Soğukta ve dondurularak depolanan uskumru balığında (Scomber scombrus) lipidlerdeki ve proteinlerdeki  
değişmelere bitkisel ekstraktların etkisi:Antioksidan ve antimikrobiyal aktivite
Effect of plant dietary extracts on the changes in lipids and proteins of atlantic mackerel (Scomber scombrus) during refrigerated and frozen storage: Antioxidative and antimicrobial activity of plant extracts
Yazar: BERNA ÖZALP ÖZEN
Danışman: PROF. DR. AYLA SOYER
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada, soğukta ve dondurularak depolama süresince kıyma ve fileto uskumruların mikrobiyal, oksidatif ve duyusal kalitesine yeşil çay (YÇE), üzüm çekirdeği (ÜÇE) ve nar kabuğu (NKE) ekstraktlarının  etkinliği incelenmiştir. Bitkisel materyallerin toplam fenolik madde miktarları dikkate alınarak, son üründe istenen toplam fenolik madde miktarı kıymada 100 ppm, filetoda 50 ppm olacak şekilde örnekler hazırlanmıştır. Depolama sırasında bitkisel ekstraktların etkinliği, sentetik antioksidan (BHT) içeren ve hiçbir katkı içermeyen kontrol (K) örnekler ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada ayrıca, bitkisel ekstraktların antioksidan aktiviteleri, antimikrobiyal aktiviteleri, toplam fenolik madde miktarları, fenolik madde dağılımları ve metallerle kelat oluşturma kapasiteleri belirlenmiştir.
NKE'nın (114.27 g gallik asit eşdeğeri/kg), ÜÇE (33.75 g gallik asit eşdeğeri/kg) ve YÇE'dan (22.08 g gallik asit eşdeğeri/kg) daha yüksek miktarda fenolik madde içerdiği ve buna bağlı olarak da daha yüksek oranda antioksidan aktivite (816.99 mM troloks/g) gösterdiği belirlenmiştir (P<0.01). YÇE'nın, Salmonella enterica serotype Enteritidis (S. Enteritidis), Listeria monocytogenes, Escherichia coli O157:H7 ve Staphylococcus aureus'a karşı herhangi bir antimikrobiyal aktivite göstermediği belirlenmiştir. NKE, Salmonella enterica serotype Enteritidis (S. Enteritidis), Listeria monocytogenes, ve Staphylococcus aureus'a karşı etkili iken Escherichia coli O157:H7'ye karşı herhangi bir antimikrobiyal aktiviteye sahip değildir. ÜÇE'nın, Salmonella enterica serotype Enteritidis (S. Enteritidis), Listeria monocytogenes, Escherichia coli O157:H7 ve Staphylococcus aureus'a karşı değişik düzeylerde antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir.
Antioksidan uygulaması, soğukta depolanan kıyma ve fileto etlerde mikrobiyal ve oksidatif kaliteyi etkilemiştir. Antioksidan kaynağı içeren örneklerde TAPB sayıları daha düşük bulunmuş ve depolama boyunca en düşük TAPB sayısı, NKE (kıyma örneklerde 6.46 log10kob/g, fileto örneklerde 5.30 log10kob/g) içeren örneklerde saptanmıştır (P<0.01). Soğukta depolanan kıyma K örnekleri ile kıyaslandığında, NKE uygulamasının depolamanın 10. gününde 0.75 log azalma sağladığı belirlenmiştir. TVB-N ve TMA-N miktarları antioksidan ilavesi ile önemli düzeyde azaltılabilmiştir (P<0.01). Kıyma K örneklerde, TVB-N miktarı 7. günde bozulma sınırına ulaşırken, antioksidanlı örnekler kabul sınırlarında kalmıştır. Soğukta depolanan fileto örnekler ise 7. günde bozulma sınırını aşmışlardır. TVB-N ve TMA-N bileşiklerinin oluşmasında, mikrobiyal faaliyet yanında enzimatik reaksiyonlar da etkilidir. Depolama süresine bağlı olarak heme demir miktarı azalmış, bu azalma antioksidanlı örneklerde daha yavaş gelişmiştir (P<0.01). Duyusal analizde, depolama süresince K grubu diğer örnek gruplarından daha düşük puanlarla değerlendirilirken, NKE panelistlerin koku puanlarını olumlu yönde etkilemiştir.
