SÜT DIŞI FERMENTE BESİNLERİN MİKROBİYOTAYA ETKİSİ

Transkript

1 SÜT DIŞI FERMENTE BESİNLERİN MİKROBİYOTAYA ETKİSİ Prof.Dr.Efsun KARABUDAK Gazi Üniversitesi Sağlık Bilimleri Fakültesi Beslenme ve Diyetetik Bölümü, Ankara 1

2 5 PROBİYOTİK BESİNLER SÜT BAZLI SÜT BAZLI OLMAYANLAR 2

3 Probiyotik Besinlerin Sınıflandırılması ve Çeşidi Tozlar Yoğurt Peynir, lor Asidofilus süt Süt bazlı- FERMENTE besinler Kapsül Sıvılar Sebze, meyve suları Tahıl bazlı Süt bazlı ve FERMENTE olmayanlar pulp Süt bazlı olmayan FERMENTE besinler püreler Probiyotik Besinler Soya bazlılar Süt bazlı- FERMENTE olmayan besinler Dondurulmuş Sinbiyotikli tatlılar Dondurma Fermente olmayan sütlü içecekler 3

4

5 5

6 6

7 FAO/WHO (2006) «YETERLİ MİKTARDA alındığında konakçı sağlığı üzerinde olumlu etkileri olan CANLI mikroorganizmalardır. 7

8 «Probiyotik» terimini kullanmada genel bir çerçeve; Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol 2014;11:

9 Probiyotik olarak kabul edilen mikroorganizmalar 9

10 Aynı türün farklı suşları arasındaki probiyotik etkinlik farklılıkları SINIF/TÜR/SUŞ Bifidobacterium longum W11 ETKİ IL10 indüksiyonunu azaltır ve Th1 indüksiyonunu artırır Bifidobacterium longum NCIMB8809 ve Bifidobacterium longum BIF53 IL10 indüksiyonunu artırır ve Th1 indüksiyonunu azaltır Lactobacillus rhamnosus GG ve Lactobacillus rhamnosus İn vivo kolonizasyon yeteneği farklıdır Lactobacillus crispatus M247 ve Lactobacillus crispatus MU5 In vivo kolonizasyon yeteneği farklıdır Clin Exp Immunol 2007;150:531 8 J Dairy Sci 2001;84: Appl Environ Microbiol 1999;65:

11 Probiyotik suşların seçiminde temel kriterler KRİTERLER ÖZELLİK GÜVENİRLİK TEKNOLOJİK FONKSİYONEL FİZYOLOJİK *Orjin *Patojenitesi ve infektivitesi *Virülans faktörleri-toksisite, metabolik aktivite ve içsel özellikler, antibiyotik direnci *İşleme ve saklama sırasında canlı kalma oranı *İyi duyusal özellikler *Büyük ölçekli üretim uygunluğu *Bakteriyofaj direnci *Genetik olarak istikrarlı suşlar *Gastrik asit ve meyve suları için tolerans *Safraya tolerans *Mukozal yüzeye yapışma *Doğrulanmış ve belgelenmiş sağlık etkileri *immünomodülasyon *Gastrointestinal patojenlere karşı antagonistik etkinlik *Antimutagenik ve antikarsinojenik özellikler 11

12 İlk mikroorganizma nasıl kullanıldı? 12

13 Ekşi hamur mayası (Sourdough) Kendiliğinden fermente olan besinler (~10 9 kob/g; 24 sa.; C) 13

14 Ekşi mayada >50 farklı LAB türü izole edilmiştir. (Leuconostoc, Lactococcus, Enterococcus, Pediococcus, Weissella genera) LAB; çeşit/suş, fenolik evrelere, diğer Firmicutes cinslerine, çevre sıcaklığı ve bitkinin su aktivitesinden etkilenir. 14

15 60 0 C de nişasta jelatinize olur 70 0 C de ekmek katılaşır Pişirme çoğu probiyotik bakteriyi öldürmektedir. 15

