Saccharomyces cerevisiae var. boulardii'nin soya bazlı fermente gıda üretiminde kullanımının araştırılması
Investigation of the use of Saccharomyces cerevisiae var. boulardii in soy-based fermented food production
Yazar: BEYZA SAYMAN
Danışman: PROF. DR. REMZİYE YILMAZ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Son yıllarda tüketicinin sağlıklı beslenme bilincinin artmasıyla birlikte, yeni ve çevreci alternatif olarak görülen bitki bazlı gıdalara yönelik talebin de arttığı görülmektedir. Bu talebi karşılamak için fermantasyon prosesinden sonra postbiyotik özellikler kazandırılmış bitki bazlı gıdaların geliştirilmesinin önü açılmıştır. Bu çalışmada, Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae)'nın bir varyetesi olan Saccharomyces cerevisiae var. boulardii (S. boulardii) kullanılarak soya unu bazlı fermente kraker ve kurabiye ürünleri geliştirilmesi amaçlanmıştır. 

Bu amaçla çalışmanın ilk aşamasında, Hacettepe Üniversitesi Gıda Mühendisliği Bölümü FoodOmics Laboratuvarı Kültür Koleksiyonu'nda yer alan ve soya unu bazlı hamur fermantasyonunda kullanılması planlanan mikroorganizmaların belirlenmesi için bazı biyokimyasal testler ve Eş Zamanlı Kantitatif Polimeraz Zincir Reaksiyon (RT-qPCR) tekniği ile Yüksek Çözünürlüklü Erime (HRM/High Resolution Melting) analizi uygulanmıştır. Ardından fermantasyonda kullanılacak S. cerevisiae ve S. boulardii suşları belirlenmiştir. Referans mikroorganizmaların (S. cerevisiae ATCC 9763, ATCC 6328 ve S. boulardii CNCM-I 745) yanı sıra Kültür Koleksiyonunda bulunan HUF16M3H11104 kodlu suş, S. boulardii olarak tanımlanmış ve bu suşları içeren soya unu bazlı hamur örnekleri fermantasyona tabi tutulmuştur. Hem kraker ve hem de kurabiye üretimi için kullanılan hamurların 48 saatlik fermantasyonu boyunca maya sayısı ve pH değerleri takip edilmiştir. Formülasyonu yapılan son ürünler olarak kraker ve kurabiye örnekleri üretilmiştir. 

Bu ürünlerin kimyasal özelliklerini belirlemek ve örnekler arasındaki değişimi araştırmak amacıyla son ürünlere nem, kuru madde, kül, protein ekstraksiyonu ve Bradford tayini analizleri ile yağ asidi kompozisyonunun ve birincil metabolitlerin belirlenmesinin ardından antioksidan aktivite ve toplam fenolik içeriğin belirlenmesi için analizler uygulanmıştır. Ayrıca elde edilen ürünlerin sahip olabileceği duyusal özelliklerin belirlenebilmesi için renk ve tekstür analizleri gerçekleştirilmiştir. 

Bu çalışmanın temel amacı, S. boulardii'nin soya bazlı fermente gıda üretiminde kullanılabilirliğini araştırmaktır. Çalışmanın sonuçlarına göre S. boulardii kullanılarak fermente edilen soya unu bazlı, protein içeriği yüksek, yağ asit profili zengin ve birincil metabolit içeriği ile antioksidan aktivite değerleri beslenme özelliklerini iyileştirme potansiyeline sahip postbiyotik, alternatif ürünler elde edilmiştir. Çalışmanın bitki bazlı gıda endüstrisinde yeni ürünlerin geliştirilmesine katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
With the increase in consumer awareness of healthy nutrition in recent years, the demand for plant-based foods, seen as new and environmentally friendly alternatives, has also increased. To meet this demand, the progress of creating plant-based meals with postbiotic characteristics using the fermentation procedure has paved the way. The objective of this study is to develop fermented cracker and cookie products utilizing soy flour and Saccharomyces cerevisiae var. boulardii (S. boulardii), a specific variety of Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae).

For this purpose, the initial phase of the investigation involved conducting biochemical tests and utilizing high-resolution melting (HRM) analysis with the Simultaneous Quantitative Polymerase Chain Reaction (RT-qPCR) technique applied to identify the microorganisms in the FoodOmics Laboratory Culture Collection of Hacettepe University Department of Food Engineering and planned to be used in soy flour-based dough fermentation. Subsequently, the strains of S. cerevisiae and S. boulardii were determined to be used in the fermentation process. Aside from the reference microorganisms (S. cerevisiae ATCC 9763, ATCC 6328, and S. boulardii CNCM-I 745), the strain HUF16M3H11104 from the Culture Collection was identified as S. boulardii and dough samples made with soy flour and containing these strains were then subjected to fermentation. The dough's yeast counts, and pH values were continuously monitored throughout the 48-hour fermentation process for producing crackers and cookies. Cracker and cookie samples were created as final goods according to the formulated end products.

To ascertain the chemical properties of the products and examine the differences among samples, the final products were analyzed for moisture, dry matter, ash, protein extraction, Bradford determination, determination of fatty acid composition and primary metabolites, antioxidant activity, and total phenolic content. Furthermore, the sensory characteristics of the products obtained were determined using color and texture examinations.

The main objective of this study is to investigate the feasibility of using S. boulardii in soy-based fermented food production. The study's findings indicate that S. boulardii was used to ferment postbiotic, soy flour-based alternative products with high protein content, a rich fatty acid profile, a primary metabolite content, and antioxidant activity levels that may have improved nutritional qualities. The study is expected to enhance the advancement of novel goods in the plant-based food industry.