Üzüm Çekirdeğinin Gıdalarda Doğal Antioksidan ve Antimikrobiyel Madde Olarak Kullanım Potansiyeli

Transkript

1 Üzüm Çekirdeğinin Gıdalarda Doğal Antioksidan ve Antimikrobiyel Madde Olarak Kullanım Potansiyeli Arş.Gör. Ayşe Sarıçam Doç.Dr. Serap Coşansu Akdemir

2 gıda güvenliği Mikrobiyel kontaminasyon Lipit oksidasyonu gıda gıda kalite kayıpları

3 Et; - protein, - B grubu vitamini, - demir kaynağı - yağ Mikrobiyel gelişim ve oksidasyon için uygun bir ortam

4 Lipit oksidasyonu ve mikrobiyel kontaminasyonun negatif sonuçları antimikrobiyel ve antioksidan etkili madde kullanımı Olumsuz etkilerin azaldığı, geciktiği veya önlendiği rapor edilmiştir. Gıdanın raf ömründe artış

5 Kullanılan katkıların sentetik oluşu Sağlığa olan etkileri hakkındaki kaygıların artışı Alternatif olabilecek doğal katkı arayışına yönelme

6 Meyveler, sebzeler, yemişler, çekirdeklerde doğal olarak bulunurlar Bitki ekstraktlarının antimikrobiyel aktivitelerinde rol oynayan temel bileşik grubu Flavanoidler ve diğer bitki fenolikleri bitkilerin normal gelişiminde ve enfeksiyon, yaralanmaya karşı savunmada önemli maddelerdir Ekstraktların inhibitör etkisi fenolik kompozisyonlarının katkısıyla artış göstermektedir. Fenolikler bakterilere karşı en önemli aktif bileşiklerdir (Shoko ve ark. 1999). BİTKİ POLİFENOLLERİ

7 Antioksidan aktiviteleri temel olarak redoks potansiyellerinden kaynaklanmaktadır. --Radikal indirgeyici, hidrojen bağışçısı, singlet oksijen baskılayıcı --metal şelatlama potansiyelleri

8 ÜZÜM (Vitis vinifera L.) Üretimi en yaygın olan meyvelerden biridir. Dünya da 70 milyon ton olan üzüm üretiminin 4,3 milyon tonu ülkemizde gerçekleşmektedir. Üzümün, şarap veya üzüm suyu üretimi amacıyla işlenmesi sonucu posa elde edilir. Üzüm posasının % 25 i sap, % 22.5 ü çekirdek ve % 42.5 u kabuktan oluşur.

9 ÜZÜM ÇEKİRDEĞİ EKSTRAKTI (ÜÇE) Üzüm suyu ve şarap üretiminde yan ürün olarak ortaya çıkan üzüm çekirdeklerinin ekstrakte edilip kurutulup saflaştırılmasıyla elde edilen polifenolik bileşiklerce zengin bir maddedir. Üzüm çekirdeğinin yapısında fenolik bileşikler olarak kateşin, epikateşin ve epikateşin gallat gibi monomerik fenoller ile dimerik, trimerik ve polimerik kondanse tanen (proantosiyanidin) bulunmaktadır. Antimikrobiyel ve antioksidan aktivitesi, çekirdekte yüksek konsantrasyonlarda bulunan flavonoidler ve türevlerinden kaynaklanmaktadır. Ayrıca kardiyoprotektif, antikanserojenik, anti-hipertansiyonu kapsayan biyolojik etkileriyle de dikkatleri üzerine çekmektedir.

10 Üzüm çekirdeğinin toplam fenol içeriği kabuğu ve posasına göre daha yüksek oranda saptanmıştır (Negro ve ark., 2003). ÜÇE nin antioksidan potansiyeli vitamin E ve C den daha fazla olarak tespit edilmiştir (sırasıyla 20 ve 30 kat) (Furiga ve ark., 2009). Antioksidan etkileri ve serbest radikalleri yakalama kabiliyeti de baz alınarak gıda takviyesi olarak marketlerde yerini almış durumdadır.