16 LAB Tarafından Üretilen Antimikrobiyal Maddeler Probiyotik bakteriler fermantasyon sırasında termostabil biyoaktif bileşen sentezleyerek ekmek yapımında yararlı olabilir. *Organik asitler, *Diasetil, *Asetoin, *Hidrojen Peroksit, *Antifungal peptidler, *REUTERİN, *BAKTERİOSİNLER 16

17 BAKTERİYOSİNLER; duyarlı hücrelere bakteriyostatik veya bakteriyosidal etki gösterirler. Gram (-) bakterileri sınırlamak, Gram (+) bakterileri ise inhibe etmek seklindedir 17

18 Besin Ülke Malzeme Mikroorganizma Ogi Nijerya Sorgum, Darı, Mısır L. plantarum, L. brevis, L. fermentum, Ln. mesenteroides, Candida spp., Saccharomyces spp. Me Vietnam Pirinç Laktik Asit Bakterileri Kisra Sudan, Irak, Arap Körfez Ülkeleri Sorgum, Darı Tarhana Türkiye, Yunanistan Buğday, Süt (yoğurt) LAB Fermantasyonu ile Meydana Gelen ve Az Bilinen Fermente Tahıl Ürünlerine Bazı Örnekler Lactobacillus spp., Lb. brevis,l. fermentum, E. faecium, Acetobacter spp., S. cerevicia Laktik Asit Bakterileri Yosa Finlandiya Yulaf Kepeği Laktik Asit Bakterileri, Bifidobacterium spp. Puta Flipinler Pirinç Ln. mesenteroides, Sc. faecalis, S. cerevicia Kulcha Hindistan, Pakistan Yulaf Lactik Asit Bakterileri, Maya Nan Hindistan, Pakistan, Afganistan, İran Yulaf Laktik Asit Bakterileri 18

19 TARHANA Substratı ise; buğday unu ve yoğurt (1-7 gün fermantasyon) Karabuğday tarhanası; fitik asit ; K, Mg, P, lisin Düşük ph ( ) ve düşük nem (%6-9) patojenler üremez Fermantasyon süresince Koliform bakteriler ürememiştir. Ticari olarak pastörize edilmiş sebzelerin eklendiği tarhana C de pastörizasyonu sonucu LAB ve maya sayısı sabit Food Microbiology 28 (2011) Food Science and Technology 42 (2009) Food Research International 36 (2003) Food Microbiology 27 (2010) 1 11

20 LAB Streptococcus thermophilus (%19), Pediococcus acidilactici (%27), Lb. Fermentum (%12), Enterococcus faecium (%12), Lb. bulgaricus, MAYALAR..Saccharomyces cerevisiae Termofilik LAB ( C).. yoğurt bazlı, cfu/g Mezofilik LAB ( C; Lactobacillus spp., Pediococcus spp., Enterococcus spp.). süt bazlıdır LAB. bakteriosinler, ekzopolisakkaritler, asetik asit, etanol, aroma bileşikleri, çeşitli enzimleri üretir. 20 Food Microbiol 2010;27:

21 YETERLİ MİKTAR Kanada, kavramı ülkeden ülkeye de farklılık gösterebilmektedir. Besinlerde suşa bağlı olmaksızın cfu/ porsiyon düzeyinde verildiğinde; Bir ürün probiyotik olması için, Japonya; min kob/g probiyotik bakteri -Bifidobacterium (adolescentis, animalis, bifidum, breve and longum) ABD; min kob/g probiyotik bakteri -Lactobacillus İtalya; (acidophilus, min 10 9 casei, kob/g fermentum, probiyotik gasseri, bakteri johnsonii, paracasei, plantarum, rhamnosus and salivarius) probiyotikler olarak kabul etmiştir. Health Canada. Accepted Claims about the Nature of Probiotic Microorganisms in Food. Ministero della Salute, Commissione unica per la nutrizione e la dietetica. Guidelines on probiotics and prebiotics. Ministero della Salute, 2013 Int J Food Mirobiol 2011;149;

