Yüksek hidrostatik basınç uygulamasının balık marinatında psikrotolerant biyojen amin üreten bakteriler ve biyojen amin oluşumu üzerine etkileri
Inhibitory effects of high hydrostatic pressure processing on psychrotolerant biogenic amine producing bacteria and biogenic amine formation in marinated fish
Yazar: İLKNUR UÇAK
Danışman: PROF. DR. NALAN GÖKOĞLU
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Ürünleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Su Ürünleri = Aquatic Products

Özet:
Bu çalışmada yüksek hidrostatik basınç uygulamasının ringa (Clupea harengus)
marinatında psikrotolerant biyojen amin üreten bakteriler ve biyojen amin üretimi
üzerine olan etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, farklı asit
konsantrasyonları (%2 ve %4) ile hazırlanan ringa marinatlarına Morganella
psychrotolerans ve Photobacterium phosphoreum bakterileri inoküle edilerek vakum
paketlenmiş ve yüksek hidrostatik basınç (100 MPa, 300 MPa ve 500 MPa 5-10 dk)
uygulanmıştır. Yüksek hidrostatik basınç uygulanan ringa marinatları 4oC'de 3 ay
boyunca depolanarak kalitesinde meydana gelen değişimler incelenmiştir.
Morganella psychrotolerans gelişiminin baskılanmasında %4 asit
konsantrasyonu ile birlikte 300 MPa 10 dk ve 500 MPa yüksek hidrostatik basınç
uygulamasının önemli derecede (P<0.05) etkili olduğu tespit edilmiştir. Photobacterium
phosphoreum inaktivasyonunda %4 asit konsantrasyonu ile 300 MPa ve üzeri yüksek
hidrostatik basınç uygulamasının önemli derecede (P<0.01) etkili olduğu ve depolama
süresince bakteri gelişiminin olmadığı gözlenmiştir. Morganella psychrotolerans ile
inoküle edilen %4 asit konsantrasyonlu ringa marinatlarında 500 MPa yüksek
hidrostatik basınç uygulamasının laktik asit bakterileri (LAB) ve toplam psikrofil
bakteri gelişimini önlemede tamamen etkili olduğu tespit edilmiştir. Photobacterium
phosphoreum ile inoküle edilen %2 asit konsantrasyonlu gruplarda 500 MPa, %4 asit
konsantrasyonlu gruplarda ise 300 MPa ve üzeri yüksek hidrostatik basınç
uygulamasının LAB ve toplam psikrofil bakteri gelişimini baskılamada etkili olduğu
bulunmuştur. Hidrojen sülfür üreten bakteriler ve maya-küf gelişimi sadece M.
psychrotolerans ile inoküle edilen %2 asit konsantrasyonlu gruplarda gözlenirken, P.
phosphoreum ile inoküle edilen marinatlarda depolama boyunca hidrojen sülfür üreten
bakteriler ve maya-küf gelişimi gözlenmemiştir.
Ringa marinatlarında yüksek hidrostatik basınç uygulaması biyojen amin
oluşumunu önemli derecede (P<0.01) etkilemiştir. Morganella. psychrotolerans ile
inoküle edilen %2 asitli ringa marinatında 500 MPa 10 dk yüksek hidrostatik basınç
uygulaması histamin oluşumunu tamamen engellerken, %4 asit gruplarında depolama
süresince histamin oluşumu gözlenmemiştir. Photobacterium phosphoreum ile inoküle
edilen %2 asitli marinat gruplarında depolama süresince histamin oluşumu tespit
edilmiş ancak 300 MPa ve üzeri basınç gruplarında bu oluşum önemsiz düzeyde kabul
edilmiştir. Histamin oluşumu %4 asit konsantrasyonu ile hazırlanan P. phosphoreum
inokülasyon gruplarında depolama boyunca önemsiz bulunmuştur. M. psychrotolerans
inokülasyon gruplarında her iki asit konsantrasyonunda da putresin oluşumu gözlenmiş
ancak farklı asit konsantrasyonları ve yüksek hidrostatik basınç uygulaması putresin
oluşumunun baskılanmasında önemli derecede etkili olmuştur. Photobacterium
phosphoreum ile inoküle edilen ringa marinatlarında %2 asitli gruplarda putresin
oluşumu önemsiz düzeyde iken, %4 asit konsantrasyonunda depolama boyunca putresin
oluşumu gözlenmemiştir. Kadaverin oluşumunda yüksek hidrostatik basınç uygulaması
düşük asitli M. psychrotolerans inokülasyon gruplarında oldukça başarılı olurken, %4
asitli gruplarda ise depolama boyunca oluşum görülmemiştir. Photobacterium
phosphoreum ile inoküle edilmiş her iki asit grubunda da önemsiz düzeyde kadaverin
oluşumu gözlenmiştir. Tiramin oluşumunu engellemede yüksek hidrostatik basınç
uygulaması düşük asit konsantrasyonlarında etkili olmayıp her iki bakteri grubunda da
%4 asit kombinasyonu ile oldukça etkili sonuçlar vermiştir.
