ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS Berfu BAĞATAR TİCARİ SACCHAROMYCES CEREVISIAE MAYASININ EMİR ÜZÜMÜNDEN ELDE EDİLEN ŞARABIN AROMA AKTİF BİLEŞİKLERİ ÜZERİNE ETKİSİ BİYOTEKNOLOJİ ANABİLİM DALI ADANA, 2011

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TİCARİ SACCHAROMYCES CEREVISIAE MAYASININ EMİR ÜZÜMÜNDEN ELDE EDİLEN ŞARABIN AROMA AKTİF BİLEŞİKLERİ ÜZERİNE ETKİSİ Berfu BAĞATAR YÜKSEK LİSANS TEZİ BİYOTEKNOLOJİ ANABİLİM DALI Bu tez 14/01/2011 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği İle Kabul Edilmiştir Doç. Dr. Serkan SELLİ Prof. Dr. Turgut CABAROĞLU Prof. Dr. M. Musa ÖZCAN DANIŞMAN ÜYE ÜYE Bu tez Enstitümüz Biyoteknoloji Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No : Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü Bu Çalışma Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: ZF-2010-YL-41 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ TİCARİ SACCHAROMYCES CEREVISIAE MAYASININ EMİR ÜZÜMÜNDEN ELDE EDİLEN ŞARABIN AROMA AKTİF BİLEŞİKLERİ ÜZERİNE ETKİSİ Berfu BAĞATAR ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BİYOTEKNOLOJİ ANABİLİM DALI Danışman: Doç. Dr. Serkan SELLİ Yıl : 2011, Sayfa: 81 Jüri : Doç. Dr. Serkan SELLİ Prof. Dr. Turgut CABAROĞLU Prof. Dr. M. Musa ÖZCAN Bu çalışmada Ürgüp yöresinde yetiştirilen önemli beyaz şaraplık üzüm çeşitlerinden Emir üzümü spontan ve ticari maya (Saccharomyces cerevisiae-7) olmak üzere iki farklı yolla şaraba işlenmiş ve elde edilen şaraplarda aroma ve aroma-aktif bileşikler incelenmiştir. Aroma maddeleri GC-FID ve GC-MS yardımıyla, aroma aktif bileşikler ise GC-MS-Olfaktometri tekniği ile araştırılmıştır. Şaraplarda aroma maddeleri diklorometan çözgeni kullanılarak sıvı-sıvı ekstraksiyon yöntemiyle ekstrakte edilmiştir. Duyusal analiz (temsili test) sonuçlarına göre bu ekstraksiyon yöntemiyle elde edilen aromatik ekstrakt şarap kokusuna oldukça benzer bulunmuştur. Ticari maya kullanılan şarapta aroma maddelerinin toplam miktarı ve sayısı spontan elde edilene göre daha yüksek bulunmuştur. Şaraplarda aroma maddelerinin önemli bir kısmını yüksek alkoller ve esterler oluşturmuştur. GC-MS-Olfaktometri sonuçlarına göre tanıkta 28, ticari maya ile elde edilen şarapta ise 31 adet aroma aktif bileşik saptanmıştır. Bunlar içerisinde şaraplarda koku seyreltme (KS) değerlerine göre 2-fenil etanol ve izoamil alkol en güçlü aroma aktif bileşiklerdir. Anahtar Kelimeler: Şarap, Emir, Ticari Maya, Aroma, Aroma-Aktif Bileşikler I

4 ABSTRACT MSc THESIS THE EFFECT OF SACCHAROMYCES CEREVISIAE COMMERCIAL WINE YEAST ON AROMA ACTIVE COMPOUNDS OF WINE OBTAINED FROM CV. EMIR GRAPE Berfu BAĞATAR ÇUKUROVA UNIVERSITY INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES DEPARTMENT OF BIOTECHNOLOGY Supervisor : Assoc. Prof. Dr. Serkan SELLİ Year : 2011, Pages: 81 Jury : Assoc. Prof. Dr. Serkan SELLİ Prof. Dr. Turgut CABAROĞLU Prof. Dr. M. Musa ÖZCAN In this study, aroma and aroma-active compounds of the wines obtained from Emir grapes, grown in Urgup region by spontaneous fermentation and use of commercial pure culture of Saccharomyces cerevisiae-7 were investigated. Aroma compounds were analysed by GC-FID and GC-MS; aroma-active compounds were investigated by GC-MS-Olfactometry. The aroma compounds of wines were extracted by liquidliquid extraction method using dichloromethane solvent. According to sensory analysis results (representivaness test), the aromatic extract was obtained by this extraction method was very similar to the odour of wine. The amount of aroma compounds of wines made from commercial wine yeasts was higher than spontaneous wine. Higher alcohol and esters were qualitatively and quantitatively the most dominant aroma compounds in wines. The results of the GC-MS-Olfactometry analysis showed that 28 aroma-active compounds were determined in spontaneous wine and 31 aroma-active compounds were determined in wine made from commercial wine yeast. According to flavor dilution (FD) factor, 2-phenyl ethanol and isoamyl alcohol are most dominant aromaactive compounds in these wines. Key Words: Wine, Emir, commercial yeast, aroma, aroma-active compounds II

5 TEŞEKKÜR Bu konuda bana çalışma olanağı sağlayan, araştırmalarım ve tezimin yazımı süresince yol gösteren ve desteğini esirgemeyen danışmanım Doç. Dr. Serkan SELLİ ye, jüri üyesi olarak tezimi değerlendiren sayın hocam Prof. Dr. Turgut CABAROĞLU na ve sayın Prof. Dr. M. Musa ÖZCAN a, tezimin hazırlanması sırasında tüm aşamalarda bana yardımcı olan Arş. Gör. Kemal ŞEN e ve Yrd. Doç. Dr. Haşim Kelebek e ve tüm öğrenim hayatım boyunca maddi manevi büyük fedakarlıklar yaparak benim bu noktaya gelmemi sağlayan aileme sonsuz teşekkürlerimi sunarım. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ... I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER...IV SİMGELER VE KISALTMALAR... X ÇİZELGELER DİZİNİ...VI ŞEKİLLER DİZİNİ... VIII 1.GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Şaraplarda Aroma Maddeleri ve Aroma Aktif Bileşikler Ticari Mayaların Aroma Maddeleri Üzerine Etkileri MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Hammadde Denemelerde Kullanılan Araç ve Gereçler Üzümlerin Şaraba İşlenmesi Yöntem Üzüm Şırası ve Şarabında Yapılan Genel Analizler Toplam Asit Tayini Ph Tayini Sçkm (Briks) Kuru Madde Tayini Kül Tayini Toplam Şeker Tayini Toplam Fenol Bileşikleri (D280) İndisi Esmerleşme (D420) İndisi Uçar Asit Tayini Kükürt Dioksit Tayini Aroma Maddelerinin Analizi ve Tanımlanması IV

7 Şarapta Aroma Maddelerinin Ekstraksiyonu Gc-Ms Ve Gc-O Koşulları Aroma Maddelerinin Miktarlarının Hesaplanması Duyusal Analizler Lezzet Profili Analizi Temsili (Representative) Test Üçgen Test İstatistiksel Analizler BULGULAR VE TARTIŞMA Şıranın Genel Bileşimi Alkol Fermantasyonunun Gidişi Şarapların Genel Bileşimi Temsili (Representative) Test Yöntemi İle Aroma Ekstraksiyonunda Kullanılan Çözgenin Değerlendirilmesi Emir Şarabının Aroma Maddeleri Ticari Mayaların Aroma Maddeleri Üzerine Etkisi Şarapların Aroma Aktif Bileşikleri Şarapların Duyusal Özellikleri SONUÇLAR VE ÖNERİLER KAYNAKLAR V

