Bozada laktik asit bakterisi ve maya starter kültürü kullanımının mineral, biyoaktif madde ve protein biyoerişilebilirliğine etkisi
Effect of using lactic acid bacteria and yeast starter culture on mineral, bioactive substance and protein bioaccessibility of boza
Yazar: MERVE USAL
Danışman: PROF. DR. FATİH TÖRNÜK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bu çalışmada, Türkiye'de satılan ticari bozalardan izole edilen laktik asit bakterileri (LAB) ve mayaların bozanın biyoaktif madde, mineral madde (Mg, K, Fe, Zn) ve protein biyoerişilebilirlikleri üzerindeki etkisi ve optimum özelliklere sahip izolatlar kullanılarak üretilen bozaların soğukta depolanmaları sırasındaki kalite özellikleri belirlenmiştir. Bu amaçla, Türkiye pazarından toplanan 12 ticari boza örneğinden izole edilen LAB ve mayaların enzimatik (fitaz aktivitesi, proteolitik aktivite, gluteni parçalama yeteneği ve fenolik asit dekarboksilaz enzim aktiviteleri) ve antmikrobiyal özellikleri açısından karakterizasyonları yapılmıştır. İzolatlar içerisinden toplam 19 LAB ve 5 maya suşu PCR yöntemiyle tanımlanmıştır. Tanımlanan izolatlar içerisinden yüksek aktivite gösteren üç farklı LAB (Lactococcus lactis, Lactiplantibacillus plantarum, Weisella confusa) ve bir maya (Pichia membranifaciens) izolatının farklı kombinasyonları kullanılarak fermentasyon gerçekleştirilmiş ve 7 farklı boza örneği elde edilmiştir. Kontrol örneği ise ticari boza ile fermente edilerek üretilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, LAB izolatları, Salmonella Typhimurium ATCC 14028 ve Listeria monocytogenes ATCC 13932 üzerinde yüksek inhibitör etki göstermiştir. İzolatların büyük çoğunluğu değişen gluten parçalama yeteneklerine (13,09-25,77 mm) sahipken, Lactococcus lactis subsp. hordniae (M3C), en yüksek gluten parçalama yeteneği ve proteolitik aktivite (53,65 ± 0,88 tirozin µg/mL) göstermiştir. LAB ve maya izolatlarının (n=20) 394,2-1011,1 U/mL arasında değişen fitaz aktivitesine sahip olduğu belirlenmiştir. Boza örneklerinin depolama sürelerinde belirlenen fizikokimyasal ve mikrobiyolojik özelliklerinin farklı kombinasyonlardaki starter kültürlerden etkilendiği tespit edilmiştir (p<0,05). Starter kullanılarak elde edilen boza örneklerinin toplam fenolik madde miktarları kontrol örneğine kıyasla düşük bulunmuştur ancak toplam fenolik ve antioksidan kapasite değerlerinin in vitro sindirim sonrası %BI değerlerinin kontrol örneğinden fazla olduğu belirlenmiştir. Boza örneklerinin Mg, K, Fe ve Zn içerikleri, starter kültür kombinasyonuna bağlı olarak değişiklik göstermiştir. Kontrol örneğine kıyasla starter kültür kullanılarak elde edilen boza örneklerinin mineral maddelerinin % BI değerlerinde artışlar tespit edilmiştir. Son olarak, starter kültür kullanılarak elde edilen boza örneklerinin protein biyoerişilebilirlikleri kontrol örneğine kıyasla çok daha yüksek bulunmuştur. Sonuç olarak, ticari bozalardan izole edilen LAB ve mayalar kullanılarak yüksek mineral, biyoaktif madde ve protein biyoerişilebilirliğine sahip boza üretimi gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
This study determined the impact of lactic acid bacteria (LAB) and yeasts isolated from commercial bozas sold in Turkey on the bioactive and mineral substance (Mg, K, Fe, Zn) and protein bioaccessibility of boza, as well as the quality characteristics of bozas produced using isolates with optimal properties during cold storage. For this purpose, the enzymatic (phytase activity, proteolytic activity, gluten degradation ability, and phenolic acid decarboxylase enzyme activities) and antimicrobial properties of LAB and yeasts isolated from 12 commercial boza samples collected from the Turkish market were identified and characterized. Among the isolates, a total of 19 LAB and 5 yeast strains were identified using the PCR method. Fermentation was carried out using starter cultures formed from different combinations of three highly active LAB isolates (Lactococcus lactis, Lactiplantibacillus plantarum, Weisella confusa) and one yeast isolate (Pichia membranifaciens), resulting in 7 different boza samples. The control sample was produced by fermenting with commercial boza. According to the results obtained, LAB isolates exhibited high inhibitory effects against Salmonella Typhimurium ATCC 14028 and Listeria monocytogenes ATCC 13932. The majority of isolates had varying gluten degradation abilities (13.09-25.77 mm), with Lactococcus lactis subsp. hordniae (M3C) showing the highest gluten degradation ability and proteolytic activity (53.65 ± 0.88 tyrosine µg/mL). LAB and yeast isolates (n=20) displayed phytase activity ranging from 394.2 to 1011.1 U/mL. The physicochemical and microbiological properties of the boza samples during storage were affected by the different combinations of starter cultures (p<0.05). The total phenolic substance amounts of the boza samples obtained using starter cultures were found to be lower than the control sample, but their bioaccessibility of phenolic and antioxidant capasity after in vitro digestion were higher than the control sample. Similarly, the antioxidant capacity values on the 1st day of storage had higher %BI values after in vitro digestion compared to the control sample. The Mg, K, Fe, and Zn contents of the boza samples varied depending on the starter culture combination. Increases in the %BI values of the mineral substances were detected in the boza samples produced using starter cultures compared to the raw boza and control sample. Additionally, the protein bioaccessibility of boza samples obtained using starter culture was found to be much higher than the control sample. As a result, boza with high mineral, bioactive substance, and protein bioaccessibility was produced using LAB and yeasts isolated from commercial boza.