EGE BÖLGESİNİN BAZI YÖRELERİNDE YAPILAN GELENEKSEL TARHANA VE BİLEŞENLERİNİN BAKTERİ FLORASININ TANIMLANMASI

Transkript

1 EGE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (DOKTORA TEZİ) EGE BÖLGESİNİN BAZI YÖRELERİNDE YAPILAN GELENEKSEL TARHANA VE BİLEŞENLERİNİN BAKTERİ FLORASININ TANIMLANMASI İlkin YÜCEL ŞENGÜN Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Bilim Dalı Kodu: Sunuş Tarihi: Tez Danışmanı: Prof.Dr. Mehmet KARAPINAR Bornova-İZMİR

2 II

3 III İLKİN YÜCEL ŞENGÜN tarafından DOKTORA tezi olarak sunulan Ege Bölgesinin Bazı Yörelerinde Yapılan Geleneksel Tarhana ve Bileşenlerinin Bakteri Florasının Tanımlanması başlıklı bu çalışma E.Ü. Lisansüstü Eğitim ve Öğretim Yönetmeliği ile E.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Eğitim ve Öğretim Yönergesi nin ilgili hükümleri uyarınca tarafımızdan değerlendirilerek savunmaya değer bulunmuş ve tarihinde yapılan tez savunma sınavında aday oybirliği/oyçokluğu ile başarılı bulunmuştur. Jüri Üyeleri: İmza Jüri Başkanı : Prof.Dr. Mehmet Karapınar... Raportör Üye: Prof.Dr. Necati Akbulut... Üye : Prof.Dr. İsmail Karaboz... Üye : Doç.Dr. Şahika Aktuğ Gönül... Üye : Yrd.Doç.Dr. Nural Karagözlü...

4 IV

5 V ÖZET EGE BÖLGESİNİN BAZI YÖRELERİNDE YAPILAN GELENEKSEL TARHANA VE BİLEŞENLERİNİN BAKTERİ FLORASININ TANIMLANMASI YÜCEL ŞENGÜN, İlkin Doktora Tezi, Gıda Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Mehmet KARAPINAR Aralık 2006, 212 sayfa Bu çalışmada, yedisi Ege Bölgesinin farklı yörelerine ait olmak üzere toplam sekiz adet tarhana örneğinde fermentasyonda rol alan laktik asit bakterilerinin (LAB) tanımlanması, ayrıca tarhana üretiminde kullanılan yoğurt ve un gibi tarhana bileşenlerinde de LAB tanımlaması yapılması ve bu şekilde, farklı kaynaklardan elde edilen LAB izolatlarında oluşabilecek yöresel farklılıkların ortaya konması amaçlanmıştır. Çalışmada elde edilen toplam 256 adet LAB izolatının fenotipik tanımlaması amacı ile uygulanan morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal testler sonucunda, yöreye özgü birçok izolat bulunduğu ve mevcut izolatların % 13,7 sinin Streptococcus (toplam 35 izolat ve 6 farklı tür), % 45,7 sinin Lactobacillus (toplam 117 izolat ve 23 farklı tür), % 28,9 unun Enterococcus (toplam 74 izolat ve 7 farklı tür), % 1,2 sinin Weissella (toplam 3 izolat ve 2 farklı tür), % 4,3 ünün Pediococcus (toplam 11 izolat ve 4 farklı tür), % 1,9 unun Lactococcus (toplam 5 izolat ve 3 farklı tür), % 1,5 inin Leuconostoc (toplam 4 izolat ve 1 tür) cinsine ait olduğu belirlenmiş, izolatların % 2,8 inin (toplam 7 izolat) ise kesin olarak hangi cinse ait olduğu tespit edilememiştir. Anahtar sözcükler: Tarhana, mikroflora, laktik asit bakterileri, tanımlama

6 VI

7 VII ABSTRACT IDENTIFICATION OF BACTERIAL FLORA OF TRADITIONAL TARHANA AND TARHANA INGREDIENTS, PRODUCED IN DIFFERENT LOCAL PLACES OF EGE REGION YÜCEL ŞENGÜN, İlkin PhD in Food Eng. Supervisor: Prof. Dr. Mehmet KARAPINAR December 2006, 212 pages In this study, identification of lactic acid bacteria (LAB) take place in the fermentation of tarhana was aimed. Additionally, to identife the lactic flora of tarhana ingredients and also to find out the effects of regions on LAB variety was also aimed. Except one sample eight tarhana samples collected from different local places of Ege region. It was also aimed. Two hundred and fifty six LAB were isolated from the samples identified fenotypically by using morfological, physiological and biochemical tests. It is observed that there was significant differences in the lactics distribution in flora obtained different places. The isolates were identified as 13,7 % Streptococcus (total 35 isolates and 6 different species), 45,7% Lactobacillus (total 117 isolates and 23 different species), 28,9 % Enterococcus (total 74 isolates and 7 different species), 1,2 % Weissella (total 3 isolates and 2 different species), 4,3 % Pediococcus (total 11 isolates and 4 different species), 1,9 % Lactococcus (total 5 isolates and 3 different species), 1,5 % Leuconostoc (total 4 isolates and 1 species) and 2,8 % of isolates (total 7 isolates) could not be identified. Keywords: Tarhana, microflora, lactic acid bacteria, identification

8 VIII

9 IX TEŞEKKÜR Tez çalışmamın planlanması, yürütülmesi ve değerlendirilmesi aşamalarında bilgi ve tecrübelerinden yararlandığım tez danışmanım Prof.Dr. Mehmet Karapınar a, tezin tüm aşamalarını titizlikle takip eden tez izleme komitesi üyeleri Prof.Dr. İsmail Karaboz ve Doç.Dr. Şahika Aktuğ Gönül e, araştırmanın planlanması aşamasında bilgilerinden yararlandığım Doç.Dr. Ali Fazıl Yenidünya ya, laboratuar çalışmalarım sırasında ilgi ve desteğini hiçbir zaman esirgemeyen Tekn. Figen Becerik e, analizlerin hazırlık aşamasında büyük özveriyle çalışan Gıda Mikrobiyolojisi Bilim Dalı yüksek lisans öğrencimiz Bengü Yaman a, enzimatik testlerin uygulanması aşamasında vermiş olduğu destekten dolayı Bilim Dalı doktora öğrencimiz Şeniz Karabıyıklı ya, desteklerinden dolayı Tekn. Tülay Üzel e, bu çalışmanın gerçekleştirilmesinde önemli yeri olan tarhana örneklerini temin ettiğim Mihriye Becerik, Aygün Özçelik, Ayla Genç, Rabiya Şahin, Sevgi Şengün, Esin Hanım, Mediha Karaman, Ayşe Toklu ve Hülya Yaman a ve her şeyden önemlisi çalışmalarımın tüm aşamalarında manevi destek ve ilgileri ile hep yanımda olan babam Murat Yücel e, eşim Mahmut Şengün e ve kızım Bengisu Şengün e teşekkür ederim.

