Normal ve kepekli ekmeklerde sünme etmeni bacıllus türlerinin belirlenmesi ve sünme üzerine kinetik çalışmalar
Determination of the rope forming species of bacillus in white bread and whole meal bread and kinetic studies on rope development
Yazar: FUNDAGÜL EREM
Danışman: PROF. DR. MUHARREM CERTEL
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada, ekmeklerde görülen başlıca bozulmalardan olan sünme hastalığının gelişimini incelemek üzere, laboratuvar koşullarında üretilip 4, 25, 37 ve 45ºC'de 7 gün boyunca muhafaza edilmiş normal ve kepekli ekmeklere 24 saatte bir mikrobiyolojik (toplam mezofilik aerobik bakteri, Bacillus ve küf sayımı), kimyasal (toplam indirgen şeker, toplam serbest amino asit, kalıntı protein) analizler yapılmış ve ekmeklerin tekstürel özellikleri (sertlik, adezif yapışkanlık, kohezif yapışkanlık, zamksılık, çiğnenebilirlik, elastikiyet, esneklik) ölçülmüştür. Kimyasal analizler spektrofotometrik olarak yapılmış, tekstürel özellikler tekstür profil analizi ile belirlenmiştir.Sünmüş ekmeklerden izole edilen hastalık etmeni Bacillus türleri, klasik yöntemlerle ve API tanılama kitleri kullanılarak tanılanmıştır. Muhafaza edilen ekmeklerin spektrofotometrik olarak tayin edilen toplam serbest amino asit içeriğindeki değişim ile tekstür profil analizi ile tayin edilen sertlik değerindeki değişim hidroliz derecesinin bir göstergesi olarak belirlenmiştir. Elde edilen veriler sünme hastalığının kinetik parametrelerinin hesaplanması ve matematiksel olarak modellenmesinde kullanılmıştır.Yapılan analizlerle, sünme hastalığının en iyi geliştiği sıcaklığın 37ºC olduğu, 4ºC'de ise hastalığın 7 günlük periyotta hiç oluşmadığı belirlenmiştir. Görsel olarak hastalığın oluşum süresi her iki ekmek türü için 45ºC'de 2 gün, 25ºC'de 4 gün iken 37ºC'de normal ekmek için 3, kepekli ekmek için 1 gündür. Muhafaza süresi boyunca toplam indirgen şeker, toplam serbest amino asit ve kalıntı protein miktarlarındaki değişime bağlı olarak hastalığa neden olan Bacillus türlerinin amilaz aktivitelerinin proteaz aktivitesinden daha fazla olabileceği görülmüştür. Muhafaza sıcaklığına bağlı olarak tekstürel özelliklerin farklı şekillerde değiştiği gözlenmiştir.Ekmeklerden izole edilen Bacillus türlerinin belirlenmesinde kullanılan her iki tanılama yönteminin sonuçları arasında farklılıklar olduğu gözlenmiştir. Bu yöntemlerle bazı izolatlar için kesin tanılamanın mümkün olmadığı, ancak muhtemelen tanılanabildiği görülmüştür. Biyokimyasal testler ile normal ekmeklerde B. subtilis, B. megaterium, B. licheniformis, B. coagulans ve B. pumilus, kepekli ekmeklerde B. subtilis, B. megaterium, B. licheniformis bulunduğu belirlenirken; API tanılama kitleri ile normal ekmeklerde B. licheniformis, B. pumilus, B. subtilis/amyloliquefaciens, muhtemelen B. megaterium, kepekli ekmeklerde B. licheniformis, muhtemelen B. megaterium, Bacillus spp., B. subtilis/amyloliquefaciens ve muhtemelen B. thuringiensis bulunduğu tespit edilmiştir. Hem normal hem de kepekli ekmeklerde klasik yöntemlerle yapılan tanılamada en fazla bulunan türün B. subtilis, API kitleri ile yapılan tanılamada ise baskın türün B. licheniformis olduğu saptanmıştır. Bazı izolatların daha kesin tanılanması için moleküler biyolojik yöntemlerle çalışmanın gerektiği sonucuna varılmıştır.Bacillus türlerinin sündürme kapasitelerinin doğrulanması için yapılan testte izole edilip tanısı yapılabilen tüm türlerin sünme yapabildiği belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, white and whole meal breads baked at laboratory conditions were stored at 4, 25, 37 and 45ºC for 7 days to investigate the development of rope spoilage which is one of the main bacterial problems in breads. Microbiological (total mesophilic aerobic bacteria, Bacillus and mold counts), chemical (total free amino acids, total reducing sugar, residual protein contents) and textural (hardness, adhesiveness, cohesiveness, gumminess, chewiness, springiness, resilience) analyses were carried out on these breads in 24 hour intervals. Chemical analyses were determined spectrophotometrically. Also, texture profile analyses were performed to determine bread texture properties.The Bacillus species which were isolated from ropy bread as the disease factor were identified by using classical methods and API identification kits. The changes in the total free amino acids content, and hardness of stored breads were determined as indicators of the degree of hydrolysis. The data thus obtained were used to calculate the kinetic parameters and the mathematical model of rope spoilage.Results of the analysis showed that 37ºC is the optimum temperature for the development of rope spoilage and no symptoms of the disease were observed at 4ºC. It was determined that the visual symptoms of the disease were apparent in the second day of storage at 45ºC and in the fourth day at 25ºC for both types of bread. At 37ºC the disease was perceptible within the first day for whole meal breads and on the third day for white breads. The change in total free amino acids, total reducing sugars and residual protein contents throughout the storage period indicated that the disease factor Bacillus species had a higher amylase activity compared to their protease activity. It was observed that throughout storage, depending on the storage temperature, textural characteristics changed in a different manner.It was observed that there were discrepancies between the results of two identification methods which were used for identifying the Bacillus species isolated from ropy breads. It was understood that definite identification of some of the isolates using these methods was not possible and these strains could only be identified as being most likely a certain species. Isolates from white bread were identified as B. subtilis, B. megaterium, B. licheniformis, B. coagulans and B. pumilus; and isolates from whole meal bread were identified as B. subtilis, B. megaterium, B. licheniformis using biochemical tests. Using the API identification kits, on the other hand, resulted in the identification of B. licheniformis, B. pumilus, B. subtilis/amyloliquefaciens, most likely B. megaterium in white breads and B. licheniformis, Bacillus spp., B. subtilis/amyloliquefaciens, most likely B. megaterium, and most likely B. thuringiensis in whole meal breads. According to the results of the classical methods B.subtilis was the most abundant species in both white and whole meal breads. API kits, on the other hand, confirmed B. licheniformis as the predominant species. It can be concluded that biomolecular methods may provide to be more helpful in obtaining a more exact and credible identification for some of the isolates studied. All of the Bacillus species subjected to identification were also tested for their potential to be the causative agents in rope spoilage and were confirmed as being so.