Dondurma işlemi ve antioksidan ilavesi TAPB sayısını azaltmıştır (P<0.01). Depolama sonunda TAPB sayısı en düşük NKE'lı örnekler (kıyma örnekler için 3.23 log10KOB/g, fileto örnekler için 2.81 log10KOB/g) olmuştur (P<0.01). Antioksidan ilavesi, donmuş depolama sırasında daha az TVB-N ve TMA-N oluşumuna neden olmuştur (P<0.01). TAPB sayısı, TMA-N ve TVB-N miktarları dikkate alındığında bitkisel ekstrakt uygulamasının dondurarak depolanan kıyma ve fileto uskumruların kalitesini korumada 6 ay etkili olduğu belirlenmiştir. Bitkisel antioksidan kaynaklarının, örneklerde oksidatif reaksiyonları yavaşlatarak renk değişimini sınırlandırdığı belirlenmiştir. Dondurularak depolanan örneklerde depolama süresince taze balık, ransit, yağsı, boya ve kimyasal/bitkisel eksrakt kokuları yönlerinden giderek azalan puanlar aldıkları belirlenmiştir. Panelistler K örneklerine daha düşük puanlar vermiştir. 
Soğukta ve donmuş depolama süresinin uzamasına bağlı olarak lipidlerde ve proteinlerde oksidatif reaksiyonlar meydana gelmiştir. Peroksit değeri, TBARM değeri, p-anisidin değeri, karbonil ve sülfidril miktarları, BHT ve NKE uygulamalarının oksidasyonu geciktirmede daha etkili olduğunu göstermiştir. Bitkisel antioksidan kaynakları arasında NKE, lipid ve protein oksidasyonunu azaltmada diğerlerinden daha etkili bulunmuştur. Lipid ve protein oksidasyonu üzerine YÇE etkili bulunmamıştır. Depolama süresince kıyma ve fileto örneklerde çoklu doymamış yağ asitlerinde azalma, tekli doymamış ve doymuş yağ asitlerinin miktarlarında artış görülmüştür. Soğukta depolanan kıyma örneklerin çoklu doymamış yağ asitlerinde %27.51, fileto örneklerde %44.02 azalma gözlenmiştir. Dondurularak depolanan kıyma örneklerin çoklu doymamış yağ asitlerinde %29.63, fileto örneklerde %31.48 azalma gözlenmiştir.  Depolama süresince protein çözünürlüğü giderek azalmış, miyofibrilar protein fraksiyonlarında değişimler meydana gelmiş ve yüksek molekül ağırlığına sahip protein fraksiyonlarında azalma gözlenmiştir. Protein çözünürlüğünde soğuk depolanan kıyma örneklerde en fazla azalma %36 ile sarkoplazmik protein çözünürlüğünde (SPÇ), fileto örneklerde en fazla azalma %35 ile miyofibrilar protein çözünürlüğünde (MPÇ), donmuş depolanan kıyma örneklerde %67 ile miyofibrilar protein çözünürlüğünde (MPÇ) ve fileto örneklerde %39 ile miyofibrilar protein çözünürlüğünde (MPÇ) gözlenmiştir. Protein çözünürlüğündeki azalmayı, donmuş depolamada NKE ve BHT ilavesi yavaşlatmıştır. 
Elde edilen sonuçlar, NKE ve ÜÇE gibi bitkisel kaynakların soğukta ve dondurularak depolanan  kıyma ve fileto uskumru etleri için iyi bir antimikrobiyal ve antioksidan kaynağı olduğunu göstermiştir. Bunlar arasında NKE, en iyi etkiye sahip bitkisel kaynak olmuştur.

Abstract:
In this study, the effect of green tea (GTE), grape seed (GSE) and pomegranete peel (PPE) application on quality of mackerel mince and fillets during refrigerated and frozen storage were investigated. Considering the quantity of plant materials phenolic content, total phenolic content of the final product was adjusted to 100 ppm for mince samples and 50 ppm for fillets. Effects of used extracts was compared with BHT and control (without any antioxidant). In this study also, antioxidant activity, antimicrobial activity, total phenolic content, phenolic composition and chelating capacity of plant material are determined.