8 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 3.1. Duyusal analiz formu Çizelge 3.2. Üçgen test formu Çizelge 3.3. Üçlü Test İstatistiksel Değerlendirme Tablosu Çizelge 4.1. Emir üzümü şırasının genel bileşimi Çizelge 4.2 Şarapların genel bileşimi Çizelge 4.3.Aroma ekstraklarının benzerlik ve aroma yoğunluk testi sonuçları Çizelge 4.4. Şarapların Aroma Maddeleri Bileşimi Çizelge 4.5. Emir Şarabının Aroma-Aktif Bileşikleri Çizelge 4.6. Şarapların Duyusal Analiz Sonuçları Çizelge 4.7.Üçgen Test Sonuçları VI

9 VII

10 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 2.1. Ehrlich Yolu ile Yüksek Alkol Oluşumu (Varnam ve Sutherland, 1994). 11 Şekil 2.2. Fermantasyon Sırasında Yüksek Alkollerin Oluşumu (Varnam ve Sutherland, 1994) Şekil 3.1.Emir üzümü Şekil 3.3. Aroma Maddelerinin Ekstraksiyonu Şekil 3.4. Aroma Maddelerinin Ekstraksiyonu Şekil 3.5. Vigreux Düzeneğinde Konsantrasyon İşlemi Şekil 3.6. Mikro Konsantrasyon Düzeneğinde Konsantrasyon İşlemi Şekil 3.7. Analizlerde Kullanılan Agilent GC-MS-O Sistemi Şekil 3.8. Duyusal analizlerde kullanılan kağıt koklama çubukları Şekil 4.1. Alkol fermantasyonunun gidişi Şekil 4.2. Ticari Maya ile Elde Edilen Şarabın GC de Elde Edilen Aroma Maddeleri Kromatogramı Şekil 4.2. Spontan Fermantasyonla Elde Edilen Şarabın GC de Elde Edilen Aroma Maddeleri Kromatogramı Şekil 4.2. Emir Şaraplarının Lezzet Profil Testi Sonuçları VIII

11 IX

12 SİMGELER VE KISALTMALAR GC : Gaz Kromatografisi MS : Kütle Spektrometresi GC-MS-O : Gaz Kromatografisi- Kütle Spektrometresi-Olfaktometri GC-FID : Gaz Kromatografisi- Alev İyonizasyon Dedektörü GC-O : Gaz Kromatografisi- Olfaktometri S. cerevisiae : Saccharomyces cerevisiae X

13 XI

14 1.GİRİŞ Berfu BAĞATAR 1.GİRİŞ Şarap, tamamı veya bir kısmı ezilmiş taze üzümlerin ya da üzüm şırasının etil alkol fermantasyonuna bırakılması sonucu elde edilen alkollü bir içkidir. Şarap teknolojisinde alkol fermantasyonu spontan olarak ya da saf maya kullanılarak gerçekleştirilir. Spontan olarak yürütülen fermantasyonda şıra ve üzümde bulunan doğal maya florası etkili olur. Saf maya kullanımında ise ortama özellikleri bilinen seçilmiş kültür mayası eklenir ve fermantasyonun bu maya tarafından gerçekleştirilmesi sağlanır (Canbaş, 2007). Saf maya kullanıldığında şırada fermantasyonun daha çabuk başladığı, daha kısa sürede tamamlandığı ve elde edilen şarapların da duyusal özellikler ve genel bileşim bakımından farklı bulundukları bildirilmektedir. Beyaz şarabın kalitesini büyük ölçüde fermantasyon sırasında şarapta oluşan aroma maddeleri belirlemektedir. Bu maddelerin oluşumunda fermantasyonu yürüten maya suşu ve fermantasyon sıcaklığı etkilidir. Yüksek alkoller, esterler, karbonil bileşikler ve uçucu fenoller, fermantasyon sonucunda oluşan başlıca aroma maddeleridir (Cabaroğlu ve ark., 1995). Üzüm ve şarapların aroma potansiyelleri ve özellikleri uzun yıllardan beri araştırmalara konu olmuştur. Bu konudaki ilk çalışmalar aroma maddelerince zengin bir çeşit olan misket üzümleri üzerinde yoğunlaşmış ve bu üzümlerin aromasında linalol, nerol, jeraniol ve α-terpeniol gibi monoterpenollerin etkili olduğu ortaya konmuştur (Cordonnier, 1956). Gıdalarda yüzlerce aroma maddesi bulunmasına rağmen bunlardan çok az bir kısmı o gıdanın karakteristik aromasının oluşumunda rol oynar. Karakteristik aromanın oluşumundan sorumlu bileşiklere aroma-aktif bileşikler denir. Bu bileşiklerin belirlenmesinde çok hassas bir enstrümantal cihaz olan GC-Olfaktometri kullanılır. Olfaktometri analizlerinde en hassas ve kritik aşama aroma ekstraktlarının elde edildiği en uygun ekstraksiyon yönteminin seçilmesidir. Ekstraksiyon sonucu elde edilen ekstraktların aromasının mümkün olduğunca elde edildiği gıdanın aromasına yakın olması gerekmektedir (Etiévant ve ark, 1991) Emir üzümü ülkemizin en önemli bağ bölgeleri arasında yer alan Nevşehir- Ürgüp (Kapadokya) yöresinde yetiştirilen beyaz bir üzüm çeşididir. Volkanik bir 1

15 1.GİRİŞ Berfu BAĞATAR yapıya sahip olan bu bölgede bağcılık önemli bir geçim kaynağıdır. Bu yörede yaygın olan Emir, aromatik açıdan karakteristik ve kaliteli beyaz şarap veren bir çeşittir (Cabaroğlu ve ark., 1999). Bu çalışmada ülkemizin en önemli beyaz şaraplık üzüm çeşitlerinden biri olan Emir üzümü spontan ve ticari maya olmak üzere iki farklı yolla şaraba işlenmiştir. Elde edilen şaraplarda aroma maddeleri GC-FID ve GC-MS yardımıyla ve Emir şarabını karakterize eden aroma aktif bileşikler ise GC- MS-Olfaktometri tekniği ile araştırılmıştır. Öte yandan, hem aroma maddeleri ve hem de aroma-aktif bileşikler üzerine ticari mayanın etkisi belirlenmiştir. 2

16 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 2.1. Şaraplarda Aroma Maddeleri ve Aroma Aktif Bileşikler Aroma maddeleri gıdalarda, tüketici beğenisinin ve tercihinin belirlenmesinde önemli bir yere sahiptir. Çeşitli maddelerden oluşan aroma, gıdaların duyusal özelliklerini belirleyen önemli bir kriterdir. Aroma maddeleri iz miktarlarda bulunduğundan, bu maddelerin belirlenmesinde güvenilir ve çok duyarlı analiz yöntemlerinin kullanılması gerekmektedir. Aroma maddeleri analizlerinin ilk aşamasını aroma maddelerinin üründen uygun bir ekstraksiyon yöntemiyle alınması işlemi oluşturur. İkinci aşama, elde edilen çözgen ve aroma maddeleri karışımındaki çözgenin hassas bir konsantrasyon yöntemiyle, yani aroma maddeleri kayıpları olmadan ekstrakttan mümkün olduğunca uzaklaştırılmasıdır. Bu nedenle aroma maddelerinin analizinde özellikle en hassas nokta, ekstraksiyon yönteminin seçimidir (Vila ve ark., 1999; Ebeler ve ark., 2000). Şarapta bulunan aroma maddeleri kaynaklarına göre dört gruba ayrılırlar: Çeşit ile ilgili aroma Fermantasyondan önce oluşan aroma maddeleri Fermantasyon sırasında oluşan aroma maddeleri Olgunlaşma sonrasında oluşan aroma maddeleri (Cabaroğlu, 1995). Vitis vinifera üzümlerinden elde edilen şarapların aromasında çeşitli monoterpenler etkili olmaktadır. Serbest ve bağlı olmak üzere iki farklı yapıda bulunan monoterpenlerden bağlı yapıda bulunan bileşiklerin miktarı bazı çeşitlerde serbest formlarından daha fazladır ve bu bileşikler hem asit ve hem de enzimle hidrolize olarak serbest hale geçebilirler (Günata ve ark., 1992). Carro ve ark. (1996) Chenin, Colombard, Riesling ve Semillon şıralarının aroma maddeleri bileşimini Amberlit XAD-2 reçinesiyle yaptıkları ekstraksiyonla incelemişlerdir. Şıralarda alkoller, esterler, karbonil bileşikleri, asitler, terpenler ve norizoprenoidlerden oluşan 40 adet serbest aroma maddesi belirlemişlerdir. Araştırmacılar 6 karbonlu bileşikler (aldehitler, alkoller ve esterler) ve 13 C lu 3

