ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ Hasan TANGÜLER ŞALGAM SUYU ÜRETİMİNDE ETKİLİ OLAN LAKTİK ASİT BAKTERİLERİNİN BELİRLENMESİ VE ŞALGAM SUYU ÜRETİM TEKNİĞİNİN GELİŞTİRİLMESİ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2010 I

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ŞALGAM SUYU ÜRETİMİNDE ETKİLİ OLAN LAKTİK ASİT BAKTERİLERİNİN BELİRLENMESİ VE ŞALGAM SUYU ÜRETİM TEKNİĞİNİN GELİŞTİRİLMESİ Hasan TANGÜLER DOKTORA TEZİ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu tez.../.../... Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği /Oyçokluğu ile Kabul Edilmiştir. İmza... İmza... İmza... Doç.Dr. Hüseyin ERTEN Prof. Dr. H. İbrahim EKİZ Prof. Dr. Filiz ÖZÇELİK DANIŞMAN ÜYE ÜYE İmza... Prof.Dr. Turgut CABAROĞLU ÜYE İmza... Prof. Dr. Sadık DİNÇER ÜYE Bu tez Enstitümüz Gıda Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No : Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü Bu Çalışma Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi ve TÜBİTAK Tarafından Desteklenmiştir. Proje No : ZF2006D31, ZF2006BAP17 ve TÜBİTAK - TOVAG 106O670 Not : Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirilerin, çizelge şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir. II

3 ÖZ DOKTORA TEZİ ŞALGAM SUYU ÜRETİMİNDE ETKİLİ OLAN LAKTİK ASİT BAKTERİLERİNİN BELİRLENMESİ VE ŞALGAM SUYU ÜRETİM TEKNİĞİNİN GELİŞTİRİLMESİ Hasan TANGÜLER ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI Danışman : Doç. Dr. Hüseyin ERTEN Yıl: 2010, Sayfa: 367 Jüri : Prof. Dr. H. İbrahim EKİZ Prof. Dr. Filiz ÖZÇELİK Prof.Dr. Turgut CABAROĞLU Prof. Dr. Sadık DİNÇER Doç. Dr. Hüseyin ERTEN Bu çalışmada şalgam suyunun fermantasyonunda etkili olan laktik asit bakterileri izole edilip, tanımlanmış ve bu bakteriler arasından starter olarak kullanılabilecek laktik asit bakterileri seçilmiştir. Farklı üretim yöntemleriyle şalgam suyu üretilmiş ve bunlardan en uygun yöntem belirlenmiştir. Belirlenen en uygun üretim yöntemi ile şalgam suyu üretilmiş ve bunlar üzerinde raf ömrünü uzatmaya yönelik denemeler yapılmıştır. Denemeler sırasında kimyasal, fiziksel, mikrobiyolojik ve duyusal analizler yapılmıştır. Elde edilen bulgulara göre geleneksel (hamur fermantasyonu ve havuç fermantasyonu) veya hamur fermantasyonu yapmadan doğrudan yöntemlerle bölümümüzde ve sanayide şalgam suyu üretimi yapan işletmelerden en fazla izole edilen laktik asit bakterisi Lactobacillus (Lb.) plantarum dur. Bu bakteriyi Lb. brevis ve Lb. paracasei subsp. paracasei izlemiştir. Bunlar yanında Lactococcus lactis subsp. lactis, Lb. fermentum, Leuconostoc mesenteroides, Lb. buchneri, Lb. delbrueckii subsp. delbrueckii, Pediococcus pentosaceus bakterileri de izole edilmiştir. Tanımlanan laktik asit bakterilerinden starter olarak kullanılabilecek olanlar bölümümüzde yürütülen denemelerden izole edilen Lb. plantarum ve Lb. paracasei subsp. paracasei ve büyük ölçekli üretim yapan işletmede gerçekleştirilen denemeden izole edilen Lb. fermentum bakterileri olmuştur. En uygun üretim yöntemini belirlemek amacıyla geleneksel ve hamur fermantasyonu yapmadan doğrudan yöntemlerle ve starter olarak Lb. plantarum, Lb. fermentum ve Lb. paracasei subsp. paracasei bakterileri ilavesiyle şalgam suları üretilmiştir. Örneklerde genel