22 Besin Etiketleme; Türkiye 22

23 TARHANA Fermantasyon süresi 23 Int J Food Microbiology 135 (2009)

24 Buğday unu ve yoğurt tarhanası (1-7 gün fermantasyon) Oda sıcaklığı depolama Ay Yoğurt miktarı (%75) Fermantasyon süresi Kurutma şekli (gölge, güneş) Depolama şekli, süresi Kaynama derecesi-yüksek ısıda pişirme LWT 38 (2005)

25 BOZA Buğday, darı, çavdar, pirinç, mısır gibi tahılların şeker 30 0 C fermantasyon LAB bakterileri..lb. plantarum, Lb. brevis, Lb. rhamnosus, Lb. fermentum, Lb. pentosus, Lb. Paracasei, Leuconostoc, Streptococcus, Pediococcus, Micrococcus Bacillus 9x10 6 kob/ml 4.6x10 8 kob/ml Maya.S.uvarum, S.cerevisia, Saccharomyces, Candida, Zygosaccharomyces, Geotrichum, Torulopsis 2.25x10 5 kob/ml 8.1 x 10 6 kob/ml Food Control 21 (2010) Process Biochemistry 36 (2000) J Appl Microbiol 2008;104, Int J Food Microbiology ;35; Process Biochemistry 42 (2007)

26 BOZA BAKTERİOSİNLERİ ST69BZ, ST62BZ, ST63BZ, ST611BZ ve ST612BZ bakteriosinler; E. coli, Pseudomonas aeruginosa, E.faecalis karşı etkin olmuştur. 26 Food Control 21 (2010)

27 27 Gıda 2008;33(5):

28 SOYA; Oligosakkaritler, PREBİYOTİKLER Rafinoz, Stakyoz, SİMBİYOTİK 28

29 n:8 sağlıklı birey; 4 K/4E; 100 ml Soya sütü Soya Oligosakkaritlerinin KZYA ve NH 3 Fekal ph azaltması 29

30 30

31 SEBZE TEMELLİ FERMENTE ÜRÜNLER DÜŞÜK FERMANTASYON SICAKLIĞI; Sebzeler için; 37 0 C probiyotik -L.acidofilus, Bifidobacterium..SORUN bakteriler oldukça hızlı büyür. -L. rhamnosus, L. casei ve L. plantarumun probiyotikleri.uygun 31

32 Current Opinion in Biotechnology 2017, 44: Food Research International 2003:36,

33 Geleneksel üretim Endüstriyel üretim Geleneksel üretim yöntemleri probiyotik kültürlerin inaktivasyonuna neden olabilir. Fermente sebzelerde probiyotiklerin kullanılması, ürünlerin düşük sıcaklıkta depolanmasını gerektirir 33

34 Çiğ salatalık LAB nin spontan fermantasyonu (çiğ; kob/g fermantasyon; kob/g) L. rhamnosus P1, L. plantarum P2, L. rhamnosus P3, L. casei P4 Caco-2 hücrelerine adhezyon L. Plantarum P2 suşu; splenik Salmonella monositlerin enfeksiyonuna TNF-α, karşı IL12 ekspresyonunu gıdalarda koruyucu indüklemiştir bir aday LAB bakteriyosinleri sentezlenir. World Journal of Microbiology and Biotechnology 2015; 31,

35 Fermente Sebze Tüketimi DSM GÜNDE; 100 g fermente sebze (sauerkraut veya rendelenmiş havuç + şalgam) ml havuç suyu I) İzole edilen suş; safra tuzları, mide asiditesine tolerans göstermiş, Tüketilen üründe LAB sayısı YETERİNCE FAZLA olduğunda II) Sebze bazlı probiyotik gıdaların üretimi için yeni probiyotik suşlar «probiyotik» eklenen (L plantarum DSM 14485) ürünün tüketiminden sonra 10 geliştirilebilir!!! kişisinin bağırsağında canlı olduğu gösterilebilmiştir. (spontan veya L.plantarum DSM 14485) 35 Agricultural and Food Science 2012;1,