17 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR norizoprenoidlerin misket olmayan üzümlerin temel aroma maddeleri olduğunu bildirmişlerdir. Lopez ve ark. (1999) sekiz farklı İspanyol üzüm çeşidinin (Albariño, Treixadura, Listan, Viura, Xarello, Parellada, Garnacha ve Tempranillo) serbest aroma maddelerini Amberlit XAD-2 reçinesi ile ekstrakte ederek incelemişlerdir. Üzüm çeşitlerinde en fazla 6 karbonlu alkoller ve aldehitler (1-hekzanal, E-2- hekzanal, E-2-hekzenol) bulunmuştur. Araştırmacılar, üzümlerin terpen aroması açısından nötr çeşit olmalarına rağmen jeraniol ve bazı diol leri yüksek miktarlarda içerdiklerini belirtmişlerdir. Cabaroğlu ve ark. (1997) Emir üzümünden elde edilen şarabın serbest ve bağlı aroma maddeleri bileşimlerini araştırmışlardır. Araşırmacılar GC-MS yardımıyla şaraplarda toplam 75 adet aroma maddesi tanımlamış ve bu bileşikler içerisinde uçucu fenollerin miktarının yüksek olduğunu vurgulamışlardır. Öte yandan üzümlere uygulanan kabuk maserasyonu işleminin aroma maddeleri miktarını tanığa göre artırdığı vurgulanmıştır. Üzüm ve şaraplardaki miktarları nanogram ile miligram arasında değişen aroma maddelerinin en önemli özellikleri çok düşük konsantrasyonlarda bile duyusal olarak algılanmaları ve kalite üzerinde belirleyici rol oynamalarıdır (Selli ve ark., 2001). Aroma maddelerinin iz miktarlarda bulunması nedeniyle bunların belirlenmesinde güvenilir ve çok duyarlı analiz yöntemlerinin kullanılması gerekmektedir. Aroma maddelerinin belirlenmesi için yapılan analizlerde ilk aşamayı aroma maddelerinin üründen uygun bir ekstraksiyon yöntemiyle alınması oluşturmaktadır. Bir sonraki aşamada ise elde edilen aroma maddeleri karışımındaki çözgenin, hassas bir konsantrasyon yöntemiyle, yani aroma maddeleri kayıpları olmadan ekstrakttan mümkün olduğunca uzaklaştırılmaktadır. Bu nedenle özellikle ekstraksiyon yönteminin seçimi aroma maddelerinin analizinde en hassas noktadır (Vila ve ark., 1999; Ebeler ve ark., 2000). Ferreira ve ark. (2002) Calatayud (Zaragoza, İspanya) bölgesinin Grenache pembe şarap örneklerinde aroma ekstraktı seyreltme (AEDA) yöntemi ile 38 adet aroma aktif bileşiğini saptamış ve bunlardan 35 ini tanımlamışlardır. Çalışmada 3- merkapto-1-hekzanol ve β-damassenon bileşiklerinin Grenache şarabında bulunan en güçlü aroma-aktif bileşikler olduğu bildirilmiştir. 4

18 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR Aroma bileşenleri sahip oldukları düşük algılanma eşik değerleri nedeniyle şarapların duyusal özelliklerine önemli bir katkı sağlamaktadır. Şarapların aroması alkol, ester, terpen, sülfür bileşenleri, asitler ve laktonları içeren çeşitli fermentatif bileşiklere bağlıdır (Selli ve ark., 2003). Cabaroğlu ve ark. (2003) Emir üzümlerinden elde edilen şaraplarda glikozidaz enziminin (AR-2000-Gist-Brocades/Fransa) aroma maddeleri üzerindeki etkilerini incelemişlerdir. Çalışmada, enzim uygulamasının şaraplarda monoterpenlerin, 13 C lu norizoprenoidlerin ve benzen türevlerinin miktarlarını önemli düzeyde artırdığı belirlenmiştir. Duyusal analiz sonuçlarına göre, enzim uygulamasıyla elde edilen şaraplar kontrol şaraplarına göre daha çok beğenilmiştir. Üzümde glikozid yapıda bağlı terpenler gibi aroma öncül bileşikleri bulunmaktadır. Şarap yapımının ilk aşaması boyunca üzümlere uygulanan ezme işlemi hücre duvarının kırılması için yeterli olmamaktadır. Aroma maddeleri, üzümlerin hücre duvarının şaraptaki mikroorganizmalar tarafından enzimatik parçalanmaya uğratılması sonucu açığa çıkmaktadırlar. Şarap üretim koşulları altında aktif endo-poligalakturonaz salgılayan bir maya aroma bileşiklerinin ekstraksiyonunu kolaylaştırabilir ve şarabın aroma profilini etkileyebilir (Günata ve ark.,1994). Baek ve ark. (1997) Carlos misketi (Vitis rotundiofolia Michx) şırasında serbest halde bulunan aroma-aktif bileşikleri koku seyreltme (KS: konsantrasyon/aroma algılanma eşiği) yöntemi kullanarak belirlemişlerdir. Araştırmacılar, şırada toplam 33 adet aroma-aktif bileşiği belirlemiş ve bunlardan 21 tanesini (4 alkol, 6 ester, 4 aldehit, 4 keton, 2 asit ve 1 fenol) tanımlamışlardır. Bu bileşikler içerisinde 2,5-dimetil-4 OH-3-(2H) furanon (furaneol) en güçlü aromaaktif bileşiği olup, bunu 2,3-bütandion, etil bütanoat, etil-2-metil bütanoat, 2-fenil etanol ve o-aminoasetofenon izlemektedir. Ferreira ve ark. (1998) kırmızı şaraplık üzüm çeşidi olan Grenache ın aromasının oluşumunda linalol ve jeraniol ün önemli aroma maddeleri olduğunu bildirmişlerdir. Rosillo ve ark. (1999) Monastrell, Tempranillo, Grenache, Cabernet, Airen, Chardonnay ve Ugniblanc tan oluşan 7 farklı üzüm çeşidinin aroma maddeleri üzerine yaptıkları çalışmada, üzümlerde 6 karbonlu bileşiklerin miktarının

19 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR µg/l, terpenollerin µg/l, alkollerin µg/l, esterlerin µg/l, asitlerin µg/l ve karboksilli bileşiklerin µg/l arasında olduğunu bildirmişlerdir. Denizli de yetişen Sultaniye üzümlerinden elde edilen şarapta aroma bileşikleri tepe boşluğu ve katı faz mikro ekstraksiyon yöntemleri ile ekstrakte edilmiş ve GC-MS tekniği ile belirlenmiştir. Esterlerin Sultaniye şarabının aromasından sorumlu temel bileşikler olduğu saptanmıştır. Bunlardan etil dekanoat, etil oktanoat, etil hekzanoat ve 3-metil-bütil asetat bileşiklerinin baskın olduğu bildirilmiştir (Cabaroğlu ve ark., 2005). Fransız Chardonnay şaraplarında GC-O tekniği kullanılarak yapılan araştırmada, koku bakımından kimyasal, topraksı, çiçeksi, meyvemsi, otsu, mikrobiyolojik, baharat, odunsu ve fındıksı olarak altı farklı sınıf belirlenmiş ve en baskın koku olarak meyvemsi kokular saptanmıştır (Le Fur ve ark., 2003). Gual, Verdello, Marmajuelo, Listan ve Malvasia üzüm çeşitlerinden yapılan şaraplarda 3-merkaptohekzil asetat ın Marmajuelo ve Verdello şaraplarında, 3- metilbütil asetat ın Gual şarabında, γ-damassenon un Malvasia şarabında ve etil oktanoat ın ise beyaz Listan şarabında en güçlü aroma-aktif bileşikler olduğu belirlenmiştir. Çeşitler arasındaki en büyük farkın 3-merkaptohekzil asetat, 3- merkaptohekzanol, 4-metil-4-merkapto-2-pentanon, 4-vinilfenol ve 2-metoksi-4- vinilfenol bileşiklerinin miktarlarından kaynaklandığı belirlenmiştir (Lopez ve ark.,2003). Selli ve ark. (2004) Kalecik karası şarabının aroma ve aroma-aktif bileşiklerini GC-MS ve GC-Olfaktometri yardımıyla araştırmışlardır. Şaraplarda toplam78 adet aroma maddesi tanımlanmıştır. GC-O analiz sonuçlarına göre izoamil alkol, etil hekzanoat, etil oktanoat, etil dekanoat, izoamil asetat, 2-fenil etil alkol ve oktanoik asit Kalecik karası şarabının aroma-aktif bileşikleri olarak saptanmıştır. Maccabeo şarabı üzerinde yapılan bir çalışmada GC yardımıyla şaraplarda 53 adet aroma bileşiği saptanmıştır. Bu bileşiklerden etil oktanoat, β-damassenon, izoamil asetat, etil hekzanoat ın koku aktiflik değeri (OAV) nin en yüksek olduğu, buna karşın metil antranilat ın ise en düşük olduğu bildirilmiştir (Escudero ve ark., 2004). 6

