Portakal atığından mikroorganizmalar kullanılarak doğal aroma maddelerinin üretimi ve optimizasyonu
Production and optimization of natural aroma compounds from orange waste using  microorganisms
Yazar: ASLI DEMİRKOL
Danışman: DOÇ. DR. YONCA KARAGÜL YÜCEER
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amaçları maya, küf ve bakteri kültürleri kullanılarak portakal atığından mikrobiyal fermentasyon yoluyla doğal aroma bileşenlerinin üretilmesi ve seçilen mikroorganizma türlerinin aroma üretme potansiyellerinin belirlenmesidir.
Çalışmada maya olarak Kluyveromyces spp ve Candida spp., küf olarak Rhizopus spp. ve Tricoderma spp. ve bakteri olarak Pseudomonas spp. türleri seçilmiş ve portakal atığı üzerinde mikrobiyal gelişimi incelenmiştir. Aroma bileşenlerinin üretimi ve optimizasyonu için Erlen Meyer ve biyoreaktör düzeylerinde derin kültür fermentasyonu kullanılmıştır. Belirli sıcaklık, pH ve sürede oluşan aroma-aktif bileşenlerin saptanması için gaz kromatografisi-olfaktometre (GCO) tekniği uygulanmıştır. Aroma maddelerinin tanımlanması ve miktar belirlemesi için de gaz kromatografisi-kütle spektrometresi (GC-MS) kullanılmıştır. Mikrobiyal fermentasyondan sonra portakal atığının duyusal özelliklerini belirlemek amacıyla SpectrumTM metodu uygulanmıştır.
Sonuç olarak portakal atığının doğal aroma maddelerinin üretiminde küf ve maya kültürleri için uygun bir substrat olduğu, ancak seçilen bakteri türlerinin gelişimi için uygun olmadığı belirlenmiştir. Portakal atığında küf kültürleri ile elde edilen bileşenler genel olarak 1-okten-3-ol (mantar), linalool (gül), borneol (balzamik), (E)-β-ocimen (bitkisel), nerol (tatlı, gül) ve nootkaton (şekerli)'dur. Maya kültürleri ile elde edilen bileşenler ise; geraniol (sardunya), pristan (kirli/yanık), trans karveol (kömür), öjenol (karanfil), β-kopaen (toprağımsı) ve hekzanoik asit, 2-metil (kirli)'dir. GCO ile belirlenen bu bileşenler ve aroma yoğunlukları, duyusal analizler sonucu belirlenen aroma terimleri ve GC-MS sonuçları ile desteklenmiştir. Duyusal değerlendirme sonuçlarına göre küf türleri ile fermente edilen örneklerde bitkisel, alkol ve toprağımsı özellikler kontrol örneklerinden daha yoğun algılanırken, maya fermentasyonu sonucu oluşan ürünlerde ise çürük/olgun, eterik/portakal, alkol ve fermente özellikler daha yoğun algılanmıştır. Portakal atığı, seçilen maya ve küf kültürleri kullanılarak doğal aroma maddelerinin üretiminde uygun bir substrat olarak kullanılabilir.

Anahtar sözcükler: Biyoaroma, Mikroorganizma, Biyoteknoloji, Portakal atığı.

Abstract:
The objectives of this work were to produce natural aroma compounds from orange waste by the way of microbial fermentation with yeast, mold and bacteria cultures and to determine aroma production potentials of the selected microorganisms.  
In the study, Kluyveromyces spp. and Candida spp. as yeasts, Rhizopus spp. and Tricoderma spp. as molds and Pseudomonas spp. as bacteria were selected and their microbial growth on orange waste was investigated. Deep culture fermentation in Erlen Meyer and bioreactor conditions were used to produce and optimize aroma compounds.  To determine the aroma active compounds produced at certain temperature, pH and time, gas chromatography olfactometry (GCO) technique was applied. Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) was also used to identify and quantify the aroma compounds.  Moreover, SpectrumTM analysis was conducted to determine sensory properties of orange waste after microbial fermentation.  
As a result, it was determined that orange waste was a suitable substrate for the molds and yeasts for the production of natural aroma compounds, but not suitable for the growth of selected bacterial strains. Aroma active components which were obtained from orange waste by the molds, were generally 1-octen-3-ol (mushroom), linalool (rose), borneol (balsamic), (E)-β-ocimene (herbal), nerol (sweet, rose) and nootkaton (sweet).  Also, aroma active compounds obtained from orange waste by the yeasts, were geraniol (sardinia), pristane (dirty/burnt), trans carveol (charcoal), eugenol (clove), β-copaene (earthy) and hexanoic acid, 2-methyl (dirty). The compounds which were determined by GCO and their aroma intensities were also supported by aroma terms determined by sensory analysis and GC-MS results. Based on sensory evaluation results, grassy, alcohol and earthy were perceived at higher intensities in the samples fermented by molds, while rotten/ripe, etheric/orange, alcohol and fermented characteristics were more intense in the samples with yeasts. As a result, orange waste can be used as a suitable substrate for the production of natural aroma compounds by using selected yeasts and molds. 

Keywords: Bioaroma, Microorganism, Biotechnology, Orange waste.