kimyasal ve fiziksel bileşimi ve organik asitler, aroma maddeleri ve antosiyanin bileşikleri belirlenmiş, mikrobiyolojik ve duyusal analizler yapılmıştır. Üretim yöntemleri arasında en çok Lb. plantarum bakterisi ilavesiyle üretilen örnek tercih edilmiştir. Dayandırmaya yönelik denemeler için en çok tercih edilen yöntem olan starter olarak Lb. plantarum bakterisi ilavesiyle tekrar şalgam suyu üretilmiş ve şalgam suyu iki kısma ayrılmıştır. Birinci kısım süzülmeden kontrol olarak kullanılmış ve ikinci kısım ise steril filtreden geçirilmiştir. Süzme işlemi yapılmış ve yapılmamış (Kontrol) şalgam suları şişelere doldurulmuş ve +4 o C ve +20 o C de 2, 4 ve 6 ay süreyle depolanmışlardır. Depolama süresince kimyasal, fiziksel, mikrobiyolojik ve duyusal değişim incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre şalgam suları süzmeden +4 o C de ve süzülmüş olarak +4 o C ve +20 o C de 6 ay süreyle depolanabilir. Anahtar Kelimeler: Şalgam suyu, laktik asit bakterileri, starter kültür, siyah havuç, bulgur unu, maya, şalgam suyunun raf ömrü I

4 ABSTRACT PhD THESIS IDENTIFICATION OF PREDOMINANT LACTIC ACID BACTERIA ISOLATED FROM SALGAM BEVERAGE AND IMPROVEMENT OF ITS PRODUCTION TECHNIQUE Hasan TANGÜLER DEPARTMENT OF FOOD ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF CUKUROVA Supervisor : Assoc. Prof. Dr. Hüseyin ERTEN Year : 2010, Pages: 367 Jury : Prof. Dr. H. İbrahim EKİZ Prof. Dr. Filiz ÖZÇELİK Prof.Dr. Turgut CABAROĞLU Prof. Dr. Sadık DİNÇER Assoc. Prof. Dr. Hüseyin ERTEN In this study, the predominant lactic acid bacteria during the fermentation of salgam beverage were isolated and identified and the most promising lactic acid bacteria for industrial usage as starter culture were selected. Salgam beverages were produced using various production methods and the best production technique among them was selected. Salgam beverage was made by the selected method and experiments were done to increase its shelf life. During the experiments, chemical, physical, microbiological and sensory analyses were carried out. According to the results obtained, the most dominant lactic acid bacterium isolated from shalgam beverages made in the department and plants in industry using traditional (Dough fermentation and carrot fermentation) methods and direct method without dough fermentation was Lactobacillus (Lb.) plantarum. Lb. plantarum was followed by Lb. brevis and Lb. paracasei subsp. paracasei. Unlike them, the bacteria of Lactococcus lactis subsp. lactis, Lb. fermentum, Leuconostoc mesenteroides, Lb. buchneri, Lb. delbrueckii subsp. delbrueckii, Pediococcus pentosaceus were also isolated. Lactic acid bacteria for industrial usage as starter culture were Lb. plantarum and Lb. paracasei subsp. paracasei isolated from experiments made in the department and Lb. fermentum isolated from the experiment performed in the large scale production plant in industry. To determine the best production technique, salgam beverages were produced using traditional method, direct without dough fermentation method and inoculated with the starter cultures of Lb. plantarum, Lb. fermentum and Lb. paracasei subsp. paracasei. In the products, general chemical and physical composition and organic acids, flavour and