20 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR GC-O tekniği ile altı farklı İspanyol beyaz şarap örneğinin aroma profilleri belirlenmiştir. Şaraplarda linalol ve 2-pentil etil hekzanoat ın çiçeksi ve tatlımsı kokular kazandırdığı saptanmıştır (Campo ve ark., 2006). Olfaktometri analizlerinde en hassas ve kritik aşama aroma ekstraktlarının elde edildiği en uygun ekstraksiyon yönteminin seçimidir. Ekstraksiyon sonucu elde edilen ekstraktların aromasının mümkün olduğunca elde edildiği gıdanın aromasına yakın olması gerekir. Bu amaçla öncelikle duyusal bir analiz yöntemi olan temsili (representative) test teknikleri kullanılarak en uygun ekstraksiyon yöntemi belirlenir (Etiévant ve ark., 1994; Le Guen ve ark., 2000; Selli ve ark., 2006). Campo ve ark. (2005) Malvazia, Boal, Verdelho ve Sercial üzümlerinden üretilen 4 farklı Madeira şarabında GC-MS ve GC-O yardımıyla aroma ve aromaaktif bileşikleri belirlemişlerdir. Bu şaraba karakteristik aromasını veren kokular şekerimsi, fındık, yanık, likör ve kuru meyve olarak tanımlanmıştır. Madeira şarabının aroma profilinin oluşumunda fenilasetaldehit ve sotolonun oldukça etkili olduğu buna karşın önemli ve çok bilinen linalol, 3-merkaptohekzil asetat ve methoksipirazin açısından zengin olmadığı bildirilmiştir. Pinot Noir şarabının aromasında 9 adet alkol, 16 adet ester, 2 adet keton ve 1 adet lakton bileşiğinin aroma-aktif bileşikler olduğu belirlenmiştir. Esterlerin bu şarabın temel aroma-aktif bileşikleri olduğu ve etil bütanoat, etil hekzanoat, etil oktanoat ve etil dekanoat ın Pinot noir şarabında yüksek miktarlarda bulunduğu saptanmıştır. Ayrıca şarapta bal ve gül kokusu kazandıran fenil etanol bileşiğinin yüksek miktarda, buna karşın istenmeyen 4-etilguaiakol bileşiğinin ise oldukça düşük seviyede bulunduğu belirlenmiştir (Fang ve ark., 2006). Petka ve ark. (2006) GC-O yardımıyla Devin üzümlerinden yapılan Slovak beyaz şarabında etil propanoat, 4-merkapto-4-metilpentan-2-on, linalol ve izovalerik asitin aroma-aktif bileşikler olduğunu ve bunlar içerisinde linalol ü bu şarabın aromasının oluşumunda en etkili aroma-aktif bileşik olarak belirlemişlerdir. Selli ve ark. (2006a) Tokat ilinin Narince üzümlerinden 1998 ve 1999 yıllarında elde edilen şaraplardan serbest ve glikozidik olarak bağlı yapıdaki aroma maddelerini incelemişlerdir. Serbest aroma maddelerinin ekstrasiyonunda diklorometan çözgeni ve bağlı aroma maddelerinin ekstraksiyonlarında ise Amberlit 7

21 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR XAD-2 reçinesinden yararlanılmıştır. Elde edilen bulgular ışığında Narince şaraplarının fermantasyon sırasında oluşan aroma maddeleri (alkoller, yağ asitleri ve esterler) bakımından zengin oldukları belirlenmiştir. Bornova misketi üzümlerinden elde edilen şarapların aroma maddeleri ve bu bileşikler üzerine kabuk maserasyonu (15 C, 6 ve 12 saat) uygulamasının etkileri araştırılmıştır. Aroma maddelerinin izolasyonunda diklormetan çözgeniyle sıvı-sıvı ekstraksiyon tekniği kullanılmıştır. Şaraplarda toplam 72 adet aroma maddesi tanımlanmış ve 6 saatlik kabuk maserasyonu uygulaması ile elde edilen şarap örneği duyusal analizlerde en çok beğenilen örnek olmuştur. Koku aktiflik değerlerine göre şaraplarda β-damassenon, etil hekzanoat, etil bütanoat, izoamil asetat, 2-fenil etil asetat, linalol, jeraniol ve 2-fenil etil alkolün etkili aroma maddeleri olduğu bildirilmiştir (Selli ve ark., 2006b). Gomez-Miguez ve ark. (2007) Zalema beyaz şarabında 71 adet uçucu aroma maddesi belirlemişler ve bunların 21 inin miktarının algılama eşik değerlerinin üzerinde olduğunu bildirmişlerdir. Koku aktiflik değerlerine (KAD) göre, 2 adet norizoprenoid (β-damassenon ve β-ionon), 2 adet alkol (izoamil alkol ve β-fenil etanol), 3 adet uçucu tiyol (4-merkapto-4-metil-2-pentanon, 3-merkaptohekzil asetat ve 3-merkapto-1-hekzanol) ve 2 adet karbonil bileşiği (asetaldehit ve fenilasetaldehit) nin KAD si 1 in üzerinde bulunmuştur. GC-O tekniği yardımıyla 5 adet ester (izoamil asetat, etil hekzanoat, etil bütanoat, etil izovalerat ve etil oktanoat), izoamil alkol ve β-damassenon un Zalema şarabının aroma-aktif bileşikleri olduğu saptanmıştır. Araştırmada, GC-O yöntemi olarak aroma yoğunluğu kullanılmıştır. Escudero ve ark (2007), 5 farklı İspanyol şarabının aroma-aktif bileşiklerini duyusal analizler ve GC-O tekniği ile incelemişlerdir. Şaraplarda toplam 45 adet aroma-aktif bileşik belirlenmiş ve bu bileşiklerden 37 tanesinin miktarının algılanma eşik değerinin üstünde saptanmıştır. Şaraplarda meyvemsi kokuların 9 adet ester bileşiği ve fenolik karakterin ise 12 adet uçucu fenol bileşiği ile ilişkili olduğunu bildirmişlerdir. Araştırmacılar, elde edilen bulguların duyusal analizlerle de uyumlu olduğunu açıklamışlardır. 8