36 TURŞU-Sauerkraut kob/ml Microbiological Research 2014:169,

37 TURŞU-Salatalık Pediococcus acidilactici CFR K7.PEDİOCİN World Journal of Microbiology and Biotechnology 2005;21: Kimchi, lahana ve salatalık turşusundan Leuconostoc spp 900 kolonisi izole edilmiş Oligosakkarit sentezini başlatıcı International Journal of Food Microbiology 2007;117,

38 L.Pentosus M-10; -Potansiyel probiyotik. -Düşük ph (1.5) -Safra tuzlarında canlı -Salmonella vb antimikrobial Food Microbiology 2012;31,1 8. Journal of Bacterıology,2011,193:

39 30 gün oda sıcaklığında fermantasyon Lactobacillus rhamnosus (3 suş) Lactobacillus paracasei (2 suş) Bifidobacterium bifidum (1 suş) Bifidobacterium longum(1 suş) Oda sıcaklığında 3 ay depolanarak hazırlanan zeytin, 10 günlük tüketim sonrası fecal kob/10-15 adet 10 6 cfu/g Applied and Environmental Microbiology 2005:71 (8),

40 Oleuropein, hyroxytyrosol -İntestinal mikrobiyota üzerinde pozitif etkileri mevcut, -In vitro E.coli adhezyonunu azalttığı LWT-Food Science and Technology 2015;64,

41 ŞALGAM SUYU *Geleneksel ve doğrudan üretim yolları; hamur ve şalgam-havuç fermantasyonları (25 0 C, 1 gün- 4 0 C) *Leuconostoc mesenteroides tarafından başlar *L. plantarum spp. arabinosus, L. Fermentum, L. brevis C.B.Ü. Fen Bilimleri Dergisi, 2012,8, Food Science and Technology, 2012,46, 36-41

42

43 MEYVE TEMELLİ FERMENTE ÜRÜNLER Bifidobakteri ve laktobasillus; suşların durumuna, portakal ürünün ve nihai ananas asit, suyunda asetik asit kızılcık ve laktik suyuna asit göre daha konsantrasyonuna fazla canlı kalmıştır. bağlı limon suyu:ph 2.2 portakal suyu:ph

44 HARDALİYE Kırmızı üzüm suyuna ilaveten öğütülmüş hardal tohumlarından Trakya da üretilen yerli bir içecek sayılır. Lb.paracasei, Lb.casei subsp., Lb.brevis, Lb. Pontis, Pseudoplantarum LAB sayısı 1x10 2 4x10 4 kob/ml Oda sıcaklığında 5-10 gün fermantasyon;+4 C de depolama 44

45 FERMENTE ET ÜRÜNLERİ Yarı kuru Kuru Yüksek nemli ISIL İŞLEM GÖRMEYEN (su %35-50; fermente et (su ürünleri %20-35; (%50-60 Kuru sosisin su) probiyotik için uygun taşıyıcı a w ) a w 0.90) olduğu sonucuna varılabilir. İnsan GIS probiyotikleri taşıyabilir (Fermantasyon + Kurutma) ( C C) 45

46 Fermente et ürünlerinde; -Yüksek oranda tuz kullanımı, -Düşük ph, -Düşük su aktivitesi, -Nitrit dozu, -Düşük oksijen seviyesi -Isı muamelesi Pseudomonas, Salmonella, E.Coli O157:H7. FoodControl 2014; 42,

47 FERMENTE ET ÜRÜNLERİ L.sakei, L.curvatus, L.plantarum, W.viridescens, E.pseudoavium. Başlangıç LAB + Microcococeae sayısı kob/g f e r m a n t a s y o n LAB sayısı kob/g Geleneksel sosisin içeriği Gr(-) [Enterobacteriaceae, Pseudomonas.) sayısı kob/g Kurutma süresince sabit L.sakei, L.curvatus, L.plantarum, Dominant türler Biocatalysis andagricultural Biotechnology 2015;

48 Genellikle güvenli olarak değerlendirilen probiyotiklerin en önemli özelliklerinden biri PATOJENİK OLMAMASI GRAS (Generally Regarded As Safe) değerinin olmasıdır. Lactobacillus, Enterococcus Bifidobacterium???? GRAS listesindedir 48

