Farklı sıcaklık-süre kombinasyonlarında ısıl strese maruz bırakılan L. acidophilus'un dondurma üretiminde kullanımının araştırılması
Research on the usage of heat stress adapted L. acidophilus at different time-temperature combinations in manufacture of ice cream
Yazar: FİRUZE ERGİN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET KÜÇÜKÇETİN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Dondurma = Ice cream ; Lactobacillus acidophilus = Lactobacillus acidophilus ; Probiyotik bakteriler = Probiotic bacteria ; Probiyotikler = Probiotics

Özet:
Bu çalışmada farklı gelişim evrelerinde (çoğalma ve durma evresi) ısıl strese karşı adaptasyonu sağlanmış probiyotik bakteri (Lactobacillus acidophilus) ve farklı üretim yöntemleri kullanılarak probiyotik dondurma üretilmesi amaçlanmıştır. Probiyotik dondurmalar -20C'de 90 gün süreyle depolanmış ve depolamanın 1. gününde probiyotik dondurmanın fizikokimyasal özellikleri; depolamanın 1., 30., 60. ve 90. günlerinde ise mikrobiyolojik ve duyusal özellikleri belirlemiştir.
Bu araştırmanın ilk aşamasında, farklı gelişim evrelerindeki (çoğalma ve durma) L. acidophilus farklı sıcaklık-süre kombinasyonlarında ısıl strese adapte edildikten sonra -20°C'de 30 gün depolanmıştır.  Mikrobiyolojik analiz sonuçlarına göre -20°C'de 30 gün depolama süresince L. acidophilus'un canlı kalma düzeyinin başlangıçtaki L. acidophilus sayısına göre en yüksek olduğu ısıl adaptasyon koşulları tespit edilmiştir. Sıcaklık, süre ve gelişme evresi olarak L. acidophilus'un adaptasyon koşulları, optimum gelişme sıcaklığının altı için ve optimum gelişme sıcaklığının üstü için sırasıyla 4°C, 18 saat ve çoğalma evresi kombinasyonu ile 45°C, 15 dakika ve çoğalma evresi kombinasyonu olarak belirlenmiştir.
Süt içerisinde, belirlenen koşullarda ısıl adaptasyonu sağlanmış L. acidophilus kullanılarak "Probiyotik Dondurma" üretilmiştir. Probiyotik dondurma üretimi; miksin ısıl adaptasyonu sağlanmış L. acidophilus içeren süt ile fermente edildikten sonra dondurmaya işlenmesi (1. yöntem) ve ısıl adaptasyonu sağlanmış L. acidophilus içeren süt eklenen miksin fermente edilmeden dondurmaya işlenmesi (2. yöntem) olmak üzere 2 farklı yöntem kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın kontrol grubunu ise, ısıl strese karşı adapte edilmeyen L. acidophilus kullanılarak her iki yönteme göre üretilen dondurma örnekleri oluşturmuştur.
Dondurma miksleri ve dondurma örnekleri fizikokimyasal özellikleri açısından değerlendirildiğinde, birinci ve ikinci yöntem kullanılarak üretilen dondurmalar arasındaki fark önemli (P<0.001) bulunmuştur. Isıl adaptasyon uygulamalarının sadece dondurma mikslerinin viskozite değeri üzerine etkisinin önemli olduğu belirlenmiştir. 
Tüm probiyotik dondurma örneklerinde 90 günlük depolama sonunda yeterli sayıda probiyotik bakteri (≥107 kob/g) bulunduğu saptanmıştır. Depolama süresinin sonunda en düşük azalma oranının 4ºC'de 18 saat tutularak ısıl adaptasyonu sağlanan L. acidophilus kullanılarak 1. yönteme göre üretilen dondurma örneklerinde olduğu tespit edilmiştir. Duyusal analiz sonuçlarına göre, ısıl adaptasyonu sağlanan L. acidophilus'un dondurma üretiminde kullanılabileceği belirlenmiştir. Ayrıca dondurma miksine fermantasyon işlemi uygulanmadan üretilen probiyotik dondurmaların panelistler tarafından daha fazla beğenildiği saptanmıştır.

Abstract:
To manufacture of probiotic ice cream produced by using Lactobacillus acidophilus, which was adapted to heat stress at its diffrerent growth phases (log and stationary phases) and with different manufacturing methods was aimed in this study. Probiotic ice cream was stored at -20C for 90 days and physicochemical properties of the probiotic ice cream samples, and microbiological and sensorial properties of probiotic ice cream samples were determined on day 1 and on days 1, 30, 60 and 90 of the storage, respectively.
In the first stage of the study, L. acidophilus at different growth phases (log and stationary phases) was adapted to heat stress, which at different time-temperature combinations, then stored at -20ºC for 30 days. According to the microbiological analysis results, heat adaptation conditions were determined by the highest survival rate of L. acidophilus in the samples during 30 days of storage to the count of heat-adapted L. acidophilus in MRS broth. Adaptation conditions of L. acidophilus, such as temperature, time and growth phase, were combination of 4ºC, 18-hour and log-phase and combination of 45ºC, 15-minute and log phase for below-optimum growth temperature and above-optimum growth temperature, respectively.
Probiotic ice cream was produced by using L. acidophilus, which was adapted at specified heat adaptation conditions in milk. Probiotic ice cream was produced by the following two different methods: ice cream mix was fermented by heat-adapted L. acidophilus in milk prior to freezing (the first method) and heat-adapted L. acidophilus in milk was added to ice cream mix prior to freezing (the second method). Probiotic ice cream samples produced by using non-adapted L. acidophilus and with both of manufacturing methods were control samples of the study.
Significant differences (P<0.001) were found among ice cream mixes, and the ice cream samples produced by the first method and by the second method regarding physicochemical properties. The viscosity value of ice cream mix was significantly affected by the heat adaptation treatments.
At the end of the 90-day storage sufficient numbers (≥ 107 cfu/g) of probiotic bacteria was found in all probiotic ice cream samples. The lowest reduction ratio of number of L. acidophilus in the samples at the end of the storage was determined in the ice cream samples produced with the first method and by using L. acidophilus, which was adapted at 4ºC for 18 hours. According to the sensory evaluation results, probiotic ice cream can be produced by using L. acidophilus, which was adapted to heat stress. However, it was determined that probiotic ice cream produced from non-fermented ice cream mix was more preferred by panelists.