10 X

11 XI İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET...V ABSTRACT...VII TEŞEKKÜR...IX İÇİNDEKİLER...XI ŞEKİLLER DİZİNİ...XV ÇİZELGELER DİZİNİ...XVI 1. GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Laktik Asit Bakterileri Laktik asit bakterilerinin genel özellikleri Laktik asit bakterilerinin endüstriyel önemi Fermente Ürünler...16

12 XII İÇİNDEKİLER (Devam) Sayfa Fermente süt ürünleri Fermente et ürünleri Fermente sebze ürünleri Fermente hububat ürünleri Tarhana Tarhananın besin değeri Tarhanada mikrobiyolojik durum MATERYAL ve METOT Materyal Analiz örnekleri Örnekleme, örneklerin muhafazası ve laboratuara taşınması Besiyerleri Metot Laktik asit bakterisi sayım ve izolasyonu Laktik asit bakterisi izolatlarının saklanması... 48

13 XIII İÇİNDEKİLER (Devam) Sayfa Laktik asit bakterisi izolatlarının fenotipik olarak tanımlanması Analiz örneklerinde mikrobiyolojik durumun tespiti Kimyasal Analizler BULGULAR ve TARTIŞMA Un ve Yoğurt Örneklerinde LAB Sayısı Femantasyon Boyunca LAB Sayısında Meydana Gelen Değişmeler Fermentasyon Süresince Tarhana Örneklerinde ph ve Asitlik Değerlerinde Meydana Gelen Değişim Laktik Asit Bakterilerinin İzolasyonu Laktik Asit Bakterisi İzolatlarının Fenotipik Olarak Tanımlanması Tarhana, Yoğurt ve Un Örneklerinin Genel Mikrobiyolojik Durumu SONUÇ ÖNERİLER...170

14 XIV İÇİNDEKİLER (Devam) KAYNAKLAR DİZİNİ EKLER Sayfa Ek 1. Yöreye Özgü Reçetelerle Evlerde Geleneksel Olarak Üretilen Tarhana Örneklerinin Üretimine Ait Bilgiler Ek 2. Tarhanadan Örnekleme Yapacak Kişiler İçin Hazırlanmış Olan Örnekleme Talimatı EK 3- Analizlerde Kullanılan Besiyerleri ve Kimyasallar EK 4. Mikrobiyolojik Standartlar ÖZGEÇMİŞ

15 XV ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil Sayfa 3.1. Sekiz ayrı yöreden toplanan kuru tarhana örnekleri Tarhana örneklerinde fermentasyon süresince ph değişimi Tarhana örneklerinde fermentasyon süresince asitlikte meydana gelen değişim... 81

16 XVI ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge Sayfa 2.1. Fermente ürünler ve fermentasyonda rol alan LAB leri Orla-Jensen in (1919) LAB si sınıflandırması ve günümüzdeki taksonomik sınıflandırma Homofermantatif ve heterofermantatif laktik asit bakterileri ve laktik asit konfigürasyonları LAB nin ürettiği antimikrobiyal özelliklere sahip bazı metabolitler Fermente süt ürünlerinde kullanılan laktik starter kültürlerin fonksiyonları ve kullanıldığı ürünler Laktik fermente et ürünleri ve bu ürünlerin eldesinde kullanılan starter kültürler Fermente sebze/meyve ürünleri ve bu ürünlerin üretiminde kullanılan starter kültürler Hububat bazlı fermente ürünler ve fermentasyonda rol alan mikroorganizmalar... 23

17 XVII ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge Sayfa 2.9. Farklı yörelerde tarhana bileşimine giren malzemeler ve uygulanan fermentasyon süreleri Tarhananın düz metot ile ticari üretiminde kullanılan reçete Tarhananın ekşi hamur metodu ile ticari üretiminde kullanılan reçete Tarhananın kimyasal kompozisyonu Örneklerin temin edildiği yerler ve tarhana hamurunun fermentasyonu süresince örneklemenin yapıldığı günler Laktik asit konfigürasyonunun belirlenmesinde kullanılan çözeltiler Analiz koşulları Laktik asit konfigürasyonunun belirlenmesinde kullanılan reaksiyon basamakları Analiz Örneklerine uygulanan mikrobiyolojik analizler Tarhana üretiminde kullanılan yoğurt örneklerinde LAB si sayım sonuçları...67

18 XVIII ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge Sayfa 4.2. Un/buğday kırması örneklerinin LAB si sayım sonuçları A örneğinde (Aydın/İncirliova) fermentasyon boyunca LAB si sayısında meydana gelen değişmeler B örneğinde (Bodrum/Gündoğan) fermentasyon boyunca LAB si sayısında meydana gelen değişmeler C örneğinde (İzmir/Hatay) fermentasyon boyunca LAB si sayısında meydana gelen değişmeler D örneğinde (Manisa/Tiyenli) fermentasyon boyunca LAB si sayısında meydana gelen değişmeler E örneğinde (İzmir/Gülbahçe) fermentasyon boyunca LAB si sayısında meydana gelen değişmeler F örneğinde (İzmir/Barbaros) fermentasyon boyunca LAB si sayısında meydana gelen değişmeler G örneğinde (Uşak/Merkez) fermentasyon boyunca LAB si sayısında meydana gelen değişmeler H örneğinde (Isparta/Şarkikaraağaç) fermentasyon boyunca LAB si sayısında meydana gelen değişmeler... 77

19 XIX ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge Sayfa Kuru tarhana örneklerinin ph ve asitlik değerleri Yoğurt örneklerinin ph ve asitlik değerleri A örneğinden izole edilen izolatlar B örneğinden izole edilen izolatlar C örneğinden izole edilen izolatlar D örneğinden izole edilen izolatlar E örneğinden izole edilen izolatlar F örneğinden izole edilen izolatlar G örneğinden izole edilen izolatlar H örneğinden izole edilen izolatlar Fenotipik tanımlamada kullanılan fizyolojik ve biyokimyasal analiz sonuçları...101

20 XX ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge Sayfa Laktik asit konfigürasyon sonuçları Karbonhidrat fermentasyon testi sonuçları Fenotipik özelliklerine göre tanımlanan LAB si izolatları A örneğinden izole edilen toplam 29 adet izolatın tür düzeyinde dağılımları B örneğinden izole edilen toplam 37 adet izolatın tür düzeyinde dağılımları C örneğinden izole edilen toplam 37 adet izolatın tür düzeyinde dağılımları D örneğinden izole edilen toplam 48 adet izolatın tür düzeyinde dağılımları E örneğinden izole edilen toplam 12 adet izolatın tür düzeyinde dağılımları F örneğinden izole edilen toplam 20 adet izolatın tür düzeyinde dağılımları G örneğinden izole edilen toplam 58 adet izolatın tür düzeyinde dağılımları

21 XXI ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge Sayfa H örneğinden izole edilen toplam 15 adet izolatın tür düzeyinde dağılımları Fermentasyonun başlangıcında (F=0) tarhana hamuruna uygulanan mikrobiyolojik analizlerin sonuçları Kuru tarhana örneklerinin mikrobiyolojik analiz sonuçları Yoğurt örneklerine ait mikrobiyolojik analiz sonuçları Un/buğday kırması örneklerine ait mikrobiyolojik analiz sonuçları...164

22 1 1. GİRİŞ Besin değeri yüksek ve sağlıklı ürünler olarak değerlendirilen fermente gıdalar, üretimde kullanılan hammadde ve fermentasyonda rol alan mikroorganizmalara bağlı olarak, oldukça fazla çeşitlilik göstermektedir. Genellikle geleneksel yöntemlerle üretilmekte olan fermente gıdalar insanların günlük diyetlerinde önemli bir yer tutmaktadır (Leroy and De Vuyst, 2004). Tarhana, ülkemize özgü hububat bazlı fermente bir üründür. Yörelere göre farklılık göstermekle birlikte, genel olarak tarhana; yoğurt, buğday unu, pişirilmiş farklı sebzeler (domates, soğan, biber v.b.) ve baharat karışımlarının bir ile yedi gün arasında değişen sürelerde fermentasyona bırakılması ile elde edilir. Bazı formülasyonlara maya da katılabilmektedir. Yurt dışında farklı isimler altında (kishk, tahonya, talkuna, kusnuk) tarhanaya benzer fermente ürünler üretilmektedir (İbanoğlu et al., 1995a). Tarhana üretim tekniklerinin yörelere bağlı olarak değişmesi, fermentasyonun farklı ilerlemesine ve dolayısıyla da farklı lezzetlerde tarhana oluşumuna sebebiyet vermektedir. Genel olarak tarhana fermentasyonunda rol oynayan laktik asit bakterileri ve mayalar, fermentasyon ürünleri olarak laktik asit, etil alkol, karbondioksit ve tarhanaya özgü aromanın oluşmasını sağlayan diğer ürünleri üretmektedirler (İbanoğlu et al., 1995b). Farklı bileşenlerin tarhana lezzet ve aroması üzerine etkilerinin incelendiği birçok çalışma bulunmasına karşın tarhana mikroflorasının araştırıldığı çalışmalar oldukça sınırlıdır. Daha çok tarhananın mikrobiyolojik kalitesini belirlemeye yönelik yapılan bu çalışmalarda, ürün bileşimlerinin değiştirilmesi ile farklı tipte

