Saccharomyces boulardii kullanarak probiyotik yoğurt üretimi ve bazı prebiyotiklerin yoğurtların çeşitli nitelikleri üzerine etkisinin incelenmesi
Developing probiotic yogurt using Saccharomyces boulardii and various prebiotics investigation of their effects on yogurts
Yazar: İPEK HAZAL ÜNVER
Danışman: DOÇ. DR. NEŞE ŞAHİN YEŞİLÇUBUK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Saccharomyces boulardii probiyotik mayasının yoğurtlardaki potansiyel kullanım uygulamaları hem gıda sektöründe probiyotik ürün çeşitliliği için hem de antibiyotik kullanımı ile ilişkili diyare hastalığından şikayetçi tüketiciler için alternatif bir uygulama olma yönündedir. Son yıllarda fonksiyonel gıdalar alanında çeşitliliğin artmasıyla prebiyotiklerin de fermente süt ürünlerine ilavesi üzerine olan araştırmalar yoğunlaşmışıtr. 
Bu çalışmada Saccharomyces boulardii mayası ve üç farklı prebiyotik bileşen ilavesi ile üretilen yoğurtların 21 günlük depolama süresi boyunca  1, 7, 14 ve 21. günlerde fiziksel, kimyasal, mikrobiyolojik, duyusal özelliklerinin karşılaştırılması ve Saccharomyces boulardii mayası ile yoğurtların probiyotik özelliğini koruyabilme durumunun incelenmesi amaçlanmıştır. 
Bu amaçla 5 farklı çeşit yoğurt üretilmiştir. Yoğurt A; sadece starter kültür ilavesi ile üretilen (%3), yoğurt B; starter kültür (%3) ve probiyotik maya (%2) ilavesi ile üretilen, yoğurt C, D, E ise sırası ile starter kültür ve probiyotik maya ilaveli yoğurtlara prebiyotik bileşenlerden olan dirençli nişasta (%1), inülin (%1) ve oligofruktoz (%0,75) ilavesi ile üretilen yoğurtlardır. 
Tüm yoğurt örneklerinde yapılan kimyasal ve fiziksel analiz sonuçlarına göre; yoğurtların kuru madde içerikleri % 9,8 ile % 12,0, serum ayrılma miktarları % 32,2 ile % 38,0 titrasyon asitliği değerleri % 0,8 ile % 1,0, pH değerleri ise 3,85 ile 4,18 değerleri arasında değişmiştir. Örneklerin kuru madde içeriklerinde genel olarak bir düşüş gözlenmiş olup, serum ayrılması miktarlarında ise artış tespit edilmiştir. Kuru madde içeriği ve serum ayrılması miktarları açısından örnekler arasında istatistiksel olarak fark gözlenmezken, kontrol örneklerinde (yoğurt A) serum ayrılması miktarı depolama süresi sonunda ortalama olarak en yüksek değerleri göstermiştir. Oligofruktoz ilaveli yoğurtlarda ise serum ayrılması diğer örneklere göre ortalama değer olarak daha az bulunmuştur. 
Titrasyon asitliği ve pH değerleri de birbirleri ile ilişkili olarak değişmiş, asitlik arttıkça pH değerleri azalmıştır. Probiyotik maya ve, prebiyotik bileşen ilavesi örnekler arasında anlamlı fark oluşturmamış, ancak kontrol+probiyotik maya ilaveli yoğurtlarda pH düşüşünün diğer gruplara göre yavaş olduğu görülmüştür. Yoğurtların tekstür/sertlik değerleri de birbirlerine yakın bulunmuş, depolama süresi arttıkça sertliğin arttığı gözlenmiştir. Renk ve parlaklık değerlendirmesinde ise, tüm yoğurt örneklerinin parlaklık (L*) değerlerinin depolama süreci ile azaldığı görülmüştür.
Saccharomyces boulardii sayısının ise oligofruktoz ilaveli yoğurtlar hariç tüm örneklerde depolama süreci ile birlikte azaldığı görülmüştür. Prebiyotik bileşen ilavesinin Saccharomyces boulardii sayısının korunmasında çok etkili olmadığı, sadece starter kültür ve probiyotik maya ile fermente edilen yoğurtlarda da (yoğurt B) canlılığın %90,0 oranında korunduğu görülmüştür. 21 günlük depolamanın sonunda Saccharomyces boulardii probiyotik maya sayısı kontrol+probiyotik maya ve hem prebiyotik hem de probiyotik maya ilaveli yoğurtlar için (dirençli nişasta, inülin, oligofruktoz) sırası ile 5,22 log kob/g, 5,23 log kob/g,  5,67 log kob/g ve 6,70 log kob/g olmuştur.