11 Sıvı, Kapsül, Toz ÜÇE nin Formları

12 ÜÇE nin Antioksidan Aktivitesi

13 Jayaprakasha ve ark. (2001) Furiga ve ark. (2009) --ÜÇE de yüksek antioksidan aktiviteye sahip bileşiklerin bulunması --ÜÇE nin yüksek antioksidan aktiviteye sahip olduğunu rapor etmiştir.

14 Yemiş ve ark. (2008) --12 farklı üzüm çeşidinin çekirdekleri --üzüm çekirdekleri yüksek antioksidan aktiviteye sahip ---stabilite vb gibi çalışmalar sonrasında ÜÇE nin antioksidan fenolikleri kaynağı olarak kullanılabilirliği Baydar ve ark. (2007) --BHT, BHA gibi sentetik antioksidanlara kıyasla ÜÇE nin daha yüksek antioksidan aktiviteye sahip olduğunu bildirmiştir. *Gıda endüstrisinde gıdaların raf ömrünü uzatmada sentetik antioksidanlara alternatif olarak atık değerlendirme açısından da şarap endüstrisinin yan ürünü olan üzüm çekirdeğinin kullanılabileceğini rapor etmiştir.

15 Reddy ve ark. (2013) %0,1 oranında ÜÇE nin et ürüne ilavesi --raf ömrünü arttırdığı --sentetik antioksidan olan BHA ya kıyasla iyi bir doğal antioksidan olarak rol oynadığı --vakum ve aerobik koşullarda mikrobiyolojik kaliteyi geliştirdiği rapor edilmiştir. Brannan ve Mah (2007) %0,1 oranındaki ÜÇE ilavesi; radikal yakalama kapasitesi bu oranda bile iyi --Soğukta depolanan veya dondurulmuş depolama yapılan çeşitli et kıymalarında birincil ve ikincil oksidasyon ürünleri etkili bir şekilde inhibe edildi. **Özellikle pişmiş et ürünlerinde doğal antioksidan olarak kullanım potansiyeli olduğu üzerinde durulmuştur.

16 Brannan (2008) --tavuk kıymasına kattığı ÜÇE ilavesi --soğuk depolama süresince TBARS oluşumuna etkisinin değerlendirilmesi >>etkili bir antioksidan olduğunu bunun yanında nem içeriği ve ph da bir değişikliğe sebep olmadığını rapor etmiştir. ****Çiğ et ürününde etkili olan ÜÇE nin pişmiş et ürününde işlem sonrasındaki etkinliğinin nasıl ve ne seviyede olduğunun belirlenmesi gerektiği vurgulamıştır. Lorenzo ve ark. (2013) -- chorizo sucuğu --sentetik (BHT) ve doğal antioksidanlar (ÜÇE ve kestane ekstraktı) --olgunlaşma süresince bunların gıda kalitesine ve güvenliğine etkisi Sonuçlara göre ÜÇE nin lipit oksidasyonuna karşı en etkili antioksidan olduğunu belirtmiştir. *Sucukta güvenlik ve kaliteyi geliştirmede *Tüketiciler için ilgi çekici ürünler elde etmede ÜÇE nin kullanılabileceğini belirtmiştir. *Yan ürünlerin değerlendirilmesi açısından da önemli bir adım olduğu sonucuna varılmıştır

17 ÜÇE ile muamele edilen çiğ ve pişmiş domuz etinde, ÜÇE nin lipit oksidasyonuna karşı etkili olduğu rapor edilmiştir *ÜÇE et endüstrisi için doğal, güvenilir, sağlıklı antioksidan kaynağı olarak kullanılabilir bir ürün (Carpenter ve ark., 2007)

18 O Grady ve ark. (2008) --ÜÇE ilavesinin domuz etinin pişmiş ve çiğ haldeki kalitesine etkisini araştırılması --Sonucunda önemli bir değişiklik saptayamadığını belirtmiştir. **Buna sebep olarak da ÜÇE nin kimyasal yapı ve kompozisyonunun, var olan bileşiklerin molekül ağırlığının, büyüklüğünün, proteinlerle etkileşimin veya ph hassasiyetinin etkili olabileceğini bildirmiştir.

