Yöresel ekşi hamurlardan saccharomyces cerevisiae suşlarının izolasyonu, tanımlanması ve multifonksiyonel özelliklerinin belirlenerek endüstriyel öneme sahip suşların saptanması
Isolation and identification of saccharomyces cerevisiae strains from local sourdoughs and determination of industrially important strains by examining their multifunctional properties
Yazar: BUKET SOLAK
Danışman: PROF. DR. ZEKİYE YEŞİM ÖZBAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bu tez çalışmasında, yöresel ekşi hamurlardan izole edilen endojen Saccharomyces cerevisiae suşlarının multifonksiyonel özelliklerinin incelenerek, endüstriyel öneme sahip suşların belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, ülkemizde ekşi hamur ile ekmek üretiminin yaygın olduğu çeşitli bölgelerden sağlanan toplam 38 örnek ile çalışılmıştır. Ekşi hamur örneklerindeki toplam maya sayımlarının; 3.5-7.1 log kob/g arasında değiştiği saptanmıştır. WL Nütrient agar besiyeri kullanılarak, bu örneklerden toplam 185 adet olası S. cerevisiae izolatı elde edilmiştir. Bu izolatların tanımlamalarının yapılabilmesi amacıyla; API ID 32C maya tanımlama sistemi ve bazı ek testler kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, toplam 185 izolattan 146' sı kesin olarak S. cerevisiae olarak tanımlanmışlardır. Daha sonra, incelenen suşların WL Nütrient agar besiyerindeki makroskobik morfolojileri, karbon asimilasyon profilleri ve ek tanımlama testlerinin sonuçları değerlendirilerek, toplam 83 suş, teknolojik özelliklerinin belirlenmesi için seçilmişlerdir. Suşların, farklı sıcaklık ve pH değerleri ile farklı tuz derişimlerinde gelişebilme özellikleri, laktik ve asetik aside karşı gösterdikleri direnç ve hamur kabartma yetenekleri ile, katalaz, lipolitik ve proteolitik aktiviteleri incelenmiştir. Bunlara ilaveten, API-ZYM enzim test kiti kullanılarak, incelenen suşların enzim profilleri de ortaya konulmuştur. Teknolojik ve enzimatik karakterizasyon deneylerinden elde elde edilen sonuçlar, istatistiksel olarak Temel Bileşen Analizi (TBA) ile değerlendirilmişlerdir. Teknolojik ve enzimatik özellikleri açısından üstün bulunan 23 S. cerevisiae suşu, probiyotik özelliklerinin de araştırılması amacıyla seçilmişlerdir. Suşların, antibiyotik dirençleri, antimikrobiyel aktiviteleri, düşük pH' ya ve safra tuzuna karşı gösterdikleri direnç, hidrofobisite özellikleri ve biyofilm oluşturma yetenekleri incelenmiştir. Uygulanan testler sonucunda elde edilen verilere TBA uygulanmıştır. Yapılan istatistiksel analiz sonucunda; incelenen 23 S. cerevisiae suşundan 7' sinin (S. cerevisiae Kafes 2, Örencik 2-1, Örencik 5-1, Örencik 6-2, Odunpazarı 2, Çarşa 1-6 ve Gerede 2-3) probiyotik potansiyele sahip olmaları nedeniyle, multifonksiyonel suş olarak nitelendirilebilecekleri ve endüstriyel açıdan da önem taşıdıkları belirlenmiştir. Bu tez araştırmasında ayrıca, teknolojik ve enzimatik özellikleri açısından üstün bulunan 23 S. cerevisiae suşunun, fermantasyon kapasiteleri de incelenmiştir. İncelenen suşlardan 7' sinin, kontrol olarak kullanılan ticari ekmek mayası suşundan daha iyi sonuçlar verdikleri, diğerlerinin hesaplanan fermantasyon hızlarının ise, kontrol suşununkine yakın değerlerde oldukları saptanmıştır. Bu araştırmada son olarak; gıda endüstrisinde starter olarak kullanılma potansiyeline sahip 26 suşun DNA sekans analizleri gerçekleştirilerek, moleküler olarak doğrulanmaları da sağlanmıştır. Araştırılan tüm suşların ITS bölgelerinin baz uzunlukları yaklaşık 800 bp olarak belirlenmiştir. DNA sekans analizi sonucunda suşların 23 tanesinin S. cerevisiae, 3' ünün de S. cerevisiae/S. paradoxus oldukları doğrulanmıştır. Bunun yanı sıra, S. cerevisiae Manisa 3 ve Çarşa 1-6 suşlarının ITS sekans benzerliklerinin %95' ten düşük olmalarının, bu suşların yeni S. cerevisiae suşları olabilecekleri şeklinde yorumlanmıştır.

Abstract:
In this thesis research, it was aimed to determine industrially important indigenous Saccharomyces cerevisiae strains isolated from local sourdoughs by examining strains' multifunctional properties. For this purpose, 38 samples that were collected from various regions of Turkey where bread production was widely made by sourdough fermentation were examined. It was determined that total yeast counts in the sourdough samples varied between 3.5-7.1 log cfu/g. A total of 185 potential S. cerevisiae isolates were obtained from these samples by using WL Nutrient agar medium. So as to identify of these isolates, API ID 32C yeast identification system and some complementary tests were applied. According to obtained results, 146 out of 185 isolates were precisely identified as S. cerevisiae. Afterwards, total 83 strains were selected for analyses of determination of technological properties by assessing macroscopic morphologies on WL Nutrient agar medium, carbon assimilation profiles, and complementary tests' results of examined strains. Strains' growth features at different temperature, pH values, and different salt concentrations and their resistance to lactic and acetic acids and their leavening ability and their catalase, lipolytic, and proteolytic activities were examined. In addition to these, by using API-ZYM enzyme test kit, the enzyme profiles of tested strains were revealed. The results obtained from technological and enzymatic characterization experiments were evaluated statistically through the Principal Component Analysis (PCA). Twenty-three S. cerevisiae strains that were found out to be superior in terms of technological and enzymatic properties were selected for investigation of probiotic properties. Strains' antibiotic resistance, antimicrobial activities, resistance to low pH and bile salt, hydrophobicity properties, and ability of biofilm production were examined. PCA was applied to the data obtained from the tests. As a result of statistical analysis, it was determined that seven S. cerevisiae (S. cerevisiae Kafes 2, Orencik 2-1, Orencik 5-1, Orencik 6-2, Odunpazarı 2, Carsa 1-6 and Gerede 2-3) out of 23 tested strains can be categorized as multifunctional strains and have importance in terms of industry thanks to having potential probiotic. In this thesis research, moreover, the fermentation capacity of 23 S. cerevisiae strains was also examined. It was found out that seven tested strains had better results than the commercial yeast used as control and others' calculated fermentation rates were close to the control strain. Finally, in this research, DNA sequence analysis of 26 strains which have potential to be used as starter in food industry was realized and was molecularly confirmed. It was determined that all tested strains' base length of ITS regions was approximately 800 bp. As a result of DNA sequence analysis, 23 strains were verified as S. cerevisiae, while 3 were verified as S. cerevisiae/S. paradoxus. In addition, it was understood that S. cerevisiae Manisa 3 and Carsa 1-6 strains could be the new S. cerevisiae strains because their ITS sequence similarities were lower than 95%.