Duyusal özellikler açısından değerlendirme yapıldığında ise yoğurtların görünüş değerleri arasında anlamlı fark görülmemiş, depolama süresinin yoğurtların görünüş özelliklerini etkilemediği gözlenmiştir (p>0,05). Ancak depolama sonunda başlangıç puanlarına göre görünüş ortalama puanları genel olarak artış göstermiştir.
Kıvam değerlendirmesinde depolama süreci sonuna doğru kıvam puanları artmış, sadece oligofruktoz ilaveli yoğurt (yoğurt E) örneklerinde azalma gözlenmiş olup bu azalmanın da istatistiksel olarak anlamlı olmadığı bulunmuştur (p>0,05).
Sadece starter kültür+probiyotik maya ile fermente edilen yoğurtlarda (yoğurt B) depolamanın bazı günlerinde yabancı tat oluşumu gözlenmiştir. 
Toplam genel beğeni puanlarına göre depolama süreci incelendiğinde; en çok inülin ilaveli (yoğurt D) ve oligofruktoz ilaveli (yoğurt E) yoğurtların beğenildiği saptanmış olup depolamanın son günü tüm gruplar 3 puanın altında beğeni puanları almıştır.
Sonuç olarak elde edilen inülin ilaveli (yogurt D) ve oligofruktoz ilaveli yoğurtların probiyotik mikroorganizma içeriği yaklaşık 6 log kob/g değerinde olduğu için ve prebiyotik bileşenler açısından da Türk Gıda Kodeksi Etiketleme Yönetmeliği'nde belirtilen şartlara uygunluk sağladığından hem ''probiyotik'' hem de ''prebiyotik gıda'' olarak tanımlanabilir.

Abstract:
There has been a rising interest in using probiotics and prebiotics for dairy products. Probiotic microorganisms are defined as living organisms which contribute positively to human health when consumed in recommended amounts. 
Although being a very popular method of production, probiotic microoorganisms used in dairy products are still mostly bacterias. Yoghurt, ice cream, milk are most widely known probiotic dairy products. However bacterias are unstable in such products. Survival of probiotic microorganisms throughout shelf life is very important for naming product as 'probiotic'.
As a result of poor survival of probiotic bacterias throughout shelf life, adding prebiotics have been a commonly used solution and in food industry. 
Prebiotics are non-digestible carbohydrates which are beneficial to gastrointestinal microbiota by stimulating the growth and maintenance of probiotic microorganisms,. The most common prebiotics are fructooligosaccharides, galactooligosaccharides, isomaltooligosaccharides, inulin, polidextrose, lactulose, resistant starch, xylooligosaccharides. Prebiotics are both more stable than probiotics and they are resistant to the acidic environment of the stomach and cannot be digested through the upper part of the gastrointestinal tract.
Another solution to unstable conditions of probiotic microorganisms is the usasge of probiotic yeasts such as Saccharomyces boulardii. The potential use of Saccharomyces boulardii could be an alternative application  in food industry, both affecting the product variety and helping people who have antibiotic-associated diarrhea. In dairy industry use of yeast Saccharomyces boulardii as a probiotic microorganism is limited both in literature and in researches.
The aim of this study was to investigate the potential application of S. boulardii as a probiotic and also investigate prebiotic effect of resistant starch, inulin, oligofructose, in yogurt how it will affect physical, chemical, microbiological, sensory characteristic of the yogurts by controlling the survival of the yeast for a period of 21 days during storage at 4 °C. Total dry matter, syneresis, total titrable acidity, pH, texture, color (L* brightness) S. Boulardii content and sensory analyses were carried out at days 1., 7., 14. and 21  and results obtained were also evaluated statistically.
Five yogurt formulations (A-E) combining prebiotics (resistant starch, inulin, oligofructose) and probiotic yeast was produced from cow milk. Yogurt A; produced only by the addition of starter cultures (3%), yogurt B; starter culture (3%) with probiotic yeast (2%), yogurt C, D, E as follows, respectively starter cultures with probiotic yeasts and prebiotic components; resistant starch (1%), inulin (1% ) and oligofructose (0.75%) .
