Karadut püresi ilaveli sütten yoğurt eldesinde fermentasyonun fenolik madde miktarı, in-vitro biyoerişebilirlik ve fiziksel özellikler üzerindeki etkisinin incelenmesi
The effects of fermentation on phenolic content, in-vitro bioavailability and physical properties of black mulberry yoghurt
Yazar: NİHAL DURMUŞ
Danışman: DOÇ. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Fermentasyon = Fermentation ; Fermente gıdalar = Fermented foods ; Karadut = Black mullberry ; Meyveli yoğurt = Fruit yoghurt

Özet:
Karadut hem taze hem de işlenmiş gıdalarda bileşen olarak yaygın bir biçimde kullanılan, vitaminler, karotenler, flavonoller, antosiyoninler, fenol asitler ve fenolik maddeleri içeren biyoaktif bileşenler yönünden oldukça zengin bir kaynaktır. Bunun yanı sıra süt ve fermente süt  ürünleri de proteinler, kalsiyum, fosfor, B2 vitamini ve B12 vitamini olmak üzere birçok besin öğesinin önemli bir kaynağıdır. Yoğurt ve sütün beslenme ve sağlık üzerindeki olumlu etkilerini ortaya koyan çalışmalar insanların günlük diyette severek tüketecekleri, toplumun her kesimine hitap edebilecek şekilde sade süt ve yoğurdun yanı sıra meyveli, meyve aromalı ürünler üzerindeki çalışmalara hız kazandırmaktadır.
Bu çalışmada fenolikçe zengin bir meyve olan karadutun, proteince zengin bir gıda olan süte ilavesi ile elde edilecek meyveli süt ve meyveli yoğurt yapımı esnasında fermentasyonun ürünlerin antioksidan kapasite, toplam fenolik/flavonoid içeriği, in-vitro biyoerişilebilirliği ve reolojik özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Yoğurt yapımı sürecinde meyveler süte farklı oranlarda, fermentasyon öncesi ve sonrasında ilave edilerek fermentasyonun etkileri, starter kültür kullanımına alternatif olarak glukano-delta-lakton kullanılarak ise starter kültürün etkileri ve aynı zamanda depolama sürecinin de etkileri  incelenmiştir. Analizler süte, karaduta, meyveli süt ve meyveli yoğurtlara uygulanmıştır. Bu çalışma ile literatüre fenolik bileşenler ve proteinler arasındaki interaksiyonlar ve bu interaksiyonlara fermentasyon, starter kültür ve depolamanın etkileri açısından katkı sağlanarak yeni çalışmalara ve projelere kaynak oluşturması amaçlanmıştır.
Çalışmada süt, karadut, meyveli süt ve meyveli yoğurtlarda  toplam fenolik madde, toplam flavonoid, toplam antioksidan aktivitesi analizleri spektrofotometrik olarak ölçülmüştür. Antioksidan aktivitesinin belirlenmesi için DPPH (2,2-Difenil-1-Pikrilhidrazil), ABTS (2,2'-azino-bis(3-etilbenzthiazolin-6-sülfonik asit)) ve CUPRAC (Bakır İndirgeyici Antioksidan Kapasitesi) yöntemleri kullanılmıştır. Ürünlerde antosiyanin profili HPLC metodu ile incelenmiş olup biyoerişebilirliğin belirlenmesi için in-vitro sindirim metodu uygulanmıştır. Aynı zamanda interaksiyonların, fermentasyonun ve depolamanın yoğurdun reolojik özellikleri üzerine etkisini gözlemleyebilmek için serum ayrılması, renk tayini, pH değişimi ve reoloji analizleri yapılmıştır.
Fermentasyonun toplam fenolik madde miktarına etkisinin incelenmesi amacıyla meyve ilavesinin fermentasyondan önce ve sonra yapıldığı ürünlerde toplam fenolik madde miktarı 62,8±9,7 ile 89,5±5,5 mg GAE /100 g yaş madde aralığında değişmiştir. Hem starter kültürle hem de glukano-delta lakton ile üretilen yoğurtlarda fermentasyondan önce meyve ilavesi yapılan yoğurtların toplam fenolik madde miktarları fermentasyondan sonra meyve ilave edilen yoğurtlara göre daha yüksek çıkmıştır. Fermentasyondan önce %6 meyve ilaveli GDL'lu yoğurdun(H) toplam fenolik madde miktarı 75,9±9,1  mg GAE /100 g yaş madde ile fermentasyondan sonra %6 meyve ilaveli GDL'lu yoğurttan(I)  (62,8±9,7 mg GAE /100 g yaş madde) %21, benzer şekilde fermentasyondan önce %6 meyve ilaveli starter kültürlü yoğurdun(J) toplam fenolik madde miktarı 83,7±2,9 mg GAE /100 g yaş madde ile  fermentasyondan sonra %6 meyve ilaveli yoğurttan(K) (63,8±10,1mg GAE /100 g yaş madde) % 31 daha fazla bulunmuştur (p>0,05).