22 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR Portekiz e özgü bir üzüm olan Trincadeira dan elde edilen kırmızı şarapların aroma analizi için GC-MS ve GC-O teknikleri kullanılmıştır. GC-O ile yapılan analizler sonucunda 41 adet aroma maddesi belirlenmiş ve bunlardan 31 tanesi GC- MS ile tanımlanmıştır. Bu bileşikler içerisinde 3-metil bütanoik asit, 2-fenil etanol, 2,5-dimetil-4-hidroksi-3(2H)-furanon ve 4-vinil guaiakol ün en güçlü aroma-aktif bileşikler olduğu bildirilmiştir (Botelho ve ark., 2008). Mason ve Schneider (2009) Fransa nın Provence bölgesinin pembe şaraplarının aroma-aktif bileşiklerini araştırdıkları bir çalışmada, 2 uçucu tiyollerin (3-merkapto hekzanol ve 3-merkaptohekzil asetat), 2 furanik bileşiğin (furanol ve homofuraneol) ve bir 13 C lu norizoprenoidin (β-damassenon) pembe şarapların aromasında etkili aroma maddeleri olduklarını bildirmişlerdir. Çalışmada aroma maddelerinin ekstraksiyonunda eter/hekzan 1:1 karışımı ile sıvı-sıvı ekstraksiyon tekniği kullanılmıştır. Pedro Ximenez üzümlerinden elde edilen Sherry şarabı ile yapılan bir araştırmada GC tekniği ile 55 adet aroma bileşiği belirlenmiştir. Bu bileşikler içerisinde 19 tanesinin aroma aktif bileşik olduğu ve bu bileşiklerin sekiz farklı koku grubuna ayrıldığı bildirilmiştir. Araştırmacılar, şarapta meyvemsi ve yağsı kokular veren bileşiklerin baskın olduğunu saptamışlardır (Moyana ve ark., 2009). Ferreira ve ark. (2009), 25 farklı kırmızı İspanyol şarabında (Z)-2-nonenal bileşiğini aroma-aktif bileşik olarak ilk kez belirlemişlerdir. Bu bileşik şaraplara yeşil bitki ve metalimsi koku kazandırmaktadır. Çalışmada 9 adet negatif koku, 15 adet meyvemsi-şekerimsi koku belirlenerek, bu şaraplarda öncelikle negatif kokuların daha sonra da meyvemsi-şekerimsi kokuların etkin olduğu bildirilmiştir Ticari Mayaların Aroma Maddeleri Üzerine Etkileri Alkollü içkilerdeki aroma maddelerinin bir kısmı hammaddeden gelirken (birincil aroma maddeleri), bir kısmı fermantasyon sırasında (ikincil aroma maddeleri) oluşur. Fermantasyon sırasında oluşan aroma maddeleri üzerinde fermantasyonu gerçekleştiren maya ve fermantasyon ortamındaki koşullar rol oynar. Fermantasyonda kullanılan maya kaliteyi etkileyen en önemli unsurlardan biridir. 9

23 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR Yüksek alkoller, esterler, organik asitler ve karbonil bileşikleri, alkollü içkilerde maya tarafından oluşturulan aroma maddelerinden bazılarıdır. Bunlara ek olarak kükürtlü bileşikler, uçucu fenoller ve terpenler de sayılabilir. Üzüm ve malt şırası gibi şekerli hammaddelerin Saccharomyces cerevisiae tarafından fermantasyona uğratılmasıyla birincil ürün olarak etil alkol ve karbondioksit oluşur. Bu ürünlerin yanı sıra az miktarda; fakat koku ve tat üzerinde etkili ikincil ürünler yani aroma maddeleri de ortaya çıkar. Aroma maddeleri genellikle uçucu bileşikler olup, şarap, bira, viski gibi alkollü içkilerin kalitesi üzerinde belirleyici rol oynarlar (Erten ve ark., 2003; Mateo ve ark., 1992). Genel olarak şarapçılıkta kullanılan saf mayada aranan özellikleri şu şekilde özetlemek mümkündür: Maya, çabuk üremeli ve kısa sürede fermantasyona başlayarak ortama hakim olmalıdır. Kuvvetli olmalı, yani çok miktarda alkol oluşturmalı, fakat olanaklar ölçüsünde az uçar asit yapmalıdır. Dış etkenlere karşı duyarlı olmamalı ve özellikle sıcaklık değişmelerine uyum sağlayabilmelidir. Fermantasyonu çabuk bitirmeli ve fermantasyon bittikten sonra çabuk dibe çökmeli ve kabın cidarlarına yapışıp kalmamalıdır. Kükürtdioksite karşı çok duyarlı olmamalı ve zamanla buna alışabilmelidir. Şaraba kendine özgü aroma ve özellik kazandırmalıdır (Canbaş, 1986). Alkollü içeceklerde miktar olarak en fazla bulunan aroma maddeleri yüksek alkollerdir. Maya suşu bu alkollerin oluşumunda etkili olan en önemli faktördür. Ayrıca, ortamın bileşimi (şeker miktarı, ph, amino asit bileşimi ve miktarı), fermantasyon sıcaklığı ve havalandırma da önemli faktörlerdir (Cianni ve Rossini,1993; Berry ve Watson, 1987). Şaraba istenilen aromanın kazandırılması için mayaların oluşturduğu yüksek alkollerin toplam miktarı 300 mg/l nin altında olmalıdır. Toplam miktarı 400 mg/l nin üzerinde olduğu takdirde aromayı olumsuz etkiler (Etievant, 1991). 10

24 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR Aroma maddelerinin büyük bir kısmı fermantasyon sırasında mayalar tarafından oluşturulur. Mayaların oluşturdukları aroma maddelerinin belirlenmesi amacıyla yapılan çalışmalarda şıralardan maya florası ısıl işlemle veya filtrasyonla ayrılmış ve daha sonra hücre/ml düzeyinde maya ile aşılanmış ve elde edilen şarapların genel ve aroma bileşimi karşılaştırılmıştır (Herraiz ve ark., 1990; Mateo ve ark., 1992). 2-Metil propanol, 3-metil bütanol, 2-metil bütanol ve 2-fenil etanol gibi yüksek alkoller genellikle mayalar tarafından şekerlerin fermantasyonu sırasında oluşturulur (Nykanen, 1986). Fermantasyon sırasında yüksek alkoller, Ehrlich veya karbonhidrat sentezi yolları ile üretilirler. ilk olarak 1905 yılında bulunan Ehrlich mekanizmasına göre hammaddedeki azotlu bileşikler mayalar tarafından amino asitlere, amino asitler ise yine mayalar tarafından yüksek alkollere dönüşür. Bu sırada fermantasyon ortamında bulunan amino asit maya tarafından hücre içine alınır. Hücre içinde amino asidin amino grubu transaminasyona uğrar ve keto asit oluşur, daha sonra keto asit aldehite dönüşmek üzere dekarboksile olur. Oluşan aldehit indirgenir ve yüksek alkol açığa çıkar (Şekil 2.1.). Ortamdaki amino asitlerin tükenmesi ile yüksek alkoller karbonhidratlardan biyosentez yolu ile oluşur. Yani şeker metabolizmasından, pirüvat yolu ile önce keto asitler ve daha sonra da yüksek alkoller meydana gelir (Şekil 2.2.) (Guymon, 1970; Varnam ve Sutherland, 1994; Erten ve Canbaş, 2003). R R R R Transaminasyon Dekarboksilaz Alkoldehidrogenaz H-C-NH2 C=O H-C=O H- C-OH COOH COOH H Aminoasit 2-oxo asit Aldehit Yüksek Alkol Şekil 2.1. Ehrlich Yolu ile Yüksek Alkol Oluşumu (Varnam ve Sutherland, 1994). Nevşehir-Ürgüp yöresinde yetiştirilen beyaz şarap üretiminde kullanılan Emir üzümleri spontan fermantasyonla ve saf maya kullanılarak şaraba işlenmiş ve elde edilen şaraplarda aroma maddeleri incelenmiştir. Aroma maddeleri, Amberlit XAD-2 11

