Arı poleninin doğal fermantasyonu ile inovatif arı ekmeği geliştirilmesi
Development of innovative bee bread with natural fermentation of bee pollen
Yazar: FATMANUR POYRAZ
Danışman: DOÇ. DR. ENES DERTLİ ; ÖĞR. GÖR. HÜMEYRA İSPİRLİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Arı ekmeği = Bee bread ; Fermentasyon = Fermentation ; Laktik asit bakterileri = Lactic acid bacteria ; Polenler = Pollen

Özet:
Arı ekmeği, arı ve ortamında bulunan Laktik Asit Bakterileri (LAB)'nin poleni fermente etmesiyle üretilen ve arıların yavru arıları beslemek için ürettikleri üründür. İnsanlar tarafından tüketildiğinde birçok terapötik aktivite gösterebilmektedir. Arı ekmeği, polenin fermantasyonu ile oluştuğundan polen ile benzer biyokimyasal içeriğe sahip olsa da literatürde polene göre besin bileşenlerinin daha biyoerişilebilir olduğu bildirilmektedir. Fakat kovandan hasadı maliyetli ve meşakkatli olduğundan dolayı yeterince üretilip tüketilememektedir. Çalışmalarda arılardan izole edilen LAB'leri ve mayalar ile bu fermantasyonun in vitro olarak da yürütülebileceği ve böylece bu biyoaktif ürünün daha yüksek miktarlarda, standart olarak üretilebileceği fikri ortaya çıkmıştır.
Bu çalışmada daha önceden arı ürünlerinden izole edilmiş Fruktofilik LAB (FLAB) türleri kullanılarak standart arı ekmeği üretimi gerçekleştirilmeye çalışılmış ve üretilen arı ekmekleri fizikokimyasal ve mikrobiyolojik olarak karakterize edilmiştir. İlk olarak polen ekstraktında en uygun şekilde gelişen ve starter olarak kullanılacabilecek FLAB suşları belirlenmiş ve bu suşlar ile arı ekmeği üretmek için katı hal fermantasyonu gerçekleştirilmiştir.
Mikrobiyolojik analiz sonucunda starterli fermente polenin spontan fermente polene göre daha erken fermantasyona başladığı görülmüştür. Starterli fermente polenin spontan fermente polene göre toplam fenolik maddelerinin ve antioksidan değerinin tek yönlü varyans analizi sonucunda daha yüksek olduğu görülmüştür. Toplam flavanoid içeriği bakımından ise anlamlı bir fark bulunmadığı görülmüştür. Starterli ve spontan fermente polenlere yapılan ICP-MS analizinin sonucunda 29 element içinden benzer şekilde K, P ve Mg elementlerinin en yüksek seviyede olduğu görülmüştür. HPLC analizleri sonucunda starterli polendeki LAB kompleks karbonhidratları parçalayarak glukoz ve fruktoz açığa çıkmasını sağlamakla beraber, bu bakterilerin metabolik faaliyetleri sonucunda laktik asit, asetik asit ve propiyonik asit oluşumunu teşvik ettiği görülmüştür. İn vitro protein sindirilebilirliğinin ve toplam fenolik madde biyoerişilebilirliğinin starterli fermente polende spontan fermente polene kıyasla daha yüksek olduğu dolayısıyla protein ve fenolik bileşenlerinden daha fazla faydalanılabileceği görülmüştür. Her iki fermente polende de SDS-PAGE ile görüntüleme işlemi sonrasında benzer şekilde proteinlerin daha küçük yapılara ayrıldığı görülmüştür. Tüm karakterizasyon çalışmaları starterli fermente poleninin spontan fermente edilmiş polene kıyasla tüketiminin besin içeriği ve emilimi bakımından daha avantajlı olabileceği fikrini ortaya atmaktadır.

Abstract:
Bee bread is the product produced by the bee and its environment by the fermentation of the pollen by the Lactic Acid Bacteria (LAB) and produced by the bees to feed the baby bees. It can show many therapeutic activities when consumed by humans. Although bee bread has a similar biochemical content with pollen as it is formed by the fermentation of pollen, it is reported in the literature that nutritional components are more bioaccessible than pollen. However, since harvesting from the hive is costly and difficult, it cannot be produced and consumed sufficiently. In the studies, the idea has emerged that this fermentation can be carried out in vitro with the LABs and yeasts isolated from bees, and thus this bioactive product can be produced in higher quantities as a standard.
In this study, it was tried to produce standard bee bread by using Fructophilic LAB (FLAB) species that were previously isolated from bee products and the produced bee bread was characterized physicochemically and microbiologically. First of all, FLAB strains that grow best in pollen extract and can be used as starters were determined and solid state fermentation was carried out to produce bee bread with these strains.
As a result of microbiological analysis, it was observed that starter fermented pollen started fermentation earlier than spontaneous fermented pollen. As a result of one-way analysis of variance, it was observed that total phenolic substances and antioxidant values of starter fermented pollen compared to spontaneously fermented pollen were higher. There was no significant difference in terms of total flavonoid content. As a result of the ICP-MS analysis performed on starter and spontaneously fermented pollens, it was seen that K, P and Mg elements were at the highest level among 29 elements. As a result of HPLC analysis, it has been observed that LAB in starter pollen breaks down complex carbohydrates and releases glucose and fructose, and it encourages the formation of lactic acid, acetic acid and propionic acid as a result of the metabolic activities of these bacteria. It has been observed that in vitro protein digestibility and total phenolic substance bioaccessibility are higher in starter fermented pollen compared to spontaneously fermented pollen, so protein and phenolic components can be benefited more. In both fermented pollen, it was observed that the proteins were similarly separated into smaller structures after imaging with SDS-PAGE. All characterization studies suggest that consumption of starter fermented pollen compared to spontaneously fermented pollen may be more advantageous in terms of nutrient content and absorption.