19 Rababah ve ark. (2012) --ÜÇE katılan keçi eti elektrikli fırında veya mikrodalga fırında olmak üzere iki farklı şekilde pişirilme --etin fizikokimyasal ve duyusal özelliklerine ÜÇE nin etkisinin araştırılması *Pişirmenin ette oluşturduğu kimyasal ve duyusal özelliklerindeki arzu edilmeyen değişimlerin önlenmesinde ÜÇE nin etkili olduğunu rapor etmiştir.

20 Mielnik ve ark. (2006) --antioksidan olarak ÜÇE ilave edilmiş pişirilmiş hindi kıyması -- soğuk depolama **Pişirilmiş hindi kıymasına ÜÇE ilavesi ve vakum paketlemeyle kombinasyonu etin lipit stabilitesini geliştirmede etkili bir yöntem olması

21 Kulkarni ve ark. (2011) --et numunelerine ÜÇE, askorbik asit ve propil gallatın ayrı ayrı ilavesi -- antioksidan aktivitelerinin incelenmesi *4 aylık bir depolama sürecinde ÜÇE içeren örneklerde acı tadın sabit kaldığı belirtilmiştir. **Gıda kalitesini devam ettirmede ÜÇE de düşük konsantrasyonların bile propil gallattan daha iyi olduğu ve oksidasyona karşı koruma sağladığı rapor edilmiştir. Ahn ve ark. (2004, 2007) --çiğ ete ve pişmiş ete de ÜÇE ilavesi --antimikrobiyel ve antioksidan aktivitenin görüldüğü, mikrobiyel gelişime ve lipit oksidasyonuna ek bariyer olup patojen bakteri sayısında da etkili bir azalma sağladığı --Pişmiş ette renk açılmasında da pozitif etkilerinin görüldüğü belirtilmiştir.

22 Özalp Özen ve ark. (2011) --dondurarak depolanan balığın dondurma süresince ÜÇE nin balıktaki lipit oksidasyonuna etkisinin incelenmesi ** birincil ve ikincil oksidasyon ürünlerini inhibisyonunda **donmuş depolanan yağlı balıklarda lipit oksidasyonunu kontrol altına alınmasında doğal antioksidan potansiyelini taşıdığını rapor etmiştir.

23 ÜÇE nin Antimikrobiyel Aktivitesi

24 Over ve ark. (2009) organik asit ve üzüm çekirdeğinin aralarında bulunduğu bitki ekstraktları L. monocytogenes, E. coli O157:H7 ve Salmonella Typhimurium üzerine etkili Perumalla ve ark. (2013) yalnızca kimyasal koruyucuların kullanılmasındansa ÜÇE, yeşil çay ekstraktı gibi doğal antimikrobiyel etkili maddelerle beraber kullanılması L. monocytogenes in hassasiyetini arttırır

25 Theivendran ve ark., 2006 Nisinin ÜÇE (%1) veya yeşil çay ekstraktı (%1) ile birlikte kullanıldığı yenilebilir filmde L. monocytogenes üzerine inhibe edici etkisi ayrı kullanımlarında daha yüksek Sivarooban ve ark. (2008) ÜÇE katılmış EDTA ve nisin içeren yenilebilir film, Salmonella Typhimurium, E. coli O157:H7, L. monocytogenes in inhibisyonunda etkili