25 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR reçinesi ile ekstrakte edilmiş, pentan/diklorometan (2/1) azeotrop çözgenine alınmış ve bu çözgen konsantre hale getirildikten sonra gaz kromatografisine enjekte edilmiştir. Elde edilen piklerin tanımlanması GC-MS tekniğiyle gerçekleştirilmiştir. Analizlerin sonucunda Saccharomyces cerevisiae-k1 suşu kullanılarak elde edilen şaraplarda yüksek alkoller ve karbonil bileşiklerinin miktar olarak daha fazla, uçucu fenollerin daha az, esterlerin ise aynı düzeyde oldukları belirlenmiştir. Ayrıca kullanılan Saccharomyces cerevisiae-k1 suşunun dekarboksilaz aktivitesi düşük olduğundan çok az miktarlarda 4-vinil fenol ve 4-vinil gaiakol oluşturduğu saptanmıştır. Duyusal analizlerde şaraplar arasında istatistiksel açıdan bir farklılık bulunmuş; ancak tercih bakımından belirgin bir durum ortaya çıkmamıştır (Cabaroğlu ve ark., 1999). Karbonhidratlar Embden-Meyerhof Yolu Pürivat İzolozin-Valin Biyosentezi Etil Alkol α-ketobütirik asit n-propil alkol α-ketoizokaproik asit α-ketoizovalerik asit α-keto a-metilvalerik asit İzoamil alkol İzobütil alkol Amil alkol Şekil 2.2. Fermantasyon Sırasında Yüksek Alkollerin Oluşumu (Varnam ve Sutherland, 1994). 12

26 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR Şıraya ilave edilen maya şaraptaki aroma bileşikleri özellikle de esterler üzerinde önemli bir etki yaratmaktadır. Diğer yandan, aynı sırada farklı maya ırkları, farklı miktarlarda esterler oluşturabilirler (Younis ve Stewart, 1998; Nurgel, 2000). Bu durumun ortamdaki Saccharomyces spp. olmayan mayalar ile starter maya arasındaki etkileşim farklılığından kaynaklandığı düşünülmektedir. İzole edildikleri şıraya ilave edilen endojen mayalar, Saccharomyces spp. olmayan mayaların gelişimine izin vermekte ve böylece daha dengeli ve aroma açısından daha özgün şaraplar elde edilmektedir (Lema ve ark., 1996). Yavaş ve Anlı (1996), beyaz kalite şaraplık üzüm çeşitlerinden Emir, Narince ve Hasandede üzümlerinden elde ettikleri şıraları sıvı kültür Narince 3 ve kuru maya S. cerevisiae Wet 136 ile fermentasyona uğratmışlardır. Şıraya katılan kuru aktif mayanın hızlı bir fermantasyon başlangıcı sağlaması ile birlikte şekerin tamamına yakın kısmı fermente olmuştur. Kuru aktif maya kullanılarak elde edilen şarapların çok az da olsa alkolce zengin oldukları ve uçar asit, şeker, genel kurumadde, kül ve polifenol yönünden çok daha düşük miktarlar içerdikleri araştırmacılar tarafından belirlenmiştir. Gaz kromatografik yöntemlerle araştırılan şarapların aroma bileşenleri konusunda sıvı kültür kullanılanlara oranla daha hoşa gider, kaliteli şaraplar olduğu saptanmış, duyusal değerlendirmeler yönünden de uyumlu bulunmuşlardır. Fermantasyonu kontrol altına alabilmek ve şarapta kaliteyi iyileştirmek amacıyla birçok ülkede, istenen teknolojik özelliklere sahip, endojen mayaların kullanımı giderek artmaktadır. Bu mayaların en önemli özellikleri izole edildikleri ortama kolaylıkla uyum sağlamaları ve bu ortamda kendilerine özgü aroma maddeleri oluşturmalarıdır (Reed ve Nagodawithana, 1988; Shinohara ve ark., 1994; Regedon ve ark., 1997). Şarapçılıkta en fazla kullanılan maya S. cerevisiae dir. Saccharomyces in bilinen 30 farklı suşu bulunmaktadır. Her suş kendine özgü niteliklere sahiptir. Dolayısıyla kaliteli şarap üretimi için kullanılan üzüm çeşidi ve istenen şarap özelliklerine göre uygun maya seçilmesi büyük önem taşımaktadır (Kalkan ve Aktan, 1999). 13

27 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR Nurgel (2000) şaraplarda kültür mayası (ticari veya endojen) ilavesinin fermantasyon hızını artırdığı ve Saccharomyces spp. olmayan mayaların diğerlerine göre ortamdan daha kısa sürede ayrıldığını belirtmiştir. Ayrıca kültür mayalarının şarapların bileşimini etkilediğini ve alkol miktarı artarken uçar asit miktarının da azaldığını vurgulamıştır. Kalkan ve Aktan (1999) Bornova Misketi ve Carignan üzüm çeşitlerinden sek şarap yapımında en uygun mayayı seçmek için yaptıkları araştırmada dömisek şarap üretiminde 3, sek şarap üretiminde ise 4 saf maya kullanmışlardır. Her üzüm çeşidi için spontan fermantasyon ile farklı mayalarla elde edilen şaraplarda fermantasyon gidişi, fiziksel, kimyasal ve duyusal analiz sonuçlarını değerlendirmişlerdir. Çalışma sonucunda, saf mayalar ile her iki üzüm çeşidinde de daha iyi sonuçlar elde etmişlerdir. Kültür mayaları tüm şekerleri kullanmış ve sek şarap olarak üretilen Carignane çeşidinde fermente olabilecek hiç şeker bırakmamışlardır. Nurgel ve ark. (2002a), Emir şırasından endojen, spontan ve ticari maya ile elde ettikleri şarapların aroma maddeleri profillerini incelemişlerdir. Dışarıdan ortama maya ilavesinin şaraplarda toplam aroma maddeleri miktarını belirgin bir şekilde artırmamasına rağmen bireysel olarak bazı aroma maddelerinin miktarında artışlar olduğu belirlenmiştir. Araştırmacılar ticari maya ile elde edilen şarapların etil alkol içeriğinin daha yüksek olduğunu bildirmişlerdir. Farklı şarap mayalarının şarapların aroma maddeleri üzerine etkisini duyusal ve kimyasal analizlerle araştıran Wondra ve Berovic (2001), 29 farklı şarap mayasını, homojenize ve pastörize edilmiş Chardonnay çeşidinden alınan 5 L şıra üzerinde test etmişlerdir. Fermantasyon sonucunda şaraplarda 4 adet yağ asiti, 4 adet yüksek alkol ve 14 adet ester bulunduğu bildirilmiştir. Sonuç olarak, farklı mayaların şarap kalitesinde ve aroma bileşikleri üzerinde etkili olduğu belirtilmiştir. Plata ve ark. (2002), üzüm şırasındaki etil asetat ve izoamil alkol oluşumunu 7 farklı maya türü kullanarak fermantasyon boyunca izlemişlerdir. Çalışmada, Kloeckera apiculata nın, asetatların oluşumu için en etkili maya olduğunu belirlemişlerdir. 14