TVB-N değerleri M. psychrotolerans ile inoküle edilen kontrol gruplarında
depolamanın 15. gününde sınır değerlere ulaşmıştır. Depolama boyunca TVB-N
değerleri %4 asitli ve 500 MPa yüksek basınç uygulanmış marinatlarda 'çok iyi kalite'
özelliğini korumuştur. Photobacterium phosphoreum ile inoküle edilen ringa
marinatlarında depolama süresince %4 asit konsantrasyonu ile hazırlanmış gruplarda
TVB-N değerleri önemli derecede (P<0.01) düşük bulunurken, yüksek hidrostatik
basınç uygulamasıyla TVB-N oluşumu azalmış ve depolama süresince sınır değere
ulaşmamıştır. Depolama süresince M. psychrotolerans inokülasyonlu her iki asit
konsantrasyonunda kontrol grupları ve yüksek basınç uygulanan gruplar arasında TMAN
değerleri açısından önemli derecede farklılıklar tespit edilmiştir. Düşük asit
konsantrasyonunda 500 MPa yüksek hidrostatik basınç uygulaması TMA-N oluşumunu
önlemede oldukça etkili olurken, %4 asit gruplarında 100 MPa ve üzeri tüm basınç
uygulamalarının başarılı olduğu tespit edilmiştir. Photobacterium phosphoreum ile
inoküle edilen gruplarda farklı asit konsantrasyonları TMA-N oluşumunda önemli
derecede (P<0.01) etkili olmuştur. Her iki asit grubunda da kontrol grupları daha yüksek
değerlere ulaşırken, 300 MPa ve üzeri yüksek hidrostatik basınç uygulaması TMA-N
oluşumunu baskılamada oldukça başarılı sonuçlar vermiştir. Yüksek hidrostatik basınç
uygulaması ile her iki bakteri grubunda da %2 asit konsantrasyonunda pH değerleri
kontrol grubuna göre düşük kalmıştır. Ancak yüksek asit konsantrasyonlu gruplarda pH
değerlerinde depolama süresince dalgalanmalar gözlenmiştir. TBA değerleri tüm
gruplarda depolama boyunca artış göstermiş ancak basınç uygulanan gruplarda kontrol
gruplarına göre daha düşük bulunmuştur. Yüksek hidrostatik basınç uygulanan
grupların duyusal genel beğenisi depolama boyunca kontrol gruplarından daha iyi
olmuştur.
Yapılan çalışma sonunda, M. psychrotolerans ve P. phosphoreum ile inoküle
edilen farklı asit konsantrasyonlarındaki ringa marinatlarında mikroorganizma
gelişiminin baskılanması ve biyojen amin oluşumunun kontrol altına alınmasında
yüksek hidrostatik basınç uygulamasının oldukça etkili olduğu gözlenmiştir.
Psikrotolerant biyojen amin üreten bakterilerinin gelişiminin önlenmesi ve dolayısıyla
biyojen amin üretiminin kontrol altına alınması için en uygun asit konsantrasyonunun
%4, en etkin yüksek hidrostatik basınç uygulamasının ise 500 MPa olduğu tespit
edilmiştir. Gerçekleştirilmesi planlanan ileriki çalışmalarda yüksek hidrostatik
hidrostatik basınç uygulamasının balık marinatında endüstriyel kullanıma sunulması uygun görülmektedir.

Abstract:
The aim of this study was to investigate the inhibitory effects of high hydrostatic
pressure (HHP) processing on psychrotolerant biogenic amine producing bacteria and
biogenic amine formation in marinated herring (Clupea harengus). For this purpose,
marinated herring fillets prepared with different acid concentrations (2% and 4%) were
inoculated with Morganella psychrotolerans and Photobacterium phosphoreum, then
treated with HHP (100 MPa, 300 MPa, 500 MPa 5-10 min.) and packed under vacuum.