23 2 tarhanalar üretilmiş veya farklı bölgelerde farklı formüllerle üretilen tarhana örnekleri toplanmış ve bu ürünlerde toplam canlı bakteri sayımları, küf-maya sayımları, koliform sayımları ve laktik asit bakterisi sayımları yapılmıştır. Bu çalışmanın amacı, farklı yörelerde geleneksel yöntemler kullanılmak suretiyle üretilen tarhana örneklerinde fermentasyon süresince tarhana hamurunda ve fermentasyon sonunda tüketime hazır hale getirilen son ürün kuru tarhanada ve tarhana bileşimine giren yoğurt ve un örneklerinde bulunan laktik asit bakterilerinin izolasyonu ve tanımlanmasıdır. Yapılan bu çalışma ile, geleneksel fermente bir ürünümüz olan tarhanada bulunan ve fermentasyonda rol alan laktik asit bakterileri belirlenmiş olacak, farklı yörelere ait örneklerden izole edilen laktik asit bakterilerinin, yörelere bağlı olarak gösterebilecekleri çeşitlilik ortaya konulacaktır. Elde edilen farklı karakterlerdeki laktik asit bakterisi izolatları, standart kalitede tarhananın endüstriyel üretiminin gerçekleştirilmesi ve ürün kalitesi ile kalitenin sürekliliğinin sağlanması için gerekli olan altyapıyı oluşturmuş olacaktır. Böylece, geleneksel yöntemlerle yapılan, kuşaktan kuşağa aktarılagelen görme ve el becerisi gibi folklorik bilgilerle yaşatılmakta olan fermente ürünlerimizden tarhana ve doğal olarak ilgili LAB florasının, zaman içinde giderek yaygınlaşan endüstrileşme ve kentleşme çabası ile yok olması belli ölçüde engellenmiş olacaktır.

24 3 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Fermentasyon, gıda üretimi ve muhafazasında bilinen en eski ve en ekonomik yöntemlerden biridir. Medeniyetin doğuşuyla birlikte, M.Ö li yıllara dek uzanan bazı ipuçlarında, Orta Doğunun verimli topraklarında fermente süt, et ve sebze ürünlerine ait birtakım bilgilere rastlanılmıştır (Fox, 1993). İsviçre de yapılan kazılar, bundan 5000 yıl önce ekşi hamurdan yapılan ekmeğin, günlük gıda tüketiminde yer aldığına işaret etmektedir. M.Ö yılına ait bulgularda ise, peynir, yoğurt, tereyağı gibi fermente süt ürünlerine ait bilgiler yer almaktadır. M.Ö li yıllarda Babilliler tarafından üretilen biranın, Mısır a ihraç edildiğine dair kayıtlar bulunmaktadır (Haggblade and Holzapfel, 1989). Sonuç olarak hammaddeden daha farklı, lezzet açısından daha çekici ve memnun edici, uzun süre muhafaza edilebilen fermente ürünler, insanlık tarihinde büyük bir keşif olmuştur. Bu ürünlerin üretiminde kullanılan metotlara ait bilgiler, yerel dernekler ve feodal devletler aracılığıyla nesilden nesile aktarılmaktadır (Holzapfel, 1997; Caplice and Fitzgerald, 1999; Ross et al., 2002) li yıllarda, mikrobiyoloji alanında yapılan yeni gelişmelerle birlikte, fermentasyonun işleyişi ve bakteri, maya ve küflerin fermentasyondaki rolleri daha iyi anlaşılabilmiştir. Fermentasyon mekanizmasının çözülmesi ve bunun 19. yüzyılda gerçekleşen sanayi devrimine denk gelmesiyle birlikte, şehir ve kasabalardaki nüfusun artması ve beslenme açısından fermente gıdaların oldukça faydalı bulunması, sanayicilerin fermente gıdalara olan ilgisini artırmıştır. Günümüzde de dünyanın birçok yerinde fermente gıdalar yaygın olarak üretilmekte ve diyetlerde önemli bir yer tutmaktadır (Caplice and Fitzgerald, 1999; Ross et al., 2002).

25 4 Gıda fermentasyonlarında rol alan çeşitli mikroorganizmalar içerisinde laktik asit bakterileri (LAB) önemli bir grubu oluşturmaktadır. LAB leri fermente süt ürünleri, fermente sebze ürünleri, fermente et ürünleri ve fermente hububat ürünleri gibi farklı gıda gruplarının üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır (Çizelge 2.1). Laktik asit fermentasyonlarının yanı sıra alkol fermentasyonu, propiyonik asit fermentasyonu, çeşitli bakteri ve küflerin meydana getirdiği fermentasyonlarla da, farklı tipte fermente ürünler üretilebilmektedir (Steinkraus, 1997). Gıdaların fermente edilmesi ile sağlanan faydalar şunlardır (Dağlıoğlu, 2000; Blandino et al., 2003): - Dayanıksız ürünlerin daha uzun süre muhafaza edilebilmesi, - Daha güvenli ürün eldesi, - Çiğ ürünlerde istenmeyen faktörlerin yok edilmesi, - Ürünün besin değerinin artması, - Ürünün sindiriminin kolaylaşması, - Daha az hacim kaplayan materyal eldesi. Laktik asit fermentasyonuna dayalı fermente ürün üretiminde LAB leri, ortamda mevcut bulunan karbonhidrat substratını kullanarak laktik asit üretirler. Bu mikroorganizmalar laktik asidin yanı sıra diğer bazı antimikrobiyal etkili maddeleri de üreterek, ürünün güvenilirliğini sağlarlar (Gibbs, 1987; Degeest et al., 2001; Duboc and Mollet, 2001; Jolly and Stingele, 2001; Leroy and De Vuyst, 2004). Son yıllarda LAB lerinin gıdalarda kullanımı, üretmiş oldukları bu antimikrobiyal maddelerden dolayı, mikrobiyal bulaşmaların engellenmesinde alternatif yöntem olarak kabul görmektedir (Holzapfel et al., 1995; Lücke, 2000).

26 5 Çizelge 2.1. Fermente ürünler ve fermentasyonda rol alan LAB leri (Leroy and De Vuyst, 2004). Fermente Ürün Tipi Süt ürünleri Gözeneksiz sert peynirler Küçük gözenekli peynirler Laktik Asit Bakterileri a L.lactis subsp. lactis, L.lactis subsp. cremoris L.lactis subsp. lactis, L.lactis subsp. cremoris, L.lactis subsp. lactis var. diacetylactis, Leuc.mesenteroides subsp. cremoris İsveç ve İtalyan tipi peynirler Lb.delbrueckii subsp. lactis, Lb.helveticus, Lb.casei, Lb.delbrueckii subsp. bulgaricus, S.thermophilus Tereyağı ve yayık ayranı Yoğurt Fermente probiotik süt Kefir Fermente et ürünleri Fermente sosis (Avrupa) Fermente sosis (ABD) Fermente balık ürünleri Fermente sebzeler Sauerkraut Turşu Fermente zeytinler Fermente sebzeler L.lactis subsp. lactis, L.lactis subsp. cremoris, L.lactis subsp. lactis var.diacetylactis, Leuc.mesenteroides subsp. cremoris Lb.delbrueckii subsp. bulgaricus, S.thermophilus Lb.casei, Lb.acidophilus, Lb.rhamnosus, Lb. johsonii, B.lactis, B.bifidum, B.breve Lb.kefir, Lb.kefirenofacies, Lb.brevis Lb.sakei, Lb.curvatus P.acidilactici, P.pentosaceus Lb.alimentarius, C.piscicola Leuc.mesenteroides, Lb.plantarum, P.acidilactici Leuc.mesenteroides, P.cerevisiae, Lb.brevis, Lb.plantarum Leuc.mesenteroides, Lb.pentosus, Lb.plantarum P.acidilactici, P.pentosaceus, Lb.plantarum, Lb. fermentum

