Sirke üretiminde etkili olan mikroorganizmaların izolasyonu ve doğal probiyotik sirke üretiminde kullanılabilirliklerinin incelenmesi
Isolation of microorganisms effective in vinegar production and investigation of the microorganisms' usability  in natural probiotic vinegar production
Yazar: HAFSA KADİROĞLU
Danışman: PROF. DR. BÜLENT ÇETİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, Türkiye'nin farklı illerinden temin edilen 48 ev yapımı ve 13 ticari sirke örneğinden izole edilen asetik asit bakterileri ve mayaların, starter ve probiyotik kültür özelliklerinin tespit edilmesi, uygun starter ve probiyotik kültür özelliği gösteren izolatların seçilmesiyle doğal probiyotik sirke üretilmesi amaçlanmıştır. Ayrıca, bölgeden temin edilen bal ve organik elmalarla sürdürülebilir tarım üretimine de katkı sağlanması amaçlanmıştır.
Yöntem: Ev yapımı ve ticari sirke örneklerinden izole edilen asetik asit bakterilerinin starter kültür özellikleri (glukoz toleransı, etanol toleransı, asetik asit toleransı, asetik asit üretim hızları, farklı pH ve farklı sıcaklık değerlerinde gelişme yetenekleri); mayaların starter kültür özellikleri (farklı şeker konsantrasyonları, düşük pH değerleri ve farklı sıcaklık değerlerinde gelişme yetenekleri) incelenmiştir. Asetik asit bakterileri ve maya izolatlarının probiyotik kültür özellikleri (mide ortamına direnç, safra tuzuna tolerans, oto/ko-agregasyon kapasitesi, hidrofobisite, antibiyotik direnci, virülans faktör genlerin tespiti, safra tuzu hidrolaz aktivitesi, hemolitik aktivite, DNaz aktivitesi) tespit edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre uygun starter ve probiyotik kültür özelliği gösteren izolatlar seçilerek doğal ürünlerle elmalı ballı probiyotik sirkeler üretilmiştir. Üretilen sirkelerin 120 günlük fermantasyon süresi boyunca belirli aralıklarla mikrobiyolojik özellikleri, pH, asitlik ve briks değerleri takip edilmiş, son ürünün antimikrobiyal etkisi belirlenmiştir.
Bulgular: Temin edilen ev yapımı ve ticari sirke örneklerinin asitlik değerleri ve maya-küf sayılarında istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar tespit edilmiştir (p<0.01). Sirke örneklerinden toplamda 176 adet muhtemel asetik asit bakterisi (AAB) izolatı elde edilmiş olup bu izolatların tanıları sonucunda 85 tanesinin AAB olduğu belirlenmiştir. Yine sirke örneklerinden toplamda 106 adet maya izolatı elde edilerek tanıları gerçekleştirilmiştir. Starter ve probiyotik kültür testleri gerçekleştirilen AAB ve maya izolatlarından; A49 kodlu AAB izolatı (A. ghanensis) ve B71 kodlu maya izolatının (S. cerevisiae) probiyotik sirke üretimi için uygun özelliklere sahip olduğu tespit edilerek elmalı ballı probiyotik sirkeler üretilmiştir. Üretimi tamamlanan elmalı ballı probiyotik sirkede 120. günde; asitlik düzeyinin %5 düzeyine ulaştığı, AAB sayısının %54'ünün korunabildiği ve maya-küf sayısın <2 log kob/ml seviyesine düştüğü belirlenmiştir.
Sonuç: Yapılan analizler sonucunda, asetik asit bakterilerinin de probiyotik kültür olmaya aday olabileceği ve bu konuda daha fazla çalışma yapılması gerektiği görülmüştür. Ancak hedeflenen probiyotik sirke üretiminde, ürünün asitlik miktarı %5 düzeyine ulaştığında mikroorganizma sayısının düştüğü, dolayısıyla bir gıdanın probiyotik olması için gerekli olan probiyotik mikroorganizma sayılarının korunamadığı görülmüştür. Buna rağmen, %3,8 asitlik değerine ulaşan üründe probiyotik mikroorganizma sayısının 106 kob/ml değerini sağladığı belirlenmiştir. Dolayısıyla, ülkemiz standartları da dikkate alınarak probiyotik sirke üretmenin mümkün olabileceği ve bu konuda daha fazla çalışma yapılması gerektiği mevcut çalışma ile ortaya konulmuştur.

Abstract:
Purpose: In this study, it was aimed to determine the starter and probiotic culture properties of acetic acid bacteria and yeasts isolated from 48 homemade and 13 commercial vinegar samples obtained from different provinces of Turkey, and to produce natural probiotic vinegar by selected isolates showing appropriate starter and probiotic culture properties. In addition, it is aimed to contribute to sustainable agricultural production with honey and organic apples supplied from the region.
Method: Starter culture properties of acetic acid bacteria (glucose tolerance, ethanol tolerance, acetic acid tolerance, acetic acid production rates, growth abilities at different pH and different temperature values) and starter culture properties of yeasts (growth abilities at different sugar concentrations, low pH values and different temperature values) isolated from traditional vinegar samples were examined. Probiotic culture characteristics of acetic acid bacteria and yeast isolates (resistance to gastric environment, bile salt tolerance, auto/co-aggregation capacity, hydrophobicity, antibiotic resistance, detection of virulence factor genes, bile salt hydrolase activity, hemolytic activity, DNase activity) were determined. According to the analysis results, isolates with suitable starter and probiotic culture properties were selected and probiotic vinegars (apple-honey) were produced with natural products. Microbiological properties, pH, acidity and brix values were monitored at regular intervals during the 120-day fermentation process of the vinegars, and the antimicrobial effect of the final product was determined.
Findings: Statistically significant differences were found in the acidity values and yeast-mold counts of homemade and commercial vinegar samples (p<0.01). A total of 176 possible acetic acid bacteria (AAB) isolates were obtained from vinegar samples, and 85 of them were determined to be AAB. A total of 106 yeast isolates were obtained and identified from vinegar samples. By performing starter and probiotic culture tests, it was determined that A49 coded AAB isolate (A. ghanensis) and B71 coded yeast isolate (S. cerevisiae) had suitable properties for probiotic vinegar production. Then, apple-honey probiotic vinegars were produced with these isolates. It was determined that the acidity level in the apple-honey probiotic vinegars produced on the 120th day reached 5%, 54% of the AAB count could be preserved and the yeast-mold counts decreased to <2 log cfu/ml.
Results: As a result of the analysis, it was seen that acetic acid bacteria may also be candidates for probiotic cultures and more studies should be done on this subject. However, in the targeted probiotic vinegar production, it was determined that the number of microorganisms decreased as the acidity of the product increased. Therefore, it was observed that the number of probiotic microorganisms required for a probiotic food could not be maintained. Despite this, it was determined that the number of probiotic microorganisms in the product reached 3.8% acidity and provided a value of 106 cfu/ml. Therefore, the current study has revealed that it is possible to produce probiotic vinegar by taking into account our country's standards and that more studies should be done on this subject.
Keywords: Vinegar, acetic acid bacteria, yeast, starter culture, probiotic, isolation, identification, vinegar production, antimicrobial effect
January 2024, 125 pages