49 Laktik Asit Bakterileri Üretim işlemine bağlı Bakteriosinler, olarak, Reuterin ham fermente et ürünleri yüksek Hidrojen sayıda LAB peroksit, içerebilir; diasetil Organik asitler, asetik asit ama probiyotik olarak kabul edilmemektedirler 49

50 FAO/WHO Spesifik bir probiyotik besinle elde edilen veri(ler) özel bir probiyotik suş veya diğer probiyotik mikroorganizma içeren diğer besinlere atfedilemez FAO/WHO,

51 Bu ürünler canlı probiyotikleri içermelerine rağmen şimdiye kadar sağlık üzerine etkileri *TEST EDİLMEMİŞ, *ÇOK AZ ÇALIŞMA YAPILMIŞ, *ÇALIŞILMALARI AMAÇLANILMAMIŞTIR Adv Biochem Engin/Biotechnol 51 (2008) 111: 1 66

52 Geliştirilmiş ve üretilmiş probiyotik besinlerin fonksiyonelliklerinin ispatı için izlenmesi gereken basamaklar PROBİYOTİK BESİNLERİN BESLENME İLE İLİŞKİLİ FONKSİYONLARI 2. Basamak: -İnsanlarda klinik olarak pilot çalışmaların yapılması 1.Basamak: Probiyotik Suşların Seçimi ve Verifikasyonu 3.Basamak: -Probiyotik besinlerin teknolojik özellikleri -Çocuklar üzerinde klinik testlerin yapılması -GI problemleri olan hastalar ile erişkinlerde klinik testlerin yapılması -Özgün yöntemlerin oluşturulması -Probiyotik özellikler -Probiyotik besinlerin fermente edilebilir özellikleri -Geniş ölçekli/çaplı üretim yöntemleri 4. Basamak: Probiyotik ürünler ile ilgili bilgilerin yaygınlaştırılması/dağıtılması 52

53 Fermantasyondan sorumlu her mikroorganizmanın probiyotik olmadığı unutulmamalıdır. Fermantasyona bağlı mikroorganizmalar, bilinen probiyotiklerin faydalı özelliklerinin çoğunu paylaşabilir. Tüm fermente besinlerde mikroorganizmalar bulunurken, bazı ürünler daha sonra ısı veya filtrasyon işlemine tabi tutulduğundan canlılıklarını yitirirler. 53

54 Ekşi hamur ekmeği gibi diğer fermente ürünler için organizmalar fırınlama işleminden kurtulamazlar. Turşular oda sıcaklığında saklandığında canlı kültür bulunmaz. Probiyotiklerin besin matrislerindeki istikrarsızlığı nedeniyle alınması önerilen probiyotik konsantrasyonlarını korumayı başaramamaktadırlar. 54

55 Tüketicilerin hangi ürünlerin gerçekte canlı bakteri içerdiğini bilmesi her zaman mümkün değildir. Tüketicilerin etiket bilgilerini dikkatlice incelemeleri gerekir. Birçok üründe canlı kültür olarak bulunan bakteri cins ve türlerinin yanı sıra canlı kalan dozları da bilinmelidir. LAB bakteriosinleri gastrointestinal sistemin çevresinden hayatta kalabildikleri sürece insan ince bağırsağında gıda patojenlerine karşı aktif olabilirler. 55

56 Probiyotiklerin sağlığa olan etkileri suşa özgü de düşünülmelidir. Probiyotiklerin sağlık üzerine etkinliği, spesifik suş ve dozda araştırmalar yapılıp kanıtlanmadığı sürece kabul edilemez. Geleneksel/ticari fermente besinlerin probiyotik içeriklerinin sağlık üzerine etkilerini gösteren çalışma sayısı sınırlıdır. Bu ürünlerde bulunan bakterilerin sağlığa yararları insan çalışmaları ile desteklenmediği sürece, probiyotik olarak adlandırılmamalıdır. 56

57 57