27 6 Soya sosu Fermente tahıllar Ekşi hamur T.halophilus Lb.sanfransiscensis, Lb.farciminis, Lb.fermentum, Lb.brevis,Lb.plantarum, Lb.amylovorus, Lb.reuteri, Lb.pontis, Lb.panis, Lb.alimentarius, W.cibaria Alkollü içecekler Şarap (malolaktik fermentasyon) Pirinç Şarabı O.oeni Lb.sakei a B.:Bifidobacterium, C.:Carnobacterium, L.:Lactococcus, Lb.:Lactobacillus,Leuc.: Leuconostoc, O.: Oenococcus, P.:Pediococcus, S.:Streptococcus, T.:Tetragenococcus, W.:Weissella 2.1. Laktik Asit Bakterileri Laktik asit bakterilerinin genel özellikleri 1919 yılında Orla-Jensen in yapmış olduğu çalışmaya göre laktik asit bakterileri; Gram pozitif, katalaz negatif, hareketsiz, sporsuz, çubuk veya kok şeklinde, karbonhidratları ve yüksek alkolleri fermente ederek laktik asit oluşturan, doğal bir grup olarak tanımlanmıştır. Orla-Jensen in yapmış olduğu sınıflandırma ile günümüzde geçerli olan sınıflandırma, karşılaştırmalı olarak Çizelge 2.2 de verilmiştir. LAB leri, genetik ve fizyolojik farklılıklarından dolayı glikozu farklı metabolik yollar izleyerek kullanmakta ve farklı son ürünler üretmektedirler. Heksoz şekerlerin fermentasyonu sonucu birincil dereceden laktik asit üreten türler homofermantatif LAB leri, heksoz

28 7 Çizelge 2.2. Orla-Jensen in (1919) LAB si sınıflandırması ve günümüzdeki taksonomik sınıflandırma (Stiles and Holzapfel, 1997). Cins a Şekil Katalaz Fermentasyon Günümüzdeki Cins Betabacterium Çubuk ( ) Heterofermantatif Lactobacillus Weissella Thermobacterium Çubuk ( ) Homofermantatif Lactobacillus Streptobacterium Çubuk ( ) Homofermantatif Lactobacillus Carnobacterium Streptococcus Kok ( ) Homofermantatif Streptococcus Enterococcus Lactococcus Vagococcus Betacoccus Kok ( ) Heterofermantatif Leuconostoc Oenococcus Weissella Microbacterium Çubuk (+) Homofermantatif Brochothrix Tetracoccus Kok (+ b ) Homofermantatif Pediococcus Tetragenococcus a: Orla-Jensen sınıflandırması b: Genellikle Pediococcus cinsi katalaz negatiftir, ancak bazı türler yalancı katalaz reaksiyonu gösterirler. şekerlerden laktik asit, CO 2 ve etanol üreten türler ise, heterofermantatif LAB leri olarak adlandırılmaktadırlar (Wood and Holzapfel, 1995).

29 8 LAB leri, glikoz fermentasyonu sonucu üretmiş oldukları laktik asidin izomer yapılarına göre de sınıflandırılmıştır. Bu sınıflandırmada, fermentasyon ortamından ekstrakte edilen laktik asidin, optik ışığı çevirme yönü belirlenmiş ve buna göre adlandırma yapılmıştır. Işığı sola çevirenler Dextrorotary (D), sağa çevirenler Levorotary (L), her ikisini birden yapabilenler ise racemic (DL) olarak adlandırılmaktadır (Caplice and Fitzgerald, 1999; Carr et al., 2002). Jay (1992) tarafından tanımlanmış homofermantatif ve heterofermantatif laktik asit bakterileri ve bunların laktik asit konfigürasyonları Çizelge 2.3 de verilmiştir. Çizelge 2.3. Homofermantatif ve heterofermantatif laktik asit bakterileri ve laktik asit konfigürasyonları (Jay, 1992). Homofermantatif Laktik asit Heterofermantatif Laktik asit organizma konf. organizma konf. Lactobacillus Lactobacillus L.acidophilus DL L.brevis DL L.bulgaricus D(-) L.bucheneri DL L.casei L(+) L.cellobiosus DL L.coryniformis DL L.confusus DL L.curvatus DL L.coprophilus DL L.delbrueckii D(-) L.fermentum DL L.helveticus DL L.hilgardii DL L.jugurti DL L.sanfirancisco DL L.jensenii D(-) L.trichodes DL L.lactis D(-) L.viridescens DL

30 9 L.leichmannii D(-) Leuconostoc L.plantarum DL L.cremoris D(-) L.salivarus L(+) L.dextranicum D(-) Pediococcus L.lactis D(-) P.acidilactici DL L.mesenteroides D(-) P.cerevisiae DL L.oenos D(-) P.pentosaceus DL L.paramesenteroides D(-) Streptococcus L.gelidum D(-) S.bovis D(-) L.carnosum D(-) S.thermophilus D(-) Carnobacterium Lactococcus C.divergens L.lactis subsp. lactis D(-) C.mobile L.lactis C.gallinarum D(-) subsp. cremoris C.piscicola L.lactis subsp. diacety lactis L.lactis subsp. hordniae L.garvieae L.plantarum L.rafinolactis Vagococcus V.fluvialis V.salmoninarum

31 10 LAB leri gelişebilmek için amino asitlere, B grubu vitaminleri ile pürin ve pirimidin bazlarına ihtiyaç duymaktadırlar. Çoğunlukla mezofilik olan LAB lerinin bazı türleri 5 C nin altında, bazı türleri ise optimum 45 C gibi yüksek sıcaklıklarda gelişebilmektedirler. LAB leri genellikle 4,0 4,5 ph aralığında gelişebilmelerine karşın bazı türler 3,2 gibi düşük ve 9,6 gibi yüksek ph larda da gelişebilmektedir. Yine bazı türlerde zayıf proteolitik ve lipolitik özellikler gözlenebilmektedir (Caplice and Fitzgerald, 1999). Laktik asit bakterilerinin fenotipik olarak tanımlanmasında Gram boyama, katalaz testi, glikozdan gaz oluşturma, karbonhidrat fermentasyon testleri, argininden amonyak üretimi, eskülin hidrolizi, değişik sıcaklık ve ph değerlerinde üreme, farklı tuz konsantrasyonlarında gelişme gibi bir takım testler uygulanmaktadır (Sharpe et al., 1966; Schillinger and Lücke, 1987; Hammes and Vogel, 1995). Son yıllarda fenotipik yöntemlerin yanı sıra, daha kesin ve güvenilir sonuçlar veren, genotipik varyasyona dayalı moleküler karakterizasyon yöntemleri de yaygın olarak kullanılmaktadır. Genotipik tanımlamada kullanılan yöntemler arasında, plazmid profil analizi, restriksiyon endonükleaz analizi, ribotipleme, pulsed-field jel elektroforezi (PFGE), polimeraz zincir reaksiyonuna dayanan yöntemler (PCR-RFLP, Rep-PCR, PCR-ribotipleme ve RAPD) ve nükleotit dizilim analizleri yer almaktadır (Farber, 1996).

32 Laktik asit bakterilerinin endüstriyel önemi Starter kültür olarak kullanımları Starter kültür, yüksek miktarlarda canlı mikroorganizma içeren, gıda substratında istenilen değişimleri gerçekleştirebilen preparat olarak tanımlanmaktadır (Leroy and De Vuyst, 2004). Fermente ürünlerin üretiminde kullanılan bu mikroorganizmalar, hammaddeye saf ya da karışık kültür olarak ilave edilmektedir. İlk saf starter kültür (Lactococcus lactis), 1890 yılında, aynı anda Danimarka ve Almanya da, peynir ve ekşi süt üretiminde kullanılmıştır. Starter kültürler, geliştirildikleri ortamda üretmiş oldukları laktik asit gibi organik asitlerle, hammaddenin hızlı bir şekilde asitlendirilmesini sağlarlar. Laktik asidin yanı sıra üretilen asetik asit, etanol, aroma bileşikleri, bakteriosinler, ekzopolisakkaritler ve bazı enzimlerle de ürün raf ömrü ve mikrobiyal güvenliği sağlandığı gibi, ürün yapısı ve lezzetinde de bir takım iyileşmeler oluşmaktadır (Leroy and De Vuyst, 2004). Fermentasyonda rol oynayan mikroorganizmaların doğal olarak hammaddede yeterli düzeyde bulunduğu gıdalarda fermentasyon, starter kültür ilave edilmeden doğal fermentasyonla gerçekleştirilebilmesine karşın starter kültür kullanılarak gerçekleştirilen fermentasyonlar, standart ve daha yüksek kalitede ürünlerin üretilebilmesine olanak sağlamaktadır (Holzapfel, 1997). Günümüzde doğal fermentasyonun optimize edilmiş bir şekli olan iyi üretilmiş bir fermente üründen bir miktar ayırarak bir sonraki partide kullanmaya dayanan sistem (back slopping) de yaygın olarak kullanılmaktadır (Daly et al., 1998; Wouters et al., 2002). Starter kültürler, kullanılacakları hammadde veya substrata uygun olarak seçilmektedir. Dolayısıyla süt, et, hububat ve sebze ürünleri için