According to the results of physical and chemical analyses, dry matter, syneresis, total titrable acidity, pH contents of yogurts were changed between 9,80-12,0%, 32,2-38,0%, 0,80-1,00% and 3,85-4,18 respectively. 
During storage, dry matter content and syneresis of yogurts did not change significantly between groups (p>0.05) and also the effect of storage time over dry matter was found insignificant (p>0,05). Syneresis of control yogurt samples (yogurt A), was averagely higher than the other groups. However, yogurt with probiotic yeast and oligofructose supplemented (yogurt E) presented lowest syneresis value on the last day of storage.
Titratable acidity and pH values were also changed in association with each other, pH values were decreased with increasing total acidity. While the rate of acidity was increasing rapidly during the first weeks, the pace has slowed down in the following weeks. Adding probiotic yeast and prebiotic compounds in yogurts was found insignificant statistically in comparing the samples pH (p>0.05). In addition yogurt 2 (B-starter culture+probiotic yeast) showed slow pH reduction compared to the other groups.
The average hardness values varied from 0,17 N – 0,25 N during storage. Taking values into consideration; hardness of yogurts found close to each other, the hardness increased with increasing storage time 
Color properties of the samples were found between 84,10-90,08 for L*. In assessing brightness, all the yoghurt samples (L *) values were decreased with storage time. It was shown that brightness of the yogurt 4 (inulin and probiotic yeast supplemented yogurt (D-yogurt 4) was darker compared to the other groups.
The probiotic yeast; Saccharomyces boulardii counts of yogurt samples was changed between 5,22 and 6,70 log10 cfu/g. Except the yogurt supplemented with probiotic yeast and oligofructose, (yogurt E) the other all samples were observed to decrease with storage time. Addition of prebiotic compounds was found insignificant for maintaining probiotic yeast count statistically (p>0,05) that control samples with supplemented probiotic yeast (yogurt B) maintained 90 % of viability throughout storage. For all samples B,C,D,E Saccharomyces boulardii counts were 5,22 log10 cfu/g, 5,23 log10 cfu/g,  5,67 log10 cfu/g ve 6,70 log10 cfu/g.
It was observed that probiotic yeast Saccharomyces boulardii content decreased throughout the storage period except for yogurt with oligofructose. Although the number were declining, they were not statistically significant (p>0,05) for 14 days. The lowest probiotic yeast contents observed on 21st day which were found significant (p<0.05), as discussed statistically. On the other hand, yogurt supplemented with probiotic yeast and oligofructose (yogurt E). showed increments throughout the storage time.
Considering sensory properties of yoghurt samples, no significant differences were observed for the parameter appearance between the mean scores of yogurt groups and were also found insignificant over storage time (p>0,05). In addition; appeareance scores increased compared to the first day scores.
Consistency mean scores increased towards the end of storage period only for the yogurt supplemented with probiotic yeast and oligofructose (yogurt 5) showed decreases, but this difference was not statistically important (p>0,05).
The effect of storage time over control supplemented with probiotic yeast yogurts (yogurt B) taste was found significant (p<0.05), as discussed statistically. On certain days of storage, panelists recognized unfamiliar taste while controlling with supplemented probiotic yeast yogurts (yogurt B). 
The scores generally declined throughout storage period for overall acceptability in all yogurt samples. Variations in storage time were found statistically significant (p<0.05). During storage period; yogurt with supplemented probiotic yeast and inulin (yogurt D) also probiotic yeast with oligofructose (yogurt E) were more acceptable and high scored with respect to overall acceptability value by panelists. However, on last day of storage yogurt with supplemented probiotic yeast and resistant starch (yogurt C) and supplemented with probiotic yeast and inulin (yogurt D) had highest average values where the lowest was yogurt with only starter culture and probiotic yeast (yogurt B).
As a result of this study; inulin and probiotic yeast supplemented yogurts (yogurt D) and oligofructose supplemented yogurts (yogurt E) had approximately 6 log10 cfu/g or higher amounts at the end of storage period that they could be defined as 'probiotic'. In addition yogurts which had prebiotic ingredients ensure compliance with the requirements specified in terms of Turkish Food Codex Labeling Regulation so samples could be named both probiotic and prebiotic