Compared to GTE (22.08 g gallic acid equivalenti/kg) and GSE (33.75 g gallic acid equivalenti/kg), PPE (114.27 g gallic acid equivalenti/kg) has more phenolic compounds (P<0.01). Therefore, PPE has a higher antioxidant activity (816.99 mM trolox/g) (P<0.01). GTE is not effective aganist Salmonella enterica serotype Enteritidis (S. Enteritidis), Listeria monocytogenes, Escherichia coli O157:H7 and Staphylococcus aureus. PPE showed antibacterial activity against Salmonella enterica serotype Enteritidis (S. Enteritidis), Listeria monocytogenes, and Staphylococcus aureus, but it is not active against Escherichia coli O157:H7. GSE is effective at different levels against Salmonella enterica serotype Enteritidis (S. Enteritidis), Listeria monocytogenes, Escherichia coli O157:H7 and Staphylococcus aureus
Antioxidant treatments have influenced microbial and oxidative quality of refrigerated samples. Microbial growth in antioxidant treated samples were slow. PPE samples had significantly lower total viable count than other samples during storage (for mince sample 6.46 log10cfu/g, for fillet sample 5.30 log10cfu/g) (P<0.01). Compared with mince and fillet control (C) samples, PPE aplication decreased total psychrotrophic aerobic bacteria count 0.75 log and 0.98 log at day 10, respectively. During refrigerated storage, the use of antioxidants limited the increase in TVB-N and TMA-N content (P<0.01). Condisering TVB-N content, minced C samples were close to deterioration after 7 days of storage while other samples were close to acceptance limit. After 7 days of refrigerated storage, fillet samples were not acceptable. In formation of TVB-N and TMAN compounds, besides microbial activity also effect enzymatic reactions during refrigerated storage. During refrigerated storage, heme iron content of all samples decreased (P<0.01). These change could be limited by the antioxidants aplication. In sensory evaluation, C samples had the lowest scores and a possitive effect of PPE incorporation on odor of mackerel meat was determined.
Freezing process and antioxidant aplication slowed down microbial growth (P<0.01). At the end of frozen storage, PPE samples had significantly lowered (form ince sample 3.23 log10cfu/g, for fillet sample 2.81 log10cfu/g) total viable count than other samples (P<0.01). Antioxidant application limited the increase in TVB-N and TMA-N content during frozen storage (P<0.01).  According to  microbial growth, and TMA-N and TVB-N contents, application of natural extracts retained their good quality characteristics of mackerel mince and fillets during six months of frozen storage. Antioxidants slowed down the color change by limiting oxidative reactions. It was determined that fresh fish, rancid, oily, painty and chemical/natural extracts odours scores were declining in all samples. The panelists gave lower scores in C samples.
Depending on prolonged refrigerated and frozen storage time, oxidative reactions occured in lipids and proteins. According peroxide value, TBARM content, p-Anisidine value, carbonyl and sulphydryl content, BHT ve PPE are more effective in retarding oxidation. Among the natural sources PPE is more effictive in retarding lipid and protein oxidation. GTE is not effective against lipid and protein oxidation. During storage, in all samples, polyunsaturated fatty acids content decreased while mono unsaturated fatty acids and saturated fatty acids increased. Polyunsaturated fatty acids content decreased by 27.51% and 44.02% in refrigerated storage of mackerel minces and fillets, respectively. Polyunsaturated fatty acids content decreased by 29.63% and 31.48% in frozen storage of mackerel minces and fillets, respectively. Protein solubility values decreased, myofibrillar protein fractions were altered and the amount of high molecular weight protein fraction decreased. In protein solubility the maximum reduction of 36% was observed in sarcoplasmic protein solubility in refrigerated storage of mackerel mince. In protein solubility the maximum reduction of 35% was observed in myofibrillar protein solubility in refrigerated storage of mackerel fillets. In protein solubility the maximum reduction of 67% and 39% was observed in myofibrillar protein solubility in frozen storage of mackerel mince and fillets, respectively.
Results indicated that natural extracts (such as PPE and GSE) obtained from plant sources can be used as antimicrobial and antioxidant additives in refrigerated and frozen storage of mackerel minces and fillets. Among the antioxidant sources used in the study, PPE has been found to give better results than others.