33 12 seçilen starterler genel olarak farklı mikroorganizmaları farklı miktarlarda içermektedir (Holzapfel, 1997). Belirli fermente ürünlerin eldesinde uygun starterlerin seçilebilmesi için, öncelikle bu starterlerden üretmeleri istenilen lezzet ve koku bileşiklerinin belirlenmiş olması gerekmektedir (Marshall, 1987). Süt ürünlerinde kullanılan starter kültürler; mezofilik ve termofilik kültürler olmak üzere iki gruba ayrılmaktadır (Yaygın ve Kılıç, 1993; Marya-Makinen and Bigret, 1998). Cogan (1996) ve Marya- Makinen ve Bigret (1998), mezofilik starter kültürlerin; L.lactis subsp. lactis, L.lactis subsp. cremoris ve L.lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis, Leu.lactis ve Leu.cremoris türlerini içerdiğini, termofilik starter kültürlerin ise genel olarak Streptococcus ve Lactobacillus cinslerine ait olduğunu belirtmişlerdir. Cogan (1996), endüstriyel kültürlerin süt ya da peyniraltı suyunun inkübasyonu ile peynir üretim tesislerinde günlük olarak üretildiğini bildirmiştir (Çetin, 2002) Antimikrobiyal madde üretimleri Laktik starter kültürler, çok sayıda antimikrobiyal madde üretebilmektedirler (Schnürer and Magnusson, 2005). Örneğin fermentasyonda son ürün olarak üretilen organik asitler, hücre membranı fonksiyonu ve diğer bazı metabolik fonksiyonları bozarak antimikrobiyal etki gösterebilmektedir (Ross et al., 2002). Çok geniş bir etki alanına sahip olan starterler, Gram pozitif ve Gram negatif bakterileri inhibe edebildikleri gibi birçok maya ve küf üzerine de etkilidirler (Caplice and Fitzgerald, 1999). Çizelge 2.4 de LAB nin üretmiş olduğu bazı antimikrobiyal maddeler ve bu maddelerin etki ettikleri mikroorganizmalar verilmiştir (Holzapfel et al., 1995; Holzapfel, 1997).

34 Çizelge 2.4. LAB nin ürettiği antimikrobiyal özelliklere sahip bazı metabolitler (Holzapfel, 1997). 13 Ürün Organik asitler Laktik asit Asetik asit H 2 O 2 Enzimler H 2 O 2 ile laktoperoksidaz sistemi Lizozom (Rekombinant DNA teknolojisiyle) Düşük molekül ağırlıklı metabolitler Reuterin Diasetil Yağ asitleri Bakteriyosinler Nisin Diğer Hedef Organizma Çürükçül ve Gram-negatif bakteriler, bazı küf-mayalar Çürükçül bakteriler, Clostridium sp., bazı küf-mayalar Patojen ve bozulma yapan organizmalar, özellikle proteince zengin gıdalarda Patojen ve bozulma yapan bakteriler (süt ve süt ürünleri) Zararlı Gram-pozitif bakteriler Çoğu bakteri, maya ve küf Gram-negatif bakteriler Çeşitli bakteriler Bazı LAB ve özellikle endospor oluşturan Gram-pozitif bakteriler Gram-pozitif bakteriler, inhibe edici özellikleri üreten cinse ve bakterinin tipine bağlı

35 14 LAB leri bakteriyosin adı verilen, protein kökenli inhibitörler üretmektedir. Bu metabolitler, hedef organizmanın hücre membranını depolarize ederek veya hücre duvarı sentezini engelleyerek mikrobiyal gelişmeyi inhibe edebilmektedir. Bazı bakteriyosinler sadece belli mikroorganizmaları inhibe ederken, lantibiotik, nisin gibi bazı bakteriyosinler ise, birçok mikroorganizma üzerine etki edebilmektedir (De Vuyst and Vandamme, 1994). Son 30 yılda, protein kökenli bu inhibitörlerle ilgili birçok araştırma yapılmış ve bunun sonucunda da farklı bakteriyosinler tespit edilmiştir (Ross et al., 2002). Genel olarak bakteriosinler dört sınıf altında incelenmektedir (Klaenhammer, 1993). Nisin, üzerinde oldukça fazla çalışılan ve gıda endüstrisinde yaygın kullanım alanı bulan bakteriyosinlerden biridir (Cleveland et al., 2001; O Sullivan et al., 2002). FDA nın (Food and Drug Administration) kullanımına izin verdiği nisin, GRAS (Generally Regarded As Safe) organizma olarak kabul edilen Lactococcus lactis tarafından üretilmekte olup, sadece Lactococcus lactis benzeri mikroorganizmalar üzerine değil, aynı zamanda Listeria monocytogenes gibi gıda kaynaklı patojenler ve diğer Gram-pozitif bozulma yapan mikroorganizmalar üzerine de inhibitif etki göstermektedir. Nisin yaklaşık 48 ülkede gıda katkısı olarak süt ürünlerinde, özellikle peynirlerde ve konserve gıdalarda kullanılmaktadır (Cleveland et al., 2001; O Sullivan et al., 2002) Probiyotik olarak kullanımları İçerisinde canlı mikroorganizmanın bulunduğu probiyotik ürünler tüm dünyada yaygın olarak pazarlanmaktadır. Marketlerde bulunan hemen hemen tüm probiyotik ürünlerde Lactobacillus, Streptococcus,

36 15 Enterococcus veya Bifidobacterium cinsleri yer almaktadır. Bu tip ürünlere karşı ticari ilginin artması, paralelinde araştırmacıların, bu tip ürünlerin özellikle sindirim sisteminde oluşturdukları etkiler üzerine çalışmalarını yoğunlaştırmalarına neden olmuştur. Yapılan çalışmaların çoğu Lactobacillus ve Bifidobacteria cinsleri üzerinde yoğunlaşmaktadır (Tannock, 1997; Penner et al., 2005). Bu çalışmaların sonuçları, iyi bir probiyotik bakterinin depolama şartlarında uzun süre canlı ve stabil kalabilme, midede düşük ph değerlerinde canlılığını sürdürebilme, konakçının gastrointestinal sistemi epitelinde kolonize olabilme, dirençli olma ve hastalık yapmama özellikleri içermesi gerektiğini ortaya koymuştur (Ouwehand and Salminen, 1998; Saarela et al., 2000). Bu tip gıdaların tüketiminin, sağlık üzerinde oluşturabileceği faydalar, farklı araştırıcılar tarafından belirtilmiştir. Seçilen probiotik türler, bağırsak florasının kompozisyonunu etkileyebilmektedir. Bu durum, özellikle laktozu tolere edemeyen kişiler için önem taşımaktadır. Ayrıca probiyotikler, bazı mikroorganizmara karşı, sindirim-boşaltım sistemindeki metabolizmayı etkileyerek veya sistemik/mukozal bağışıklığı stimüle ederek, direk antagonistik etki göstermektedirler. Probiotik ürün tüketiminin sağladığı faydalar, serum kolesterolünü düşürmek, kanseri engellemek, bağışıklık sistemini stimüle etmek olarak sıralanabilir (Arunachalam, 1999; Niedzielin, 2001; Saarela et al., 2002). Günümüzde birçok probiyotik tür süt endüstrisinde kullanılmakta, bununla birlikte yeni probiyotik fonksiyonel gıdalar da geliştirilmektedir. Bu gıdalar arasında, bebek mamaları, fermente meyve suları, fermente soya ürünleri, hububat bazlı ürünler ve fermente et ürünleri yer almaktadır (Hugas and Monfort, 1997).