28 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR Nurgel ve ark. (2002a), Saccharomyces cerevisiae mayalarının Emir (Vitis vinifera L. cv.) üzümlerinden elde ettikleri şarapların aroma maddeleri ve fermantasyonu üzerine etkisini araştırmışlardır. GC-FID ve GC-MS kullanılarak yapılan aroma maddeleri analizlerinde aroma maddelerinin toplam miktarı, ticari ve endojen şarap mayalarının eklenmesiyle artmamış, ancak bazı aroma maddelerinde farklılıklar ortaya çıkmıştır. Nurgel ve ark. (2002b), pastörize üzüm şırasındaki endojen ve ticari S. cerevisiae mayalarının fermantasyon ve şarapların aroma bileşenleri üzerine etkisini incelemişlerdir. Uçucu bileşenlerin miktarı endojen ve ticari mayaların kullanımıyla artış sağlamıştır. İzoamil alkol, izoamil asetat, etil oktanoat ve etil dekanoat miktarları algılanma eşik değerlerini aşmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, endojen ve ticari S. cerevisiae mayaları spontan fermantasyona göre daha yüksek fermantasyon gücüne sahip olduğu bulunmuştur. Bu mayaların kullanılması ile daha yüksek etil alkol miktarı elde edilmiştir. Majdak ve ark. (2002), Saccharomyces parodoxus RO88 ticari şarap mayasının Gewürtztraminer şarabının duyusal ve kimyasal niteliklerinde dikkate değer değişiklikler yaptığını belirlemişlerdir. Patel ve ark. (2003a), Chardonnay üzümlerini, elma, armut, kavun, şeftali, muz ve portakal suyu ekleyerek ve eklenmeden Saccharomyces cerevisiae maya cinsi ile fermente etmişlerdir. Şaraplarda oluşan uçucu bileşikler izole edilmiş ve gaz kromatografisi-kütle spektrometresiyle belirlenmiştir. Şaraplarda 8 adet alkol, 12 adet ester, 6 adet asit ve 3 adet başka bileşik olmak üzere toplam 29 adet uçucu bileşik belirlenmiştir. Herjavec ve ark. (2003) değişik ticari S. cerevisiae türlerinin Chardonnay şaraplarında aroma bileşikleri ve duyusal özellikleri üzerine etkisini araştırdıkları çalışmada şaraplarda fermantasyonun spontan ve ticari mayalarla gerçekleştirildiğinde, elde edilen şaraplardan aroma maddelerinde önemli değişiklikler bulunduğunu saptamışlardır. Patel ve ark. (2003b) yaptıkları çalışmada, Symphony üzümlerini Saccaromyces cerevisiae mayasının 20 farklı türü ile fermente etmişlerdir. Araştırmacılar, şarapta 53 adet uçucu bileşik belirlemişlerdir. İzoamil alkol 15

29 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR Symphony şaraplarında 19 maya türüyle en yüksek miktarda bulunan aroma bileşiği olarak saptanmıştır. İzoamil alkol miktarı 6.04 mg/l mg/l arasında değişmiştir. Çeşitli ticari S. cerevisiae suşlarının Chardonnay şaraplarının aroma bileşimi üzerindeki etkilerinin araştırıldığı bir çalışmada Lalvin 71-B suşu ile elde edilen şarapların spontan elde edilen şaraplara ve diğer ticari mayalarla elde edilen şaraplara göre daha düşük miktarda yüksek alkol içerdiği saptanmıştır. Çalışmada spontan fermantasyon ile elde edilen şaraplarda 2-fenil etil alkol ve 2-fenil asetat miktarının daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Duyusal analiz sonuçlarına göre, 4 farklı ticari maya içerisinde Lalvin 71-B suşu en yüksek puanı almış ve bunu spontan ile elde edilen şarap izlemiştir. En düşük puanı ise; Lalvin-2056 kodlu ticari mayadan elde edilen şarap almıştır (Herjavec ve ark.,2003). Romano ve ark. (2003), spontan şarap fermantasyonundan izole edilen farklı türdeki şarap mayalarının özellikleri üzerinde çalışmışlardır. Maya populasyonunun ve kompozisyonunun, şarabın duyusal özelliklerine önemli bir katkısı olduğunu belirtmişlerdir. Her bir maya türünün gelişmesi, son şaraptaki aroma bileşenlerinin konsantrasyonlarını belirleyen spesifik bir metabolik aktivite tarafından karakterize edimektedir. Farklı maya türlerinin farklı aroma maddeleri ürettiğini vurgulamışlardır. Starter kültürlerin geniş bir şekilde kullanımının, şarap aromasındaki istenmeyen değişikleri ve kötü aroma oluşumu riskini azaltarak dengeli bir şarap aroması oluşumuna katkı sağladığını bildirmişlerdir. Vilanova ve ark. (2005), S. cerevisiae suşlarının İspanyol Albarino şaraplarının genel bileşimlerine ve duyusal özellikleri üzerine etkisini araştırdıkları çalışmada, 12 farklı S. cerevisiae suşu kullanmışlar ve AS4 kodlu suş ile üretilen şarabın toplam asitliğinin en düşük, etanol miktarının en yüksek olması ve duyusal analizlerde en yüksek puanı almasından dolayı diğer suşlardan elde edilen şaraplardan ayrıldığını bildirmişlerdir. Ciani ve ark. (2006), Saccharomyces cerevisiae, Hanseniaspora uvarum, Torulaspora delbrueckii ve Kluyveromyces thermotolerans ın bazı özelliklerini karşılaştırdıkları çalışmada, H. uvarum un diğer mikroorganizmalara göre fermantasyon sonucunda çok yüksek etil asetat oluşturduğunu, Torulaspora 16

30 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR delbrueckii ve Kluyveromyces thermotolerans ise fermantasyon hızlarının oldukça yavaş olduğunu saptamışlardır. Uygun olmayan koşullarda (daha yüksek etil alkol içeriği ve düşük sıcaklık gibi) Saccharomyces olmayan mayaların fermantasyonun durmasına neden olduğunu bildirmişlerdir. Erten ve ark. (2006) Emir şırasına ile hücre/ml arasında ticari maya (S. cerevisiae) aşılamışlar ve bu aşılamanın şırada maya gelişimi ve fermantasyon hızlarına, şaraplarda ise etil alkol ve aroma maddeleri oluşumuna etkilerini incelemişlerdir. Çalışmada fermantasyon hızının maya dozunun artmasıyla önemli derecede yükseldiğini, fakat etil alkol miktarının etkilenmediğini saptamışlardır. Şaraplarda aroma maddelerinden yüksek alkollerin özellikle ve hücre/ml maya ilavesiyle önemli düzeylerde arttığını bildirmişlerdir. Murotore ve ark. (2007), düşük seviyede asetik asit üretimine sahip kiryotolerant Saccharomyces uvarum mayası ile fermente edilen Malvasia delle Lipari şarabının kimyasal ve duyusal niteliklerini araştırmışlardır. Yapılan araştırmada, şarabın uçucu aroma bileşenleri gaz kromatografisi ile analiz edilmiştir. Saccharomyces uvarum ile gerçekleştirilen fermantasyonla elde edilen şarabın spontana göre düşük uçar asit, düşük alkol içeriği ve daha yüksek toplam asitliğe sahip olduğu bildirilmiştir. Çalışma sonucunda, aroma profilindeki farklılıkların mayanın sahip olduğu farklı özelliklerden kaynaklandığını ve duyusal analizlerle de panelistlerden Saccharomyces uvarum ile fermente edilen şarabın daha yüksek puan aldığı vurgulamışlardır. Orlic ve ark. (2007), fizyolojik ve moleküler metotlarla izole ettikleri 7 farklı endojen Saccharomyces paradoxus maya suşlarının fermentasyon yeteneklerini araştırmışlardır. Kontrol olarak Saccharomyces cerevisiae mayasını kullanmışlardır. S. cerevisiae ve S. paradoxus ile elde edilen şarapların farklı kimyasal özelliklere sahip oldukları tespit edilmiştir. S. paradoxus maya suşununun tanığa göre fermantasyon gücü, etil alkol toleransı ve fermantasyon hızının farklı olduğu belirlenmiştir. Araştırmacılar, 7 farklı endojen S. paradoxus mayasının oluşturduğu yüksek alkollerin toplam miktarının, S. cerevisiae e göre daha düşük olduğunu ve S. paradoxus maya suşunun şarap endüstrisinde kullanımının şarap kalitesini geliştireceğini vurgulamışlardır. 17