Samples treated with HHP were stored at 4oC for 3 months in order to evaluate the
alterations in quality parameters. It was observed that 300 MPa 10 min and 500 MPa
HHP processing had significant effects (P<0.05) in suppression of M. psychrotolerans
growth in marinated herring prepared with 4% acid. HHP processing over 300 MPa was
significantly effective (P<0.05) to inactivate P. phosphoreum (in 4% acid concentration)
and no bacteria growth was observed during the storage period.
Application of HHP over 500 MPa was efficient in preventing the growth of
lactic acid bacteria (LAB) and total psychrophilic bacteria in marinated herring (4%
acid) inoculated with M. psychrotolerans. 300 MPa and higher HHP was effective to
inhibit LAB and total psychrophilic bacteria growth in 4% acid groups inoculated with
P. phosphoreum, while 500 MPa HHP was effective in 2% acid groups inoculated with
P. phosphoreum. Hydrogene sulphide (H2S) producing bacteria and yeast-mold growth
were observed in only 2% acid groups inoculated with M. psychrotolerans, whereas
there was no growth of H2S producing bacteria and yeast-mold in groups inoculated
with P. phosphoreum.
HHP processing significantly (P<0.05) affected the formation of biogenic
amines in marinated herring. Histamine formation was prevented with 500 MPa 10 min
HHP treatment in 2% acidic marinade inoculated with M. psychrotolerans, while no
histamine formation was observed in 4% acidic marinade. During the storage period,
v
histamin formation was found in 2% acid groups inoculated with P. phosphoreum,
however this formation was considered as insignificant at 300 MPa and higher HHP
treatment. Histamin was found insignificant in 4% acid groups inoculated with P.
phosphoreum throughout the storage period. In M. psychrotolerans inoculation groups
HHP treatment was significantly effective for prevention of the formation of putrescine,
while observed in both acid concentration groups. Putrescine formation was found
insignificant in 2% acid groups inoculated with P. phosphoreum, while this biogenic
amine was not observed in 4% acid concentration during the storage period. Kadaverine
was not observed in marinades inoculated with P. phosphoreum and M. psychrotolerans
inoculation groups with 4% acid. HHP treatment was effective to suppress tyramine
formation in high acid concentration groups inoculated with both bacteria culture.
TVB-N values were reached to limit values at 15th day of storage in control
groups of M. psychrotolerans inoculated marinades. 4% acid groups treated with 500
MPa HHP maintained their ''good quality'' throughout the storage. HHP treatment
significantly reduced the TVB-N formation in 4% acid concentration groups inoculated
with P. phosphoreum and TVB-N values were significantly lower than those of 2% acid
concentration marinades. During the storage period, considerable differences were
found between controls and HHP treated groups in M. psychrotolerans inoculated
marinades in terms of TMA-N values. 500 MPa HHP treatment was quite efficient to
prevent TMA-N formation in low acid concentration, while pressure over 100 MPa was
successful in 4% acid groups. Different acid concentrations were significantly (P<0.01)
effective to prevent TMA-N formation in P. phosphoreum inoculation groups. While
control groups reached higher values in both acid concentrations, pressure over 300
MPa resulted in suppresion of TMA-N formation. pH values remained lower in HHP
treatment groups preaperad with 2% acid concentration. However, pH values showed
fluctuations in higher acid concentration groups during the storage time. TBA değerleri
tüm gruplarda depolama boyunca artış göstermiş ancak basınç uygulanan gruplarda
kontrol gruplarına göre daha düşük bulunmuştur. Yüksek hidrostatik basınç uygulanan
grupların duyusal genel beğenisi depolama boyunca kontrol gruplarından daha iyi
olmuştur. TBARS values showed increasing in all groups during the storage period,
however remained lower in pressure treated groups than the control groups. In high
pressure treated groups, sensory quality (general acceptance) found better than control
groups throughout the storage.
In this study, it was observed that HHP processing has significant effect to control
growth of M. psychrotolerans and P. phosphoreum and biogenic amine formation in
herring marinades. In order to prevent growth of psychrotolerant biogenic amine
producing bacteria and formation of biogenic amine in herring marinades, 4% acid
concentration and 500 MPa pressure treatment is most effective. The results showed
that, HHP treatment can be used in herring marinades for sustain the good quality.