Ticari arı ekmeği örneklerindeki laktik asit bakterilerinin tanımlanması
Identification of lactic acid bacteria in commercial bee bread samples
Yazar: NERMİN ÇELİK
Danışman: PROF. DR. EMİNE ŞEKÜRE NAZLI ARDA
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
Bal arıları polenleri ham şekliyle tüketmez. İşçi arılar tarafından toplanan polen taneleri nektar ve arının sindirim sıvıları ile karıştırılarak özümsenir, kuluçka peteği içerisinde biriktirilip bal ve balmumu ile sıvanarak daha sonra kullanılmak üzere depolanır. Arı ekmeği (perga) olarak bilinen bu son ürün, kolonideki erişkin arıların ve larvaların temel gıda kaynağıdır. Arı ekmeği başlangıçta polen, nektar ve arının çeşitli salgılarını içerir. Bu karışımın kimyasal içeriği bir süre sonra, ortamdaki çeşitli mikroorganizmaların (çoğunlukla laktik asit bakterileri ve bazı mayaların) etkisiyle gerçekleşen doğal bir fermantasyon sürecine bağlı olarak değişime uğrar. Arı ekmeğinin içeriği ve kalitesi, arının genetik özellikleri, polen ve nektar tipleri, ortamdaki mikroorganizmalar ve kimyasallar gibi fermantasyon süreciyle ilişkili çeşitli faktörlere bağlıdır. Arılar tarafından toplanan polen ve nektarın tipi floradaki bitki türlerine ve çevresel şartlara göre değişir, ayrıca fermantasyonda rol oynayan laktik asit bakterilerini etkiler. Laktik asit bakterileri sadece fermantatif etkileriyle değil, ürettikleri antimikrobiyal metabolitlerle de sürece katkıda bulunurlar. Arı ekmeğindeki antimikrobiyal metabolitlerin koloni üyelerini patojen mikroorganizmalara karşı koruduğu ileri sürülmektedir.  
Bu çalışma, Türkiye'nin farklı bölgelerinden temin edilen ticari arı ekmeği örneklerindeki laktik asit bakterilerini, mikrobiyolojik ve moleküler yöntemler kullanarak tanımlamak, kültüre almak ve gelecekte arı ekmeğine benzer yeni bir yapay ürünün geliştirilmesine katkıda bulunmak amacıyla gerçekleştirilmiştir.
Çalışmada, Çanakkale ve Kıyıköy bölgelerine ait iki arı ekmeği örneğinde bulunan laktik asit bakterileri 16S rRNA geni dizileme yöntemi (Illumina) kullanılarak tanımlanmıştır. Elde edilen verilere göre, bu bölgelere ait arı ekmeği örneklerinde farklı laktik asit bakteri türlerinin varlığı tespit edilmiştir.
Her iki örnekte de Lactobacillus cinsi en yüksek oranda bulunmuştur. Operasyonel bir takson birimi (OTU) olan "Bifidobacterium sp.", Çanakkale örneğinde tespit edilmezken, Kıyıköy örneğinde düşük oranda saptanmıştır. Ayrıca Bacillus cinsi bakteriler ve Bacillus coagulans türü Çanakkale örneğinde bulunmasına rağmen Kıyıköy örneğinde tespit edilmemiştir. Her iki örnekte de Actinobacteria sınıfından Bifidobacterium asteroides ve Schaalia odontolytica türleri ve Bifidobacterium cinsi bakterilere rastlanmıştır. Farklı bölgelerdeki bal arısı ürünleri farklı mikroorganizma profillerine sahip olabilir. Ayrıca diğer çevresel faktörler de kovandaki mikrobiyal toplulukların farklılaşmasına neden olabilir.
Bu çalışma, arı ekmeği örneklerinde laktik asit bakterilerinin genetik çeşitliliğinin ve dağılımının belirlenmesinde önemli bir adımdır. Laktik asit bakterileri, arı ekmeğinde bulunan ve sağlık açısından potansiyel faydaları olan önemli mikroorganizmalardır. Bu tezin arı ekmeği ve içerdiği laktik asit bakterilerinin daha iyi anlaşılmasına ve gıda takviyesi olarak kullanımının yaygınlaştırılması için yapay arı ekmeği gibi yeni endüstriyel fermente ürünlerin geliştirilmesine katkı sağlaması beklenmektedir.

Abstract:
Honey bees do not consume pollen in its raw form. The pollen grains collected by worker bees are digested by mixing them with nectar and bee digestive fluids, collected in the brood cells, then sealed with honey and beeswax for later consumption. This end product known as bee bread (perga) is the main food source for adult bees and larvae in the colony. Bee bread initially contains pollen, nectar and various bee secretions. The chemical composition of this mixture changes after a while, due to a natural fermentation process that occurs by the effects of various microorganisms (mainly lactic acid bacteria and some yeasts) in the environment. The content and quality of bee bread depend on various factors associated with the fermentation process, such as bee genetics, pollen and nectar types, microorganisms and chemicals in the environment. The type of pollen and nectar collected by bees varies due to the plant species in the flora and environmental conditions and also affects the lactic acid bacteria that play a role in fermentation. Lactic acid bacteria contribute to the process not only with their fermentative effects but also with the antimicrobial metabolites they produce. It is suggested that antimicrobial metabolites in bee bread protect colony members against pathogenic microorganisms.
This study was conducted with the aim of contributing to the development of a novel artificial product similar to bee bread, by identifying and culturing the lactic acid bacteria in commercially available samples of bee bread from different regions of Turkey using microbiological and molecular methods. 
In the study, lactic acid bacteria present in two samples of bee bread from the Çanakkale and Kıyıköy regions were identified using the 16S rRNA gene sequencing method (Illumina). According to the obtained data, the presence of different species of lactic acid bacteria was detected in the samples of bee bread from these regions.
In both samples, the genus Lactobacillus was found to be the most abundant. While "Bifidobacterium sp.", an operational taxon unit (OTU), was not detected in Çanakkale sample, it was detected in low rate in Kıyıköy sample. In addition, bacteria belonging to the genus Bacillus, such as Bacillus coagulans were found in the Çanakkale sample but not detected in the Kıyıköy sample. Bifidobacterium asteroides and Schaalia odontolytica from the class Actinobacteria, as well as bacteria from the genus Bifidobacterium, were encountered in both samples. Honeybee products from different regions may have different microorganism profiles. In addition, other environmental factors may also cause diversification in microbial communities in the hive.
This study is an important step in determining the genetic diversity and distribution of lactic acid bacteria in bee bread samples. Lactic acid bacteria are significant microorganism found in bee bread and have potential health benefits. It is expected that this thesis will contribute to a better understanding of bee bread and the lactic acid bacteria it contains, and the development of new industrial fermented products such as artificial bee bread in order to extend its use as a food supplement.