31 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR Swiegers ve ark. (2008), Saccharomyces cinsi şarap mayasının kullanımının şarap aromasının iyileştirilmesinde etkili bir yöntem olduğunu bildirmişlerdir. Yapılan araştırmada, fermantasyondan önce aşılanan Vin7, QA23, Vin13 ticari isimli S. cerevisiae mayalarının Sauvignon Blanc şarabının duyusal profili ve uçucu kompozisyonundaki etkisi izlenmiştir. Ticari mayalar tek tek veya ikili kombinasyonlar şeklinde ortama eklenmiştir. Sonuçta, uygun maya kombinasyonuyla yapılan aşılamanın, şarapların aroma profilini olumlu etkilediği saptanmıştır. Şarap fermantasyonundan sorumlu asıl şarap mayası Saccharomyces cerevisiae dir. Ancak Saccharomyces cinsi dışındaki non-saccharomyces olarak adlandırılan mayalar da gliserin, yüksek alkoller, esterler gibi ikincil metabolitler üreterek şarap aromasına katkıda bulunmaktadırlar. Non-Saccharomyces mayalar S. cerevisiae nın aksine glikozidazlar, esterazlar, lipazlar, β-glukozidazlar, proteazlar gibi enzimleri üretme yeteneğindedirler. Bu enzimler de üzümdeki öncül aroma maddeleri ile interaksiyona girerek, şarap aromasında önemli rol oynayan aktif aroma bileşikleri oluştururlar. Şarap fermantasyonu boyunca Saccharomyces dışındaki maya türlerinin gelişimi fermantasyonun ilk üç günü ile sınırlı olur ve sonrasında sayıları hızla azalır. Böylece asıl şarap mayası olan S. cerevisiae ortama hâkim olur ve fermantasyonu tamamlar. Enolojik koşullarda rekabet edemeyen Saccharomyces dışındaki mayaların, şarap üretiminde yüksek fermantasyon gücüne sahip S. cerevisiae ile birlikte karışık starter kültür olarak kullanılması ile şarapların aromatik yönden zenginleştirilmeleri sağlanmış olur (Bağder ve Özçelik, 2009). Molina ve ark. (2009), şarap üretiminde yaygın bir şekilde kullanılan VIN13 ve EC1118 adlı iki farklı Saccharomyces cerevisiae mayasının aroma-aktif bileşikler üzerine etkilerini araştırmışlardır. Araştırmacılar şaraptaki aroma-aktif bileşiklerin kompozisyonunu, kullanılan maya suşu ile birlikte fermantasyon sıcaklığının da etkilediğini bildirmişlerdir. Şarap fermantasyonu genellikle Saccharomyces cerevisiae türü mayalar kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Şarap yapımında şırayı kuvvetli fermente edebilmelerinin yanısıra şarabın bileşimini ve duyusal özelliklerini olumlu yönde etkileyen suşlar tercih edilmektedir. Tek bir maya suşunun istenen tüm önolojik 18

32 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR karakteristikleri birlikte bulundurması mümkün değildir. S. cerevisiae suşlarının tek başlarına starter kültür olarak kullanılmasıyla, alışılagelmiş aroma özelliklerine sahip şarapların üretilebilmesi nedeniyle, şarap mayalarının seçilmeleri esnasında, önolojik olmayan ortamlardan izole edilen S. cerevisiae suşları veya Saccharomyces cinsi içerisinde yer almayan mayaları da kapsayacak şekilde çeşitli çalışmaların yapıldığı gözlenmektedir. Kuvvetli bir fermantasyon gerçekleştiremeyecekleri için bu mayaların tek başlarına starter kültür olarak kullanılmaları, tavsiye edilmemektedir. Bunun yerine, karışık endojen kültürlerin kullanılması, istenen özelliklere sahip şarap üretimi için tercih edilen bir uygulamadır (Ergül ve Özbaş, 2009). Mauriello ve ark. (2009), Kuzey ve Güney İtalya nın iki farklı üzüm çeşidinden izole ettikleri 36 çeşit Saccharomyces cerevisiae yabani mayası üzerinde yaptıkları araştırmada, çalışılan tüm mayaların etil alkolle birlikte 3-metil-1-bütanol ve etil asetatı da sentezlediğini saptamışlardır. Farklı Saccharomyces cerevisiae şarap mayalarının Sauvignon Blanc şarabındaki fermantasyon ürünleri ve aromaya etkisinin araştırıldığı bir çalışmada, GC-MS ve tepe boşluğu katı faz mikroekstraksiyon (HS SPME- GC-MS) yöntemiyle şarapta toplam 24 tane aroma maddesi belirlemiş ve ticari maya suşunun Sauvignon Blanc şarabının niteliğini olumlu yönde etkilediğini ve özellikle şaraplarda meyvemsi aromanın arttığı bildirilmiştir (Swiegers ve ark., 2009). Ugliano ve ark. (2009) Şiraz şırasında azotlu madde ilavesinin farklı ticari mayaların uçucu kükürtlü bileşikleri oluşturma etkinliğini araştırmışlardır. Ortama ilave edilen diamonyum fosfatın ticari Saccharomyces cerevisiae ve Saccharomyces bayanus mayalarından elde edilen şarapların uçucu kükürtlü bileşiklerin (sülfitler, disülfitler, merkaptanlar ve merkaptoesterler) miktarını önemli düzeylerde artırdığını belirlemişlerdir. Van Wyk ve Divol (2009) poligalakturonaz aktivitesine sahip suşlar elde etmek için PGU1 genini güçlü şarap yapma özelliklere sahip suşlara yerleştirmiştir. Yapılan analizler sonucunda uçucu bileşikler ve monoterpenlerin miktarı rekombinant suş içeren Chenin Blanc ve Shiraz şaraplarında artış göstermiştir. Lund ve ark. (2009) Sauvignon Blanc şarabının anahtar aroma bileşiklerinin tüketici tercihi bakımından önemini belirlemek amacıyla bazı kimyasal analizler 19

33 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Berfu BAĞATAR yapmışlardır. Araştırmacılar Marlborough Sauvignon Blanc şarabında diğer bölgelerin şaraplarına göre yüksek miktarda 2 adet uçucu tiyol bileşiği, 3- merkaptohekzan-1-ol, 3-merkaptohekzil asetat ve 3-izobutil-2-metoksipirazin bileşiklerini içerdiklerini tespit etmişlerdir. Ayrıca bu şarabın tüketiciler tarafından da en fazla tercih edilen şarap olduğunu bildirmişlerdir. Bu çalışmada olduğu gibi birçok araştırmada da S. cerevisiae ve S. sensu-stricto maya suşlarının uçucu tiyol bileşikleri oluşturmada farklılık gösterdikleri bildirilmektedir. Rodriguez ve ark. (2010) Patagonya ya özgü Saccharomyces cerevisiae MMf9 ve β-glukosidaz üreten Candida pulcherrima V 6 suşlarının şarap aromasına ve alkol fermantasyonuna etkisini araştırmışlardır. İskenderiye Misketi üzüm suyunun substrat olarak kullanıldığı bu çalışmada, maya ilavesiyle şarapta yüksek alkol, ester ve terpenlerin miktarlarında artış olduğu gözlemlenmiştir. Aynı zamanda şarapta meyvemsi ve çiçeksi kokuların güçlü olduğu bildirilmiştir. Alkol fermantasyonunda, Saccharomyces cerevisiae şekerin alkole dönüştürülmesinde birinci derecen sorumlu iken; non-saccharomyces türleri şarap aromasının oluşmasında etkilidir. Yapılan bir çalışmada Debina şırasından izole edilen Metschnikowia pulcherrima var. Zitsae ve bununla birlikte yine aynı şıradan izole edilen S. cerevisiae maya suşlarının şarabın fermantasyonu boyunca aktiviteleri incelenmiştir. Üç yıl üst üste yapılan analizlerde bu mayaların kullanıldığı şarabın ticari stater kültür kullanılan şaraba göre aroma bakımından daha zengin olduğu bulunmuştur. İzole edilen mayaların kullanımıyla 2-fenil etanol ve etil hezanoat gibi uçucu bileşikler ve toplam yüksek alkol miktarlarında artış olduğu bildirilmiştir (Parapoili ve ark., 2010). Budic Leto ve ark. (2010), Hırvat tatlı şaraplarında ticari mayanın aroma maddeleri üzerine etkisini araştırmışlardır. Ticari maya ile elde edilen şaraplarda yüksek miktarda asetik asit ve etil asetat saptanırken; spontan olarak elde edilen şarapların 2-fenil etanol, etil dekanoat ve etil oktanoat açısından daha zengin olduğunu saptamışlardır. Chen ve Xu (2010) 3 farklı Çin pirinç şarabı yapımında 8 farklı Saccharomyces cerevisiae suşu kullanmışlar ve bu mayaların aroma maddeleri 20