37 Fermente Ürünler Fermente süt ürünleri Fermente süt ürünlerinin popülaritesi her geçen gün artmaktadır. Bunun nedeni, bu ürünlerin sadece çekici tatları değil, aynı zamanda insan sağlığı üzerindeki olumlu etkileridir (Daly et al., 1998). Süt ürünleri içerisinde yaygın olarak tüketilenler arasında yoğurt, peynir, tereyağı ve krema yer almaktadır (De Vuyst, 2000). Özellikle Lactococcus, Leuconostoc, Lactobacillus, Streptococcus ve Pediococcus cinslerine ait LAB leri, bu ürünlerin üretiminde önemli rol almaktadırlar (Daly et al., 1998). Ülkemiz açısından önemli süt ürünlerinden biri olan yoğurdun üretiminde, S.thermophilus ve Lb.bulgaricus türlerini eşit oranda içeren starter kültür karışımları kullanılmaktadır (Caplice and Fitzgerald, 1999). Yoğurt fermentasyonunda rol alan ve ticari önemi oldukça yüksek olan bu iki kültürün fizyolojik, biyokimyasal, genotipik ve teknolojik özellikleri, birçok araştırmacı tarafından incelenmiştir (Bendadis et al., 1990; Kneifel et al., 1993; Bianchi-Salvador, 1995; Korenekova et al., 1997; Özer and Robinson, 1999; Birollo, et al., 2000; Ginovart et al., 2002; Talon et al., 2002; Guzel-Seydim et al., 2005). Süt ürünleri arasında çok yaygın olan ikinci bir ürün de peynirdir. Dünyanın birçok yerinde farklı özellikte peynirler üretilmektedir. Peynir fermentasyonu aşamasında LAB lerinin yanı sıra mayalar da rol almaktadır (Addis et al., 2001). Çeşitli peynirlerin fermentasyonunda rol alan LAB leri, farklı araştırmacılar tarafından belirlenmiştir (Tzanetakis and Litopoulou- Tzanetaki, 1992; Samolada et al., 1998; Schillinger, 1999; Prodromou et

38 17 al., 2001; Gerasi, et al., 2003; Delgado and Mayo, 2004; Karabıyıklı, 2006). Genel olarak peynir üretiminde kullanılan LAB leri, mezofilik L.lactis subsp. lactis, L.lactis subsp. cremoris veya termofilik S.thermophilus, Lb.helveticus ve Lb.delbrueckii subsp. bulgaricus türlerini içermektedir (Cogan and Hill, 1993). Çizelge 2.5. de, yoğurt ve çeşitli peynir tiplerinin yanı sıra, diğer fermente süt ürünlerinin üretiminde kullanılan starter kültürler ve bu kültürlerin fonksiyonları verilmiştir. Çizelge 2.5. Fermente süt ürünlerinde kullanılan laktik starter kültürlerin fonksiyonları ve kullanıldığı ürünler (Turantaş, 2000). Kültür Fonksiyonu Kullanıldığı ürün Lactobacillus bulgaricus Asit, tat ve aroma Bulgar tipi yayıkaltı, kefir, kımız, yoğurt, bazı İtalyan ve İsviçre peynirleri Lactobacillus lactis Lactobacillus helveticus Lactobacillus acidophilus Asit Acidophilus yayıkaltı Streptococcus thermophilus Asit Emmental, Cheddar, İtalyan peynirleri ve yoğurt Lactococcus diacetylactis Asit, tat ve aroma Ekşi krema, tereyağı, peynir, kültüre edilmiş yayıkaltı Lactococcus lactis subsp.lactis Asit Kültüre edilmiş yayıkaltı, ekşi krema, cottage peyniri, değişik peynir çeşitleri

39 18 Leuconostoc cremoris Tat ve aroma Ekşi krema, kültüre edilmiş yayıkaltı Propionibacterium freudenreichii Tat, aroma ve gözenek oluşumu İsviçre peynirleri (Emmental ve Gruyere) Enterecoccus faecalis Enterecoccus faecium Asit, tat ve aroma Cheddar peyniri, yumuşak İtalyan peynirleri, bazı İsviçre peynirleri Fermente et ürünleri Etin fermente edilerek muhafazası çok eski tarihlerden beri uygulanan işleme yöntemlerinden birisidir. Etin kürleme tuzu ile karıştırılarak fermente edilmesi ve kurutulması mikrobiyolojik açıdan daha stabil bir ürün sağlamaktadır. Özellikle Avrupa nın merkezinde ve Güney Avrupa da, ayrıca doğuda ise birçok Asya ülkesinde fermente et ürünleri yaygın olarak tüketilmektedir (Caplice and Fitzgerald, 1999, Turantaş, 2000). Et ürünlerinden izole edilip daha sonra fermente et üretiminde starter kültür olarak kullanılan LAB leri, fermentasyon sırasında spontan LAB lerinin gelişimini engelleyerek, fermentasyon ve olgunlaşma aşamalarını kontrol etmektedirler (Hugas and Monfort, 1997). Bununla birlikte spontan LAB leri tarafından gerçekleştirilen fermentasyon sonucunda elde edilen bazı et ürünlerinin, duyusal açıdan daha çok tercih edilebildiği bazı araştırmacılar tarafından saptanmıştır (Samelis et al., 1998).

40 19 Et ürünlerinin fermentasyonunda rol alan LAB lerinin tanımlandığı birçok çalışma bulunmaktadır (Schillinger and Lucke, 1987; Hugas et al., 1993; Buckenhüskes, 1994; Santos et al., 1998; Papamanoli et al., 2003). Dünyanın değişik yerlerinde birçok fermente et ürünü üretilmektedir. Et ürünleri içinde sosis ve özellikle sucuk, ülkemiz açısından oldukça önemli olan ürünlerdir. Çizelge 2.6 da laktik fermentasyon sonucu elde edilen bazı et ürünleri ve bu ürünlerin üretiminde kullanılan starter kültürler verilmiştir (Lee, 1997). Çizelge 2.6. Laktik fermente et ürünleri ve bu ürünlerin eldesinde kullanılan starter kültürler. Ürün Ülke Ana içerik Mikroorganizmalar Kullanımı Sikhae Kore Deniz balığı, pişmiş darı, tuz L.mesenteroides, L.plantarum Ana yemek yanı Narezushi Japonya Deniz balığı, pişmiş darı, tuz L.mesenteroides, L.plantarum Ana yemek yanı Burong-isda Filipinler Tatlı su balığı, pirinç, tuz L.brevis, Streptococcus sp. Ana yemek yanı Baloa-baloa Filipinler Karides, tuz, pirinç L.mesenteroides, P. cerevisiae Çeşni Kungchao Tayland Karides,tuz, şekerli pirinç P.cerevisiae Ana yemek yanı Nem-chua Vietnam Domuz eti,tuz, pişmiş pirinç Pediococcus sp., Lactobacillus sp. Kahvaltılık Salami Avrupa Domuz eti Lactobacillus, Micrococcus Kahvaltılık Sucuk Türkiye Sığır eti, kürleme tuzu Lb.sake, Lb.curvatus, Pediococcus sp. Kahvaltılık