26 Silvan ve ark. (2013) ÜÇE nin Campylobacter i inhibe etmede güçlü bir aktivite gösterdiği ve gıda zincirinde bu bakterinin gelişimini kontrol etmede ÜÇE nin kullanılabilir potansiyele sahip Baydar ve ark. (2004) ÜÇE nin çeşitli konsantrasyonlarının gıda patojenleri ve gıdalarda bozulma sebebi bakterileri kapsayan 15 bakteriye karşı etkisi incelenmiş; %4 ve %20 konsantrasyonlardaki ÜÇE gıda bozulmalarını önlemede kullanılabilir

27 Baydar ve ark. (2006) 3 farklı üzüm çeşidinden elde edilen çekirdek ektraktlarının antibakteriyel aktivitesini 15 farklı bakteriye karşı test etmiştir. Aeromonas hdyrophila en hassas bakteri olarak tespit edilmiş olup tüm ekstrakt konsantrasyonları (%0,5, %1, %2,5, %5) 48 saatlik inkübasyon sonunda S. aureus a, 1 saatlik inkübasyon sonunda A. hdyrophila ya karşı bakterisidal aktivite göstermiştir.

28 Gadang ve ark. (2008) daha düşük oranda ÜÇE (%0,5) ve nisin (%1) ile malik asitin de olduğu kombinasyonla yapılan yenilebilir film kaplı hindi sosisi -yüzeyine inoküle edilen L. monocytogenes, S. Typhimurium ve E. coli O157:H7 i etkili şekilde inhibe ettiğini göstermiştir. **Bu bulgular doğal ekstraktların tüketime hazır kümes hayvanları ürünlerinde bahsedilen bakterilerin kontaminasyonu ve gelişiminin kontrolünde kullanılabilir potansiyel olduğunu göstermiştir.

29 Tavuk eti ve sığır etinden yapılan tüketime hazır gıdaların Listeria monocytogenes ile kontaminasyonu temek güvenlik problemlerinden biridir. Sivarooban ve ark., Nisin, ÜÇE ve bu ikisinin kombinasyonunun L. monocytogenes e karşı aktivitesi in vitro ve in vivo olarak analiz edilmiş, her ikisinde de en yüksek inhibitör etkiyi nisin ve ÜÇE kombinasyonu göstermiştir. -Doğal antimikrobiyellerle kombinasyonun bu bakteriyi kontrol etmede alternatif bir yaklaşım

30 Ahn ve ark., Pişmiş kıymaya %1 oranındaki üzüm çekirdeği ilavesi --kontrole kıyasla L. monocytogenes, E.coli O157:H7, Salmonella Typhimurium ve Aeromonas hydrophila popüslasyonunu etkili bir şekilde azalttı. Xi ve ark., 2011 Kürlenmiş pişirilmiş etlerde kızılcık tozunun L. monocytogenes i önemli oranda azaltmış, üzüm çekirdeği, kiraz tozu, limon tozunun ise ancak kızılcık tozu birlikte kullanılması sonucunda ölçülebilir bir azalma gerçekleşmiştir.

31 Banon ve ark. (2007) Düşük oranda sülfit içeren çiğ sığır etinden yapılmış köftelerin raf ömrünü arttırmada üzüm çekirdeğinin koruyucu etkisini araştırmıştır. ÜÇE kullanımı sülfitin etkisini özellikle et oksidasyonuna karşı arttırmıştır. --Bu sonuçlara dayanarak daha sağlıklı et ürünleri elde etmek için eklenen sülfit miktarının azaltılabileceği sonucuna varmıştır.

