Farklı kaynaklardan Bacillus ssp. izolasyonu, probiyotik karakterizasyonu ve fonksiyonel jelly şekerleme üretiminde kullanımı
Isolation of Bacillus spp. from different sources, probiotic characterization and use in functional jelly candy production
Yazar: BURCU KAHRAMAN
Danışman: PROF. DR. MUHAMMET ARICI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Yumuşak (jelly) şekerlemeler, yetişkinler ve özellikle çocuklar tarafından sevilerek tüketilen, jelatin ve gamsı maddelerin çeşitli işlem aşamalarından geçirilmesiyle elde edilen, farklı şekillere ve aromalara sahip şekerlemelerdir. Son yıllarda, fonksiyonel gıdalara yönelik talebin artması, şekerleme endüstrisinde bu talebi karşılayabilecek ürünlerin üretilmesi ihtiyacını ortaya çıkarmıştır. Bu amaçla, tez kapsamında farklı kaynaklardan (toprak, balık vd.) izole edilen probiyotik Bacillus türleri fonksiyonel yumuşak şekerleme üretiminde kullanılmıştır. Çalışmanın ilk basamağında; çeşitli kaynaklardan izole edilen muhtemel Bacillus izolatlarına Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) testi uygulanmış ve 16S rRNA genleri üzerinden tanımlama işlemi gerçekleştirilmiştir. Bacillus cinsine ait olduğu belirlenen izolatların teknolojik ve probiyotik özellikleri tespit edilmiştir. Bulgulara göre, izole edilen çeşitli Bacillus türleri 30°C ve 40°C'de iyi gelişme göstermiştir. Yüksek tuz (%10) konsantrasyonunda gelişme, bu türlerin yüksek tuz konsantrasyonlarını tolere edebildiğini göstermiştir. İzolatlar en iyi gelişmeyi pH 6 ile 8 arasında göstermiştir. İzolatların glikozdan gaz üretmediği ancak tüm bakteri suşlarının eskulin ve nişastayı hidrolize edebildiği ve katalaz kullanabildiği bulunmuştur. Tüm B. subtilis izolatları nitratı indirgeyebilirken, B. coagulans izolatları genellikle nitratı nitrite indirgeyememiştir. Bacillus suşlarının safra tuzlarındaki en iyi gelişmeleri %0,3 ve %0,5 safra tuzu içeren ortamlarda olduğu görülmüştür. İzolatlar test edilen antibiyotiklere duyarlı bulunmuştur. Çalışmanın devamında ise seçilen probiyotik Bacillus türleri ve ticari Bacillus izolatları (Bacillus coagulans, Bacillus clausii ve Bacillus subtilis) kullanılarak probiyotik (8,09-6,52 log kob/g) yumuşak jelly şekerleme geliştirilmiştir. Yumuşak şekerlerin fizikokimyasal özelliklerinde probiyotik kullanımı ile kontrol örneklerine göre herhangi bir değişiklik bulunamamıştır (p> 0,05). Yumuşak şekerlerin akış davranış özellikleri probiyotik ilavesi ile değişmemiş ve benzer viskozite değerleri göstermiştir. Bacillus subtilis, Bacillus coagulans ve Bacillus clausii suşlarını içeren yumuşak jelly şekerlemelerin (P1, P2, EG ve BB2), probiyotik özellikleri; 90. gün sonuna kadar korunmuştur. Çalışma bulguları, istenilen kalitede; fiziksel, tekstürel ve duyusal özelliklere sahip Bacillus ilaveli probiyotik yumuşak jelly şekerlemelerin üretilebileceğini göstermiştir.

Abstract:
Soft (jelly) candies are foods with different shapes and flavors, which are consumed by adults and especially children, obtained through the process of gelatin and gumlike substances. Recently, increasing demand for functional foods has revealed the need for products that can meet expectations. Hence probiotic Bacillus species isolated from different sources (soil, fish etc.) were used in the production of soft jelly candy. Firstly, Polymerase chain reaction (PCR) test was applied to Bacillus isolates and identification process was conducted through 16S rRNA genes. Afterwards technological and probiotic properties of isolates were determined. The findings showed that isolated Bacillus species exhibit good growth properties at 30 and 40°C. Growth at 10% salt concentration showed that they can tolerate high salt concentrations. Isolates showed best growth properties between pH 6-8. It was found that the isolates do not produce gas from glucose, but all the bacterial strains could hydrolyze esculin and starch and utilize catalase. While all B. subtilis isolates were able to reduce nitrate, B. coagulans isolates were generally unable to reduce nitrate. It is observed that the best developments in bile salts of Bacillus strains are in media containing 0.3% and 0.5% bile salts. Isolates found to be xvii sensitive to the tested antibiotics. In the following stages of the study, probiotic (8,09-6,52 log cfu/g) soft jelly candy was developed by using selected species (Bacillus coagulans, Bacillus clausii and Bacillus subtilis). No change in their physicochemical properties observed with the use of probiotics (p>0.05) in comparison to the control samples. Their rheological properties did not change with probiotics addition. Jelly candies (P1, P2, EG and BB2) containing strains of Bacillus subtilis, Bacillus coagulans and Bacillus clausii preserved their probiotic properties for 90 days storage. These results showed that the use of probiotic Bacillus strains is excellent alternative for functional confectionery production.