49 µg TE/mg) daha yüksek değerlere sahip olduğu tespit edilmiştir (p<0.05). Su tutma ve şişme kapasitesi en yüksek şeftali posasısında bulunmakla birlikte, yağ tutma kapasitesi açısından fark görülmemiştir. Elma, kayısı, şeftali ve üzüm posasının DL içeriklerinin sırasıyla %89.35, %68.82, %61.45 ve %80.61 olduğu ve çoğunluğun suda çözünmeyen liflerin oluşturduğu görülmüştür. Elma posası diyet lifleri nötral şeker ve üronik asit miktarı diğer posalara kıyasla daha yüksek olmakla birlikte, tüm posa çeşitlerinin suda çözünür ve çözünmeyen fraksiyonlarında ana monosakkaritin glikoz olduğu gözlemlenmiştir. Kolonik in-vitro fekal fermentasyon prosesisinde pH değerinin 6. saatte negatife kıyasla belirgin biçimde düştüğü ancak daha sonra bir miktar arttığı gözlenmiştir. Kısa zincirli yağ asitleri miktarının (SCFA) ise aşamalı olarak arttığı görülmekle birlikte, elma posası diyet liflerinin fermente edilebilirliğinin, diğer posa liflerine kıyasla daha yüksek olduğu görülmüştür. Dallanmış zincirli yağ asitleri (BCFA) açısından örnekler arasında önemli bir fark tespit edilmemiştir. Bu sonuçlar, meyve posalarının kalın bağırsak fonksiyonunu iyileştirme potansiyeline sahip DL'ler açısından zengin olduğunu ve meyve suyu işlemenin bir yan ürünü olan posanın prebiyotik kapasiteye sahip fonksiyonel karbonhidratların üretimi için kullanılabilme potansiyeli olduğunu göstermektedir.
Meyve posası ilaveli probiyotik yoğurtlarda, depolama sonlarına doğru pH'da düşüş ve titre edilebilir asitlikte önemli (p<0.05) artış olmuştur. Serum ayrılması miktarı depolama süresince önemli oranda değişmezken, viskozite değerleri depolama sonunda bir miktar arttığı belirlenmiştir. Yoğurt örneklerinin L, a, b renk değerleri depolama süresince önemli oranda değişmediği posa artışının L değerinde düşmeye neden olduğu tespit edilmiştir. Duyusal değerlendirme sonuçları ile birlikte monosakkarit bileşim zenginliği ve SCFA üretme kapasitesinden dolayı %1 elma posalı yoğurdun yanı sıra %1 şeftali ve kayısı posalı yoğurtlar sağlığı geliştirici ve fonksiyonel bir ürün olarak önerilebilir. Lactobacillus bulgaricus ve Streptococcus thermophilus sayıları depolama süresince önemli oranda değişmezken, Lactobacillus acidophilus sayıları depolamanın sonunda önemli düzeyde düştüğü görülmüştür (p<0.05). Yoğurt diyet liflerinin monosakkarit bileşimlerinde ana monosakkaritin glikoz olduğu ve ardından galaktozun takip ettiği görülmüştür. Yoğurt diyet liflerinden in-vitro fekal fermentasyonu süresince oluşan kısa zincirli yağ asiti (SCFA) miktarının negatife kıyasla arttığı gözlemlenmiştir. Sonuç olarak çalışma, sağlığı geliştirici bileşikler açısından zengin olan meyve posası takviyesi ile yeni fonksiyonel yoğurt ürünleri geliştirmek için bir seçenek sunmaktadır.

Abstract:
In the study, the physicochemical, functional properties and dietary fiber (DF) profiles of apple, apricot, peach and grape wastes obtained from the fruit juice processing industry were analyzed. Probiotic yogurt was produced by adding four different fruit pomaces and its chemical, microbiological and sensory properties were investigated. In addition to the control yogurt (K0, no pomace added), 1% and 3% of each pomace type (E1, E3, K1, K3, Ş1, Ş3, Ü1 and Ü3) were added to mix classical yogurt cultures as well as Lactobacillus acidophilus La5 probiotic culture yogurts were produced. Then, insoluble and soluble dietary fibers (DF), monosaccharide compositions from pomace and yogurts, as well as colonic microbial metabolites (SCFA and BCFA), which are formed as a result of fecal in-vitro fermentation from dietary fibers and have beneficial effects on health, were determined using gas chromatography (GC).
When the pomaces were compared in terms of total phenolic (TFM) contents, it was determined that the TFM (4577.84 mg GAE/100g DM)) and DPPH radical scavenging activity (33.49 µg TE/mg) of the grape pomace had higher values (p<0.05). Although the water holding and swelling capacity were the highest in peach pomace, no difference was observed in terms of oil holding capacity. It was observed that the DF contents of apple, apricot, peach and grape pomace were 89.35%, 68.82%, 61.45% and 80.61%, respectively, and mostly composed of water-insoluble fibers. Although the amount of apple pomace dietary fiber, neutral sugar and uronic acid is higher compared to other pomaces, it has been observed that the main monosaccharide is glucose in the water-soluble and insoluble fractions of all pomace varieties. In the colonic fecal in vitro fermentation process, it was observed that the pH value decreased significantly at 6 hours compared to negative, but increased slightly afterwards. Although the amount of short chain fatty acids (SCFA) increased gradually, fermentability of apple pomace dietary fibers was found to be higher compared to other pomace fibers. No significant difference was detected between the samples in terms of branched chain fatty acids (BCFA). These results show that fruit pomace is rich in DFs with the potential to improve colon function, and pomace, a by-product of juice processing, has the potential to be used for the production of functional carbohydrates with prebiotic capacity.
There was a decrease in pH and a significant (p<0.05) increase in titratable acidity towards the end of storage in probiotic yogurts with fruit pomace added. While the amount of serum separation did not change significantly during storage, it was determined that the viscosity values increased slightly at the end of storage. It was determined that the L, a, b color values of the yogurt samples did not change significantly during storage, and the increase in pomace caused a decrease in the L value. In addition to 1% apple pomace yogurt, 1% peach and apricot pomace yogurts can be recommended as a health promoting and functional product due to the sensory evaluation results as well as the monosaccharide composition richness and SCFA production capacity. Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophilus numbers did not change significantly during storage, while Lactobacillus acidophilus numbers decreased significantly at the end of storage (p<0.05). In the monosaccharide composition of yogurt dietary fibers, the main monosaccharide was glucose, followed by galactose. It was observed that the amount of short-chain fatty acids formed during the fecal in vitro fermentation of yogurt dietary fibers increased compared to the negative. In conclusion, the study provides an option to develop new functional yogurt products with fruit pomace supplementation rich in health-promoting compounds.