İndirgen atmosferik kurutma tekniğinin elmanın antioksidan aktivitesi ve bazı fizikokimyasal özellikleri ile kullanılan model mikroorganizmalar üzerine etkisi
Effect of reducing atmospheric drying on microbial loadsin food
Yazar: SERAP ŞİŞİK
Danışman: PROF. DR. DUREYT VEZİROĞLU
Iğdır Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Bu çalışmada İndirgen Atmosferik Kurutma (İAK) sisteminin farklı mikroorganizmalar (L. bulgaricus (LB), S. thermophilus (ST), P. fluorescens (PF) ve Z. Rouxii (ZR) suşları) üzerine etkisi ele alınmıştır. Bu amaçla mikroorganizmalar elma dilimleri üzerine inoküle edilmiş ve bu elma dilimleri İAK sisteminde hava, azot (N2) ve indirgen gaz içeren gaz karışımı (%4 H2+ %96 N2) olmak üzere 3 farklı kurutma atmosferi ile kurutularak ölen, iyileşen, yaralı, yaralı ve canlı hücre sayısı incelenmiştir. Buna ek olarak, elma dilimlerinin bir kısmı mikroorganizma inoküle edilmeden hem İAK sistemi hem de kıyaslanmak üzere liyofilizasyon, vakum ve fırında kurutma işlemlerine tabi tutularak elma dilimlerinin nem, su aktivite miktarı ve antioksidan (DPPH, ABTS, flavonoid ve toplam fenolik madde miktarı) araştırılmıştır. Uygulanan mikrobiyolojik analizler neticesinde, kurutma şartlarının tüm mikroorganizma çeşitlerine ait iyileşen ve yaralı (H2) hücre sayısı üzerine herhangi bir etkisinin olmadığı tespit edilmiştir. LB ve PF suşlarına ait ölen ve canlı hücre sayısında kurutma şartları arasında bir fark olmadığı tespit edilmiştir (p>0.05). ST suşunda en fazla ölen hücreye (%80,36) İAKMİKS, ZR suşunda ise İAKHAVA ve İAKMİKS numunelerinde rastlanmıştır. Yaralı hücre (NaCl) bakımından ST ve PF suşların da kurutma şartlarının bir etkisi görülmemekle birlikte LB ve ZR suşların da en yüksek yaralı hücre miktarına sırasıyla İAKHAVA ve İAKAZOT numunelerinde rastlanmıştır. ST suşu için canlı hücre, İAKHAVA ve İAKAZOT şartları için benzer (p>0.05) ve İAKMİKS'ten (%19,61) yüksek bulunmuştur. ZR suşunda ise canlı hücre en yüksek İAKAZOT'ta (%25,95) tespit edilmiştir. Termal kurutma işlemi süresince birçok mikroorganizma yüksek sıcaklık stresi, ozmotik stres ve oksidatif stres gibi farklı stres koşularına maruz kalmaktadır. Söz konusu çalışmada kullanılan İAK sisteminde yüksek sıcaklıkta kurutulan mikroorganizmaların, hidrojen (H2) gazı ile birlikte oksidatif stresten potansiyel olarak korunabildiği sonucuna varılmıştır. Antioksidan analizleri neticesinde ise; İAK sistemi ile kurutulan numunelerin diğer kurutma tekniklerinden ve İAK teknikleri arasından ise İAKMİKS numunelerinin daha yüksek antioksidan aktivitesi gösterdiği tespit edilmiştir. Bu durum İAK sisteminde kullanılan hidrojenin indirgen özelliği ve hücre altı birimlere bile hızlı difüze olabilmesiyle ilişkilendirilmiş, İAK sisteminin etkinliğini ispatlamıştır.

Abstract:
In this study, the effect of Reducing Atmospheric Drying (RAD) system on different microorganisms (L. bulgaricus (LB), S. thermophilus (ST), P. fluorescens (PF) and Z. Rouxii (ZR) strains) was discussed. For this purpose, microorganisms were inoculated on apple slices and these apple slices were dried in 3 different drying atmospheres as air, nitrogen (N2) and a gas mixture containing reducing gas (4% H2 + 96% N2) in the RAD system, which died, healed, injured (H2), injured (NaCl) and live cells were examined. In addition, moisture, water activity amount and antioxidant activity (DPPH, ABTS, flavonoid and total phenolic substance content) of apple slices were investigated by subjecting some of the apple slices to both RAD system and lyophilization, vacuum and oven drying processes for comparison, without inoculating microorganisms. As a result of the applied microbiological analysis, it was determined that the drying conditions did not have any effect on the number of healed and injured (H2) cells of all microorganism varieties. It was determined that there was no difference between the drying conditions in the number of dead and viable cells of LB and PF strains (p>0.05). The highest number of dead cells (80.36%) were found in the ST strain in RADMIX, and in the ZR strain in RADAIR and RADMIX samples. In terms of injured cell (NaCl), there was no effect of drying conditions in ST and PF strains, but the highest amount of injured cells in LB and ZR strains was found in RADAIR and RADNITROGEN samples, respectively. Live cell for ST strain was similar (p>0.05) and higher than RADMIX (19.61%) for RADAIR and RADNITROGEN conditions. In ZR strain, on the other hand, the highest viable cell was detected in RADNITROGEN (25.95%). During the thermal drying process, many microorganisms are exposed to different stress conditions such as high temperature stress, osmotic stress and oxidative stress. It was concluded that bacteria dried at high temperatures in the RAD system used in the study in question could potentially be protected from oxidative stress with hydrogen (H2) gas. As a result of antioxidant analysis; It was determined that the samples dried with the RAD system showed higher antioxidant activity than the other drying techniques and the RADMIX samples among the IAK techniques. This situations was associated with the reducing property of hydrogen (H2) used in the RAD system and its rapid diffusion even to subcellular units, proving the effectiveness of the RAD system.