Yoğurt bakterilerinin elektropüskürtme yöntemi ilekapsülasyonunun optimizasyonu ve kapsüle yoğurtbakterilerinin yoğurt üretiminde kullanım olanaklarınınaraştırılması
Optimization of the capsulation of yoghurt bacteria byelectrospray method and investigation of usingpossibilities of encapsulated yoghurt bacteria in yoghurtproduction
Yazar: ÇİĞDEM HÖKELEKLİ
Danışman: PROF. DR. AHMET KÜÇÜKÇETİN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Yoğurt bakterileri olan Streptococcus thermophilus ve Lactobacillus delbrueckii
subsp. bulgaricus'u içeren starter kültürler kullanılarak sütün fermente edilmesiyle
üretilen yoğurt, özellikle laktoz intoleranslı bireyler tarafından en çok tüketilen süt
ürünlerinden bir tanesidir. Yoğurt bakterileri üretim, depolama ve tüketim sırasında
karşılaştığı çeşitli stres koşullarına (sıcaklık ve pH gibi) karşı direnç gösterememektedir.
Mikroorganizmaların çeşitli stres koşullarına karşı dayanımını sağlamak amacıyla
çeşitli yöntemler geliştirilmektedir. Elektropüskürtme ile kapsülasyon tekniği, çevresel
koşullara karşı mikroorganizma dayanımını artıran yöntemlerden biridir.
Bu çalışmada kaplama çözeltisindeki peyniraltı suyu proteini izolatı/inülin oranı,
iğne ucu-plaka arası uzaklık ve voltaj değeri değişkenlerinin optimizasyonu sağlanarak
kapsül yükleme verimliliği en yüksek kapsüllerin, düşük pH değerindeki ortama (pH
2.5) karşı en dayanıklı kapsüllerin ve söz konusu bu iki özelliği bir arada bulunduran
kapsüllerin elde edilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca bu çalışmada, elde edilen kapsüllerin
yoğurt üretiminde kullanım olanakları araştırılmıştır.
En yüksek yükleme verimliliğine sahip kapsülleri üretebilmek için peyniraltı
suyu proteini izolatı/inülin oranı 16/8, voltaj değeri 19.60 kV ve iğne ucu-plaka arası
uzaklık değeri 8.00 cm; düşük pH değerindeki ortamda en yüksek canlılıkta S.
thermophilus ve L. delbrueckii subsp. bulgaricus bakterilerini içeren kapsüllerin
üretilebilmesi için peyniraltı suyu proteini izolatı/inülin oranı 23.84/1.16, voltaj değeri
10.01 kV ve iğne ucu-plaka arası uzaklık değeri 16.82 cm; düşük pH değerindeki
ortamda en yüksek canlılıkta S. thermophilus ve L. delbrueckii subsp. bulgaricus
bakterilerini içeren ve en yüksek yükleme verimliliğine sahip kapsülleri üretebilmek
için peyniraltı suyu proteini izolatı/inülin oranı 16/8, voltaj değeri 22.07 kV ve iğne
ucu-plaka arası uzaklık değeri 8.00 cm olarak belirlenmiştir.
Yoğurt bakterilerini içeren kapsüller eklenen yoğurt örneklerinin pH ve titrasyon
asitliği değerlerinin kontrol örneğine göre daha yüksek, viskozite ve sertlik değerlerinin
ise daha düşük olduğu, serum ayrılması değerleri açısından yoğurt örnekleri arasında
önemli farklılık olmadığı (P>0.05) tespit edilmiştir.

Yoğurt örneklerinin duyusal analizi sonucunda kontrol örneklerinin görünüş ve
tat puanlarının yoğurt bakterilerini içeren kapsüller eklenen yoğurt örnekler ile
karşılaştırıldığında daha yüksek olduğu; ancak koku ve genel beğeni puanları açısından
yoğurt örnekleri arasında önemli farklılık olmadığı (P<0.05) bulunmuştur.
Kapsülasyon işleminin, dinamik in vitro gastrointestinal modelden geçişi
sırasında yoğurt örneklerindeki S. thermophilus ve L. delbrueckii subsp. bulgaricus'un
canlılığını önemli düzeyde koruduğu saptanmıştır.

Abstract:
Yoghurt which is produced by fermentation of milk using starter cultures
containing Streptococcus thermophilus and Lactobacillus delbrueckii bulgaricus as
yoghurt bacteria is one of the most consumed dairy products, especially by individuals
with lactose intolerance. Yoghurt bacteria cannot resist against various stress conditions
(such as temperature and pH, etc) encountered during production, storage and
consumption. Various methods are being developed to provide resistance of
microorganisms against various stress conditions. Electrospray encapsulation technique
is one of the methods that increases the resistance of microorganisms against
environmental conditions.
In this study, it is aimed to obtain capsules with the highest capsule loading
efficiency, capsules with the highest resistant to low pH media (pH 2.5) and capsules
with these two features together by optimizing variables in the coating solution such as
whey protein isolate/inulin ratio, distance of the needle tip from the plane and voltage
value. In addition in this study, the possibilities of using the obtained capsules in
yoghurt production were investigated.
In order to produce the capsules with the highest loading efficiency, the whey
protein isolate/inulin ratio of 16/8, the voltage value of 19.60 kV and the distance of the
needle tip from the plane of 8.00 cm; in order to produce the capsules containing S.
thermophilus and L. delbrueckii subsp. bulgaricus with their highest survival in low pH
media, the whey protein isolate/inulin ratio of 23.84/1.16, the voltage value of 10.01 kV
and the distance of the needle tip from the plane of 16.82 cm; in order to produce the
capsules containing S. thermophilus and L. delbrueckii subsp. bulgaricus with their
highest survival in low pH media and with highest loading efficiency, the whey protein
isolate/inulin ratio of 16/8, the voltage value of 22.07 kV and the distance of the needle
tip from the plane of 8.00 cm were determined.
It was determined that the pH and titration acidity values were higher and the
viscosity and hardness values were lower, of the yoghurt samples with added the
capsules containing the yoghurt bacteria than those of the control sample, and no
significant difference (P>0.05) was detected in syneresis values of all yoghurt samples. 

As a result of the sensory analysis of the yoghurt samples, it was found that the
appearance and taste scores of the control samples were higher compared to those of the
yoghurt samples with added to the capsules containing yoghurt bacteria; however, no
significant difference (P<0.05) was found in the odour and general acceptability scores
of all yoghurt samples.
It was detected that the encapsulation process significantly protected the
viability of S. thermophilus and L. delbrueckii subsp. bulgaricus in the yoghurt samples
during passage through a dynamic in vitro gastrointestinal model.