32 Antimikrobiyel aktiviteler ph, mikroorganizma, gıda bileşenleri, sıcaklık gibi çeşitli faktörlerden etkilenmektedirler (Ahn ve ark., 2007). Yapılan araştırmalar et kalitesini geliştirmede ve et ve et ürünlerinin raf ömrünü uzatmada etteki arzu edilmeyen patojenlerin gelişimini inhibe edebilen GRAS sınıfında yer alan ÜÇE nin pazarlanabilme hususunda çok önemli bir avantaja sahip olduğunu göstermiştir (Corrales ve ark. 2009). ÜÇE de düşük konsantrasyonlarda gıdaların depolanma süresince bozulmalarının önlenmesinde ekonomik ve faydalı bir antibakteriyel ajan potansiyeli mevcuttur. Bunun yanında konsantrasyonundaki sınırlayıcı faktör organoleptik özelliklerinin kabul edilebilir düzeyde olmasıdır (Baydar ve ark., 2006; Ahn ve ark., 2007). Bitki ekstraktlarının sentetik antioksidanlar yerine kullanılabilir potansiyelde olduğunu belirtilmiştir. (Özalp Özen ve ark. 2011)

33 KAYNAKLAR Ahn, D. U., & Nam, K. C. (2004). Effects of ascorbic acid and antioxidants on color, lipid oxidation and volatiles of irradiated ground beef. Radiation physics and chemistry, 71(1), Ahn, J., Grün, I. U., & Mustapha, A. (2007). Effects of plant extracts on microbial growth, color change, and lipid oxidation in cooked beef. Food Microbiology, 24(1), Banon, S., Díaz, P., Rodríguez, M., Garrido, M. D., & Price, A. (2007). Ascorbate, green tea and grape seed extracts increase the shelf life of low sulphite beef patties. Meat Science, 77(4), Baydar, N. G., Özkan, G., & Sağdiç, O. (2004). Total phenolic contents and antibacterial activities of grape (Vitis vinifera L.) extracts. Food Control, 15(5), Baydar, N. G., Özkan, G., & Yaşar, S. (2007). Evaluation of the antiradical and antioxidant potential of grape extracts. Food control, 18(9), Baydar, N. G., Sagdic, O., Ozkan, G., & Cetin, S. (2006). Determination of antibacterial effects and total phenolic contents of grape (Vitis vinifera L.) seed extracts. International journal of food science & technology, 41(7), Brannan, J. D., White, A., & Bezanson, J. L. (2008). Simulator effects on cognitive skills and confidence levels. Journal of Nursing Education, 47(11), Brannan, R. G., & Mah, E. (2007). Grape seed extract inhibits lipid oxidation in muscle from different species during refrigerated and frozen storage and oxidation catalyzed by peroxynitrite and iron/ascorbate in a pyrogallol red model system. Meat Science, 77(4), Carpenter, R., O grady, M. N., O callaghan, Y. C., O brien, N. M., & Kerry, J. P. (2007). Evaluation of the antioxidant potential of grape seed and bearberry extracts in raw and cooked pork. Meat Science, 76(4), Furiga, A., Lonvaud-Funel, A., & Badet, C. (2009). In vitro study of antioxidant capacity and antibacterial activity on oral anaerobes of a grape seed extract. Food Chemistry, 113(4), Gadang, V. P., Hettiarachchy, N. S., Johnson, M. G., & Owens, C. (2008). Evaluation of antibacterial activity of whey protein isolate coating incorporated with nisin, grape seed extract, malic acid, and EDTA on a turkey frankfurter system. Journal of Food Science, 73(8), M389-M394. Gadang, V. P., Hettiarachchy, N. S., Johnson, M. G., & Owens, C. (2008). Evaluation of antibacterial activity of whey protein isolate coating incorporated with nisin, grape seed extract, malic acid, and EDTA on a turkey frankfurter system. Journal of Food Science, 73(8), M389-M394. Jayaprakasha, G. K., Singh, R. P., & Sakariah, K. K. (2001). Antioxidant activity of grape seed (Vitis vinifera) extracts on peroxidation models in vitro. Food chemistry, 73(3), Lorenzo, J. M., González-Rodríguez, R. M., Sánchez, M., Amado, I. R., & Franco, D. (2013). Effects of natural (grape seed and chestnut extract) and synthetic antioxidants (buthylatedhydroxytoluene, BHT) on the physical, chemical, microbiological and sensory characteristics of dry cured sausage chorizo. Food research international, 54(1), Mielnik, M. B., Olsen, E., Vogt, G., Adeline, D., & Skrede, G. (2006). Grape seed extract as antioxidant in cooked, cold stored turkey meat. LWT-Food science and technology, 39(3),