Fermentasyonun antioksidan kapasiteye etkisini incelemek için üretilen ürünlerde CUPRAC ve DPPH metodlarında fermentasyondan sonra meyve ilave edilen ürünlerin antioksidan kapasitesinin fermentasyondan önce meyve ilave edilen ürünlere göre daha yüksek olduğu, ancak ABTS metodunda bunun tam tersi bir durumun olduğu tespit edilmiştir.  GDL kullanılarak üretilen H örneğinin CUPRAC, DPPH ve ABTS ile belirlenen antioksidan kapasitesi sırasıyla 172,1±54,1, 73,3±7,7 ve 119,3±13,4 mg TE/100g yaş madde ile I örneğinden  %14  ve %26 daha düşük, ABTS metodunda ise %36 daha yüksek olduğu tespit edilmiştir (p>0,05).
21 günlük depolamanın ardından toplam fenolik madde miktarındaki azalış starter kültürlü sade yoğurtta(F) %60, GDL'lu sade yoğurtta(G) %153, fermentasyondan önce %6 meyve ilaveli GDL'lu yoğurtta(H) %34, fermentasyondan sonra %6 meyve ilaveli GDL'lu yoğurtta(I) %53, fermentasyondan önce %6 meyve ilaveli starter kültürlü yoğurtta(J) %33, fermentasyondan sonra %6 meyve ilaveli starter kültürlü yoğurtta(K) %54, fermentasyondan önce %12 meyve ilaveli starter kültürlü yoğurtta(L) %6, fermentasyondan sonra %12 meyve ilaveli starter kültürlü yoğurtta(M) %1, %6 meyve ilaveli sütte(N) %1 ve %12 meyve ilaveli sütte(O) ise %6 olarak tespit edilmiştir. Toplam flavonoid  madde miktarındaki azalış ise F örneğinde %31, G örneğinde %34, H örneğinde %47, I örneğinde %45, J örneğinde %22, K örneğinde %36, L örneğinde %34, M örneğinde %27, N örneğinde %83 ve O örneğinde ise %24 olarak tespit edilmiştir. Örmeklerin 21 gün depolama sonrasında toplam antioksidan kapasitesi değerlerine bakıldığında CUPRAC metodunda J ve K; DPPH metodunda F, G ve H; ABTS metodunda ise F, G, H ve I dışındaki örnekler arasında istatistiksel olarak önemli düzeyde fark tespit edilmiştir (p<0,05).
In-vitro mide-bağırsak sistemi simülasyonunun ardından, her bir örnek için toplam fenolik madde, toplam flavonoid madde ve 3 farklı toplam antioksidan kapasitesi değerlendirilmiştir. J örneğinin toplam antioksidan kapasitesi geri kazanım oranı (%) CUPRAC metodunda %25,4 , DPPH metodunda %3,3, ABTS metodunda %11,0, K örneğinin toplam antioksidan kapasitesi geri kazanım oranı CUPRAC metodunda %14,2, DPPH metodunda %3,7, ABTS metodunda %18,8 tespit edilmiştir. 
Meyveli süt, meyveli yoğurt ve sade yoğurt örneklerinin pH değerleri ölçüldüğünde ilk gün 4,2 ile 5,9 aralığında değişirken 21 günlük depolamanın ardından 4,0 ile 6,1 aralığında değişim göstermiştir.
Renk tayini metoduna göre fermentasyondan önce meyve ilavesi yapılan yapılan tüm yoğurtlarda fermentasyondan sonra meyve ilavesi yapılan ürünlere göre daha yüksek  L değerleri elde edilirken daha düşük a değerleri ve b değerleri tespit edilmiştir. 21 gün  depolamanın ardından yoğurda meyve ilavesinin hem fermentasyondan önce hem de fermentasyondan sonra yapıldığı ürünlerde a ve b değerlerinin artış gösterdiği, L değerinin ise azalma gösterdiği tespit edilmiştir.
Fermentasyondan önce meyve ilavesinin yapıldığı yoğurtlarda serum ayrılması değerlerinin  fermentasyondan sonra meyve ilavesi yapılan ürünlere göre daha fazla, viskozite değerlerinin daha düşük olduğu tespit edilmiştir. 21 gün depolama sürecinde tüm yoğurtların serum ayrılması değerlerinde artış viskozite değerlerinde de azalış gözlenmiştir.

Abstract:
Mulberry (Morus atropurpurea Roxb.) is widely consumed both as fresh fruit and as an ingredient in food processed products, which is a rich source of bioactive compounds including vitamins, carotenes, flavonols, anthocyanins, phenolic and other phenolic compounds. Also milk and fermented dairy products are rich source of many nutrients like proteins, calcium, phosphorus, vitamin B2 and B12. Studies which shows health-promoting properties of yoghurt and milk has also increased the number of studies on fruit and fruit flavoured products that people consume on their diets. 
The objective of our study is to investigate the effects of fermentation on antioxidant capacity, total phenolics/flavovoids, in-vitro bioaccessibility and rheology  of yoghurts which is prepared by the addition of black mulberry to milk. During production of yoghurt, fruits was added to milk in different proportions before and after fermentation, glukano-delta-lactone was used as an alternative to starter culture and also storage effects was investigated. Analysis were applied to milk, black mulberry, fruit milk and fruit yoghurt. It was aimed to contribute literature on protein-phenolic interactions,  effects of fermentation, starter culture and storage for new resources and projects.