41 Fermente sebze ürünleri Sebze ürünlerinin fermentasyonunda starter kültür kullanımı oldukça sınırlıdır. Günümüzde birçok sebze fermentasyonu, ortama sadece tuz eklenmesi yoluyla gerçekleştirilmektedir. Taze sebzelerde bulunan LAB leri, doğal floranın sadece % 0,15 1,5 ini teşkil etmektedir (Buckenhüskes, 1997). Çizelge 2.7. de laktik fermentasyon sonucu elde edilen bazı sebze/meyve ürünleri ve bu ürünlerin üretiminde kullanılan starter kültürler verilmiştir (Lee, 1997; Turantaş, 2000). Çizelge 2.7. Fermente sebze/meyve ürünleri ve bu ürünlerin üretiminde kullanılan starter kültürler Ürün Ülke Ana içerik Mikroorganizma Kullanım Sauerkraut Almanya Lahana, tuz L.mesenteroides Salatalarda Kimchi Kore Kore lahanası, turp, değişik sebzeler, tuz L.mesenteroides, Lb.brevis, Lb.plantarum Salatalarda Dhamuoi Vietnam Lahana, değişik sebzeler L.mesenteroides, Lb.plantarum Salatalarda Dakguadong Tayland Hardal yaprağı, tuz Lb.plantarum Salatalarda Burong mutsala Filipinler Hardal Lb.brevis, P.cerevisae Salatalarda Zeytin Akdeniz ülkeleri Zeytin, tuz, su Lb.plantarum, Lb.brevis, L.mesenteroides, P.cerevisae Kahvaltılık Salatalık Çeşitli Ülkeler Salatalık, tuz, su Lb.plantarum, Lb.brevis, P.cerevisae Turşu

42 Fermente hububat ürünleri Hububat ürünleri, günlük protein, karbonhidrat, vitamin, mineral ve diyet lifi ihtiyacını karşılama açısından önemli kaynaklardır. Hububat ürünlerinin besinsel kalitesi ve duyusal özellikleri, süt ve süt ürünleri ile karşılaştırıldıklarında daha düşüktür. Ancak bu ürünlerin fermente edilmesi ile hem besin kalitesinde ve hem de duyusal özelliklerinde önemli artışlar sağlanmaktadır (Blandino et al., 2003). Genel olarak hububat ürünlerinin fermentasyonu sonucu oluşan değişiklikler şunlardır (Teniola and Odunfa, 2001; Blandino et al., 2003): Karbonhidrat ve sindirilemeyen oligo/polisakkaritlerin seviyelerinde düşüş sağlanması Bazı aminoasitlerin sentezlenebilmesi B vitamini içeriğinde artış sağlanması Hububat ürünlerinde bulunan fitatların, optimum ph da enzimatik yıkımları sonucunda, çözünebilir demir, çinko, kalsiyum gibi maddelerin miktarlarında artış sağlanması Substrat toksisitesinin azaltılması Protein miktarı ve kalitesinde artış sağlanması Diyet lifi açısından ürünün öneminin arttırılması Laktik asit fermentasyonuna dayalı hububat bazlı fermente ürünler özellikle Orta Asya, Orta Doğu ve Afrika olmak üzere dünyanın farklı bölgelerinde yaygın olarak üretilip tüketilmektedir (Holzapfel and Franz, 2006). Son yıllarda, fermente ürün tüketimin insan sağlığı açısından sağladığı faydalar ve özellikle de diyet lifinin beslenmedeki öneminin daha iyi anlaşılması ile birlikte, hububat bazlı fermente ürünlerin önemi de artmıştır. Afrika kabilelerinde yapılan çalışmalar,

43 22 geleneksel hububat bazlı fermente ürünlerin tüketimi ile mide ve bağırsak hastalıklarına yakalanma riski arasında bir ilişki olabileceğini ortaya koymuştur (Hesseltine, 1979). Çizelge 2.8. de, bazı fermente hububat ürünleri ve bu ürünlerin fermentasyonunda rol alan mikroorganizmalar verilmiştir. Ülkemize özgü hububat bazlı fermente ürünler arasında yaygın olarak bilinen boza, nohut mayası ekmeği ve tarhana bulunmaktadır. Bu ürünlerde fermentasyonu gerçekleştiren LAB lerinin tanımlanmasına yönelik yapılmış bazı çalışmalar mevcuttur. Boza, hububat bazlı fermente bir Türk içeceğidir. Boza fermentasyonunda rol alan LAB leri ve mayalar, farklı araştırmacılar tarafından tanımlanmıştır (Pamir, 1961, Topal ve Yazıcıoğlu, 1986, Hancıoğlu, 1996). Zorba ve arkadaşları (2003) tarafından yapılan bir çalışmada, boza fermentasyonunda rol oynayan mikroorganizmalar tanımlanmış ve izole edilen starter kültürlerle uygun kombinasyonlar oluşturularak, kontrollü şartlarda boza üretimi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, Leu.paramesenteroides, Leu.mesenteroides subsp. mesenteroides, Leu.mesenteroides subsp. dextanicum, Leu.oenos, Lb.coryniformis, Lb.confusus, Lb.sanfrancisco, Lb.fermentum, Saccharomyces cerevisiae ve S.uvarum kültürleri izole edilmiş ve elde edilen bu izolatlarla mısır, pirinç ve buğday unları kullanarak boza üretimi yapılmıştır. Fermentasyon sonunda, yapılan duyusal değerlendirmeler sonucunda, boza üretimi için en iyi starter kültür kombinasyonunun S.cerevisiae + Leu.mesenteroides subsp. mesenteroides + Lb.confusus olduğu belirlenmiştir.

44 23 Çizelge 2.8. Hububat bazlı fermente ürünler ve fermentasyonda rol alan mikroorganizmalar Ürün Ülke Hammadde Mikroorganizmalar Ürün tanımı Kaynak Bensaalga Burkina Faso Darı Borde Etiyopya Mısır, Buğday Bouza Mısır Buğday, Malt Boza Busaa Türkiye, Kırım, Kafkaslar, Balkanlar, İran, Mısır Kenya, Nijerya Mısır, pirinç, buğday Mısır, sorgum, malt, darı Lb.fermentum Tamamlayıcı gıda Guyot, 2006 Lb.plantarum LAB İçecek Tadesse et al., 2004 LAB Asitli, alkollü içecek Morcos et al., 1973a Leu.paramesenteroides, Leu.mesenteroides subsp. mesenteroides, Leu.mesenteroides subsp dextanicum, Leu.oenos, Lb.coryniformis, Lb.confusus, Lb.sanfrancisco, Lb.fermentum, Saccharomyces cerevisiae, S.uvarum Candida crusei, S.cerevisiae, Lb.helveticus, Lb.salivarius, Lb.plantarum, Lb.brevis, Lb.bunchneri, Penicillium damnosus Ekşi içecek Hancıoğlu and Karapınar, 1997; Zorba et al., 2003 Alkollü içecek Nout, 1980a; Nout, 1980b

45 24 Çizelge 2.8 in devamı Ürün Ülke Hammadde Mikroorganizmalar Ürün tanımı Kaynak Bushera Uganda Sorghum, darı Weissella confusa, Lb.plantarum, Lb.paracasei subsp. paracasei, Lb.fermentum, Lb.brevis Chicka Peru Mısır Saccharomyces cerevisiae, Lactobacillus sp., Leuconostoc sp., Acetobacter sp., Aspergillus sp. Dhokla Hindistan Pirinç, Lb.fermentum, Leu.mesenteroides, nohut Hansenula silvicola Dosa Hindistan Pirinç, bir çeşit nohut Enjera (Injera) Etiyopya Tef / diğer hububatlar Leu.mesenteroides, S.faecalis, Lb.fermentum, Saccaromyces cerevisiae, Debaryomyces hansenii, Trichosporon beigelli, Bacillus amyloliquefaciens Leu.mesenteroides, P.cerevisiae, Lb.plantarum, Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus sp. İçecek Muyanja et al., 2004 Gözenekli yapıda katı bir yiyecek Haard et al., 1999 Buharda pişirilmiş Joshi et al., 1989 kek Kahvaltılık Soni et al., 1985; öğütülmüş bir tür kek Soni et al., 1986 Pankek Steinkraus, 1983; Vogel et al., 1993