34 KAYNAKLAR Negro, C., Tommasi, L., & Miceli, A. (2003). Phenolic compounds and antioxidant activity from red grape marc extracts. Bioresource Technology, 87(1), O Grady, M. N., Carpenter, R., Lynch, P. B., O Brien, N. M., & Kerry, J. P. (2008). Addition of grape seed extract and bearberry to porcine diets: Influence on quality attributes of raw and cooked pork. Meat Science, 78(4), Over, K. F., Hettiarachchy, N., Johnson, M. G., & Davis, B. (2009). Effect of organic acids and plant extracts on Escherichia coli O157: H7, Listeria monocytogenes, and Salmonella Typhimurium in broth culture model and chicken meat systems. Journal of food science, 74(9), M515-M521. Özalp Özen, B., Eren, M., Pala, A., Özmen, İ., & Soyer, A. (2011). Effect of plant extracts on lipid oxidation during frozen storage of minced fish muscle. International Journal of Food Science & Technology, 46(4), Özalp Özen, B., Eren, M., Pala, A., Özmen, İ., & Soyer, A. (2011). Effect of plant extracts on lipid oxidation during frozen storage of minced fish muscle. International Journal of Food Science & Technology, 46(4), Perumalla, A., Hettiarachchy, N., Over, K., Ricke, S. C., Slavik, M. F., Gbur, E.,... & Acosta, S. (2013). Effect of partial replacement of potassium lactate and sodium diacetate by natural green tea and grape seed extracts and postpackaging thermal treatment on the growth of Listeria monocytogenes in hotdog model system. International Journal of Food Science & Technology,48(5), Rababah, T. M., Feng, H., Yang, W., Al-Mahasneh, M., Ereifej, K., & AL-U DATT, M. (2012). Effect of Grape Seed Extracts on Physicochemical and Sensory Properties of Goat Meat Cooked by Conventional Electric or Microwave Ovens. Food Science and Technology Research, 18(3), Reddy, G. B., Sen, A. R., Nair, P. N., Reddy, K. S., Reddy, K. K., & Kondaiah, N. (2013). Effects of grape seed extract on the oxidative and microbial stability of restructured mutton slices. Meat science, 95(2), Silván, J. M., Mingo, E., Hidalgo, M., de Pascual-Teresa, S., Carrascosa, A. V., & Martinez-Rodriguez, A. J. (2013). Antibacterial activity of a grape seed extract and its fractions against Campylobacter spp. Food control, 29(1), Sivarooban, T., Hettiarachchy, N. S., & Johnson, M. G. (2008). Physical and antimicrobial properties of grape seed extract, nisin, and EDTA incorporated soy protein edible films. Food Research International, 41(8), Theivendran, S., Hettiarachchy, N. S., & Johnson, M. G. (2006). Inhibition of Listeria monocytogenes by nisin combined with grape seed extract or green tea extract in soy protein film coated on turkey frankfurters. Journal of food science, 71(2), M39-M44. Xi, Y., Sullivan, G. A., Jackson, A. L., Zhou, G. H., & Sebranek, J. G. (2011). Use of natural antimicrobials to improve the control of Listeria monocytogenes in a cured cooked meat model system. Meat science, 88(3), Yemis, O., Bakkalbasi, E., & Artik, N. (2008). Antioxidative activities of grape (Vitis vinifera) seed extracts obtained from different varieties grown in Turkey. International journal of food science & technology, 43(1),

35 DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER