Bazı probiyotik bakterilerin iğde (Elaeagnus angustifolia L.) üzerine enkapsülasyonunun analitik yöntemlerle araştırılması
Investigation of encapsulation of some probiotic bacteria onto oleaster (Elaeagnus angustifolia L.) by analytical methods
Yazar: BÜŞRA KARKAR
Danışman: PROF. DR. SALİHA ŞAHİN
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Anaerobik bakteriler = Anaerobic bacteria ; Analitik kimya = Analytical chemistry ; Mikroenkapsülasyon = Microencapsulation

Özet:
Probiyotik bakteriler insan sağlığı üzerine olumlu etki gösteren ve gıdalarda starter kültür olarak kullanılan canlı mikroorganizmalardır. Bakterilerin gıdalara uygulanabilmeleri ve istenilen etkiyi gösterebilmeleri için gıda işleme operasyonunun tüm aşamalarında, depolama sürecinde ve gastrointestinal sistemde canlı kalmaları gerekmektedir. Bu nedenle L. casei ve L. acidophilus probiyotik bakterileri fenolik bileşenlerce zengin ve prebiyotik özelliğe sahip olan iğde unu ile emülsiyon yöntemi kullanılarak enkapsüle edilmiştir. Nevşehir ilinin üç farklı lokasyonunda yetişen iğde (Elaeagnus angustifolia L.) bitkisinin un, kabuk, çekirdek, çiçek ve yaprak kısımlarının sekiz farklı çözücü ve asidik hidroliz ekstraktlarının toplam fenolik, karotenoid, flavonoid içeriği, antioksidan kapasitesi ve fenolik bileşik profilleri değerlendirilmiş ve iğde unu L. casei ve L. acidophilus bakterilerinin enkapsülasyonu için kaplama materyali olarak seçilmiştir. Seçilen iğde ununun toplam yağ, şeker, protein, nişasta, karbohidrat, diyet lif, nem, kül, kuru madde ve titre edilebilir asitlik içerikleri belirlenmiştir. Daha sonra L.casei ve L. acidophilus bakterilerinin iğde unu kullanılarak maksimum verim ile enkapsüle edilebilmeleri için gerekli optimum koşullar merkezi kompozit dizayn-yanıt yüzey metodolojisi ile kemometrik olarak belirlenmiştir. Optimizasyon sonucunda enkapsülasyon verimi L. casei-iğde unu ve L. acidophilus-iğde unu kapsülleri için sırasıyla %93,66±2,58 ve %74,97±1,34 olarak bulunmuştur. Elde edilen kapsüllerin yapısal karakterizasyonu için gerçekleştirilen SEM analizi ile L. casei-iğde unu ve L. acidophilus-iğde unu kapsüllerinin boyutları sırasıyla 104,8±26,3 µm ve 95,7±12,1 µm olarak belirlenmiş ve FTIR analizi enkapsülasyon işleminin iğde ununun yapısında değişiklik meydana gelmeden gerçekleştiğini göstermiştir. Depolama esnasında bakterilerin canlılık kaybı değerlendirildiğinde, mikrokapsüllerdeki bakterilerin canlılık kaybının serbest bakterilere kıyasla çok daha az olduğu belirlenmiştir. Gastrointestinal koşullarda ise serbest bakterilerin bağırsak ortamına ulaşmadan önce canlılıklarını yitirdikleri, ancak kapsüllenmiş bakterilerin canlılıklarını korudukları gözlenmiştir. (Bu tez YÖK 100/2000 kapsamında "Yenilikçi Gıda İşleme Teknolojileri ve Gıda Biyoteknolojisi" öncelikli alanında yapılmıştır.)

Abstract:
Probiotic bacteria are living microorganisms that have a positive effect on human health and are used as starter cultures in foods. For the use of bacteria to be applied to foods and to show the desired effect, they must remain alive in all stages of food processing, storage, and the gastrointestinal system. For this reason, L. casei and L. acidophilus probiotic bacteria were encapsulated by using the emulsion method with oleaster flour, which is rich in phenolic compounds and has prebiotic properties. The total phenolic, carotenoid, flavonoid content, antioxidant capacity, and phenolic compound profiles of eight different solvent and acidic hydrolyzed extracts of flour, bark, seed, flower, and leaf parts of the oleaster (Elaeagnus angustifolia L.) plant grown in three different locations in Nevşehir province were evaluated and oleaster flour was selected as the coating material of L. casei and L. acidophilus bacteria. The total fat, sugar, protein, starch, carbohydrate, dietary fiber, moisture, ash, dry matter, and titratable acidity contents of the selected oleaster flour were determined. Then, the optimum conditions required for the encapsulation of L. casei and L. acidophilus bacteria with maximum efficiency by using oleaster flour were determined chemometrically by central composite design-response surface methodology. As a result of the optimization, the encapsulation efficiency was found to be 93.66±2.58% and 74.97±1.34% for L. casei-oleaster flour and L. acidophilus-oleaster flour capsules, respectively. SEM analysis performed for structural characterization of the obtained capsules showed that the size of L. casei-oleaster flour and L. acidophillus-oleaster flour capsules were 104.8±26.3 µm and 95.7±12.1 µm, respectively, and FTIR analysis showed that the encapsulation process occurred without any change in the structure of the oleaster flour. When the loss of viability of bacteria during storage was evaluated, it was determined that the loss of viability of bacteria in microcapsules was much less compared to free bacteria. In gastrointestinal conditions, it was observed that free bacteria lost their viability before reaching the intestinal environment, but encapsulated bacteria maintained their viability. (This thesis was carried out in the priority area of "Innovative Food Processing Technologies and Food Biotechnology" within the scope of 100/2000 Programme by the Council of Higher Education.).