46 25 Çizelge 2.8 in devamı Ürün Ülke Hammadde Mikroorganizmalar Ürün tanımı Kaynak Gari Nijerya Kasava Streptococcus sp., Lactobacillus sp. Hopper Sri Lanka Pirinç, hindistan cevizi suyu Hulumur Sudan Kırmızı sorghum Idli Kaffir Hindistan, Sri Lanka Güney Afrika Pirinç, yöreye özgü bir nohut Sorghum maltı, mısır Maya, LAB Hammadde, Ngaba and Lee, 1979 kek, lapa Fırınlanmış pankek Lee, 1997 Lactobacillus sp. Berrak içecek Lee, 1997 Leu.mesenteroides, Lactobacillus sp. S.faecelis,Torulopsis, Candida, Tricosporan pullulans, Mayalar, LAB leri Kenkey Ghana Mısır Lb. fermentum, Lb.reuteri, Candida, Fusarium, Saccharomyces, Penicillium, Aspergillus Buharda pişirilmiş kek Alkollü içecek Lee, 1997 Mısır unu lapası Steinkraus et al., 1967; Thyagaraja et al., 1991; Thyagaraja et al., 1992 Muller and Nyarko- Mensah, 1972; Halm et al., 1993

47 26 Çizelge 2.8 in devamı Ürün Ülke Hammadde Mikroorganizmalar Ürün tanımı Kaynak Khanomjeen Tayland Pirinç Lactobacillus sp., Streptococcus sp. Şehriye Lee, 1997 Kishk Mısır Buğday, süt Kisra Sudan Sorghum, darı L.casei, L.brevis, Lb.plantarum, S.cerevisiae Lactobacillus sp., Acetobacter sp., S.cerevisiae Kurutulmuş fermente ufak toplar, çorba olarak hazırlanır Pankek Morcos et al., 1973b; Chavan and Kadam, 1989 Abdel Gadir and Mohammed, 1993 Kivunde Tanzanya Kasava Lb.plantarum Fermente toz karışım Kimaryo et al., 2000 Koko Ghana Mısır Enterobacter clocae, Acinetobacter sp., Lb.plantarum, Saccharomyces cerevisiae, Candida mycoderma, Lb.brevis Kwete Uganda Mısır Darı Mahewu Güney Afrika Mısır unu, buğday unu Ekşi lapa (Ogi benzeri bir ürün) Blandino, et al.,2003 LAB İçecek Charles and Brenda, 2006 Streptococcus lactis, Lb.plantarum Alkolsüz ekşi içecek Steinkraus et al., 1993

48 27 Çizelge 2.8 in devamı Ürün Ülke Hammadde Mikroorganizmalar Ürün tanımı Kaynak Mawe Benin Mısır Lb.fermentum, Lb.reuteri, Lb.brevis, Lb.confusus, Lb.curvatus, Lb.buchneri, Lb.salivarus, L.lactis, P.pentosaceus, P.acidilactici Ekmek Hounhouigan et al., 1993a; 1993b Me Vietnam Pirinç LAB Ekşi gıda içeriği Lee, 1997 Merissa Sudan Sorghum Darı Mısır Farklı Mısır unu ekmeği ülkeler Buğday unu Mung fasulyesi nişastası Çin, Kore, Tayland, Japonya Mung fasulyesi LAB, asetik asit bakterileri, S.cerevisiae Lb.brevis, Lb.casei, Lb.fermentum, Pediococcus acidilactici, Pediococcus pentasaceus, Lactobacillus spp. L.mesenteroides, Lb.casei, L.cellobiosus, L. fermenti Alkollü içecek Dirar, 1978 Ekmek Sanni et al., 1998 Şehriye Lee, 1997

49 28 Çizelge 2.8 in devamı Ürün Ülke Hammadde Mikroorganizmalar Ürün tanımı Kaynak Nohut mayası ekmeği Türkiye Nohut mayası Buğday unu Ogi Nijerya Mısır, Sorghum veya darı E.mundtii/E.gallinarum, E.casseliflavus, Lb.plantarum/Lb.pentosus, Lb.sanfrancisco, Lb.viridescens, Lb.bifermentans, P.urinae-equi, S.thermophilus, L.lactis subsp. cremoris, Saccharomyces cerevisiae Lb.plantarum, Lb.confusus, Lb.murinus, Lb.agilis, Lb.gallinarum, Leu.mesenteroides subsp. mesenteroides Pozol Meksika Mısır L.lactis, S.suis, Lb.plantarum, Lb.alimentarium, Lb.delbruekii, Clostridium sp. Puto Filipinler Pirinç L.mesenteroides, S.faecelis, Maya Sake Japonya Pirinç LAB, Sacharomyces sake San Francis. ekmeği Fransa Buğday unu Ekşi maya Candida milleri, Lb.sanfrancisco Ekmek Sıkılı, 2003 Ekşi lapa, Johansson et al., 1995 bebek maması, ana yemek Lapa/ alkolsüz içecek Escalante et al., 2001 Buharda pişirilmiş Lee, 1997 kek Alkollü berrak içecek Yokotsuka and Sasaki, 1998 Ekmek Sugihara, 1985

50 29 Çizelge 2.8 in devamı Takju Kore Pirinç, buğday LAB, S.cerevisiae Tape ketan Endonezya Pirinç veya kasava Tapuy Filipinler Pirinç, yapışkan pirinç Tarhana Türkiye Yoğurt, un Togwa Tanzanya Darı Sorghum Uji Kenya, Uganda, Tanzanya Mısır, sorghum veya kasava unu E.burtonii, E.fibulinger, A.rouxi, Saccharomyces, Mucor, Rhizopus,Aspergillus, Leuconostoc sp., Lb.plantarum S.thermophilus, L. lactis, L.diacetylactis, Lb.bulgaricus, Lb.acidophilus, L. cremoris, Lb.casei Lb.plantarum, Lb.brevis, Lb.fermentum, Lb.cellobiosus, P.pentosaceus, W.confusa, Issatchenkia orientalis, Saccharomyces cerevisiae, Candida pelliculosa, C.tropicalis Leu. mesenteroides, Lb.fermentum, Lb.plantarum, Lb.bunchneri, Lb.cellobiosis, Pediococcus acidilactici, P.pentosaceus Bulanık içecek Lee, 1997 Tatlı/ekşi alkollü Lee, 1997 içecek Ekşi/tatlı alkol Sakai and Caldo, 1985 Fermente kuru toz karışımı, çorba olarak kullanılır Lapa veya içecek olarak Ekşi lapa, ana yemek Yılmazer, 1994 Mugula et al., 2002; Mugula et al., 2003 Mbugua et al., 1984; Mbugua, 1987

51 30 Geleneksel ürünlerimizden biri olan ancak günümüzde oldukça sınırlı miktarlarda üretilen nohut mayası ekmeği, tatlı maya denen nohut mayasından üretilmekte ve fermentasyon LAB leri ve mayalar tarafından gerçekleştirilmektedir (Sıkılı, 2003). Sıkılı (2003) tarafından yapılan çalışmada, nohut mayası ekmeğinin fermentasyonunda rol alan LAB ve mayalar E. mundtii/e.gallinarum, E.casseliflavus, Lb.plantarum/Lb.pentosus, Lb.sanfrancisco, Lb.viridescens, Lb.bifermentans, P.urinae-equi, S. thermophilus, L.lactis subsp. cremoris, Saccharomyces cerevisiae olarak tanımlanmış ve bu izolatlardan L.lactis subsp. cremoris, Lb.bifermentans, Lb.viridescens in, nohut mayası ekmeği üretiminde starter kültür olarak kullanılabileceği belirlenmiştir. Yurt dışında farklı isimler altında tarhanaya benzer fermente ürünler üretilmektedir. Bunlardan kishk (buğday, yoğurt karışımı) Mısır ve Suriye de (Blandino et al., 2003), talkuna (yulaf, arpa, çavdar ve bezelye karışımı) Finlandiya da (Siyamoğlu, 1961), kushuk (süt, ekşi hamur, turp karışımı) Irak ta (İbanoğlu et al., 1999a), tahonya (farklı hububat ürünleri ve sebze karışımı) Macaristan da (İbanoğlu and İbanoğlu, 1999) üretilmektedir. Tarhana ile ilgili detaylı bilgi bölüm 2.3 de verilmiştir. Tarhana benzeri ürünlerden kishk, yoğurt ve bulgurun genellikle 1:2 oranında karıştırılıp, ortam sıcaklığında farklı sürelerde fermentasyona bırakılması, fermentasyon sonunda hamurun küçük topaklar haline getirilip % 8-12 nem içeriğine dek güneşte kurutulması sonucu elde edilen ve çorba olarak tüketilen bir