Total phenolic compound, flavonoid and total antioxidant activity of milk, black mulberry, fruit milk and fruit yoghurt were analyzed spectrophotometrically. For determining antioxidant capacity DPPH (2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl), ABTS (2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)), FRAP (Ferric Reducing Ability of Plasma) and CUPRAC (Cupric Reducing Antioxidant Capacity) methods were applied. Anthocyanin profile was investiagted with  HPLC method and for determining bioavailability in-vitro digestion method was applied. In this method gastrointestinal system was simulated in a test tube in the laboratory environment by using stomach enzymes and bile salts  and changes in the bioavailability of anthhocyanins was observed. Also for determining the effects of interactions on rheological properties of yoghurts, water holding capacity of gel, gel hardness and gel strength analysis were applied.
Samples which were produced to investigate the effect of fermentation on the total phenolic content  ranged from  62,8±9,7 to 89,5±5,5 mg GAE /100 g fresh wieght. Both yoghurts with starter cultures and glukano-delta-lacton which were produced with adding mullberries before fermentation has higher total phenolic contents than samples which were produced with adding mullberry after fermentation. Total phenolic content of yoghurt with GDL(glucano-delta-lacton) added 6% fruit before fermentation(H) was found to be 75,9±9,1 mg GAE /100 g fresh wieght which was  found to be 21% higher than yoghurt with GDL(glucano-delta-lacton) added 6% fruit after fermentation(I) (62,8±9,7 mg GAE /100 g fresh wieght) and similarly total phenolic content of yoghurt with starter culture added 6% fruit before fermentation(J) was found to be 83,7±2,9 mg GAE /100 g fresh wieght which was 31% higher than yoghurt with starter culture added 6% fruit after fermentation(K) (63,8±10,1mg GAE /100 g fresh wieght) (p>0,05).
Samples which were produced to investigate the effect of fermentation on the antioxidant capacity  showed that  samples which were produced by adding mulbery after fermentation had higher antioxidant capacity than before fermentation in CUPRAC and DPPH methods but had lower antioxidant  capacity in ABTS method. The mean values of total antioxidant capacity of H analyzed with CUPRAC, DPPH and ABTS methods were 172,1±54,1, 73,3±7,7 ve 119,3±13,4 mg TE/100g fresh weight, respectively which were 14% and 26% lower according to the CUPRAC and DPPH methods and 36% higher than I according to the ABTS method (p>0,05).
After 21 days of storage, decrease in total phenolic content were found to be 60% for yoghurt with starter culture (in the absence of added mulbery)(F),  153% for yoghurt with GDL (in the absence of added mulbery)(G), 34% for yoghurt with GDL(glucano-delta-lacton) added 6% fruit before fermentation(H), 53% for yoghurt with GDL(glucano-delta-lacton) added 6% fruit after fermentation(I), 33% for yoghurt with starter culture added 6% fruit before fermentation(J), 54% for yoghurt with starter culture added 6% fruit after fermentation(K), 6% for yoghurt with starter culture added 12% fruit before fermentation(L), 1% for yoghurt with starter culture added 12% fruit after fermentation(M), 1% for milk added 6% fruit(N) and 6% for milk added 12% fruit(O). On the other hand decrease in total flavonoid content were found as 31% for F, 34% for G, 47% for H, 45% for I, 22% for J, 36% for K, 34% for L, 27% for M, 83% for N and 24% for O. The mean values of total antioxidant capacity of samples analyzed after 21 days of storage showed significant difference (p<0.05) with CUPRAC method (except for J and Ksamples); with DPPH method (except for F, G and H samples); and with ABTS method (except for F, G, H and I samples).
After the simulation of in vitro gastrointestinal digestion system, total phenolic content, total flavonoid content and total anthocyanin content as well as the total antioxidant capacity for each samples were evaluated. Total antioxidant capacity retrieval proportion (%) of J was found as 25% with CUPRAC method, 3,3% with DPPH method, 11% with ABTS method, total antioxidant capacity retrieval proportion (%) of K was was found as 14,2% with CUPRAC method, 3,7% with DPPH and 18,8% with ABTS method.
pH values of fruit milks, fruit added yoghurts and plain yoghurts ranged between 4,2 and 5,9 in the first day; 4,0 and 6,1 after 21 days of storage. For samples all the samples-except N, pH values showed a decrase during storage. 
Samples which were produced by adding mulberry before fermentation showed higher L values and lower a and b values than the data obtained after fermentation. After 21 days of storage for all the samples a and b values increased and L values decreased.
Sample which was produced by using starter culters had higher syneresis and viscosity values than the sample produced by using GDL and during storage increased more. Samples that were produced by adding mulberry before fermentation had higher synersis values and lower viscosity than the samples after fermentation. For all the samples syneresis increased, and the viscosity  decreased during storage.