anthocyanin, microbiological and sensory analyses were done. Among the salgam beverages, the sample produced by the addition of Lb. plantarum was the most preferred one. For the experiments to prolong the shelf life, salgam beverage was produced again with the most preferred method using Lb. plantarum as starter culture and the salgam beverage were divided into two parts. One part was used as control sample without filtration and the other part was sterile filtrated. Filtrated and unfiltrated (Control) samples were bottled and were stored at 4 o C and 20 o C for 2,4 and 6 months. During the storage, changes in chemical, physical, microbiological and sensory properties were examined. According to the results obtained, salgam beverages could be stored at 4 o C without filtration and at 4 o C and 20 o C with filtration for 6 months. Key Words: Salgam beverage, lactic acid bacteria, starter culture, black carrots, bulgur bran, yeast, shelf life of salgam beverage II

5 TEŞEKKÜR Yüksek lisans ve Doktora öğrenimim süresince bana yol gösteren, beni teşvik eden, değerli yardımlarını esirgemeyen danışman hocam sayın Doç. Dr. Hüseyin ERTEN e teşekkürü bir borç bilirim. Katkılarından dolayı Tez İzleme Komitesi Üyeleri sayın emekli Prof. Dr. Ahmet CANBAŞ ve sayın Prof. Dr. Sadık DİNÇER e ve ayrıca jüri üyesi olarak tezimi değerlendiren sayın Prof. Dr. H. İbrahim EKİZ e, sayın Prof. Dr. Filiz ÖZÇELİK e ve sayın Prof. Dr. Turgut CABAROĞLU na en içten teşekkürlerimi sunarım. Antosiyanin analizlerinde yardımcı olan Yrd.Doç.Dr. Salih AKSAY a ve HPLC cihazını kullanmama olanak sağlayan Prof. Dr. Mahir TURHAN a, kontrol olarak kullanılan kaktik asit bakterileri için Yrd. Doç. Dr. İbrahim ÇAKIR a, Çalışmam sırasında destek ve yardımlarını gördüğüm değerli hocalarım Doç. Dr. Ümit ÜNAL a, Yrd.Doç.Dr. M. Sertaç ÖZER e, değerli arkadaşlarım Yrd. Doç. Dr. Adnan BOZDOĞAN a, Gıda Mühendisi E. Kemal BALIKÇI ya, Ar.Gör. Kemal ŞEN e, Yüksek Gıda Mühendisi Gülten YAĞMUR a, Yrd.Doç.Dr. E. Ayşe ÖZER e ve burada isimlerini tek tek sıralayamadığım herhangi bir biçimde bu çalışmamda emeği geçen herkese, bölüm hocalarım ve çalışma arkadaşlarıma, Çalışmamın gerçekleşmesinde maddi desteklerinden dolayı Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi Birimi ne (Proje no: ZF2006D31 ve ZF2006BAP17), Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu (TUBİTAK) na (Proje no: TOVAG 106O670) a ve hammadde desteğinden dolayı Işık KANA (Hacının Şalgamı A. Ş.) ya, Tez aşamam sırasında daima yanımda hissettiğim, maddi manevi desteklerini esirgemeyen biricik Annem Sabiha TANGÜLER e, Babam Esat TANGÜLER e, kardeşlerim Hüseyin TANGÜLER e, Leyla TANGÜLER e ve ailemin diğer fertlerine gösterdikleri sabır ve anlayış için teşekkür ederim. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER... IV ÇİZELGELER DİZİNİ... XIV ŞEKİLLER DİZİNİ...XVII SİMGELER VE KISALTMALAR... XXI 1. GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Laktik Asit Bakterileri Homolaktik Fermantasyon Heterolaktik Fermantasyon Sebze Fermantasyonlarında Etkili Olan Laktik Asit Bakterileri Lactobacillus spp Pediococcus spp Leuconostoc spp Lactococcus spp Fermantasyonda Etkili Olan Diğer Mikroorganizmalar Maya ve Küf Toplam Mezofil Aerob Bakteri Koliform Bakteriler Şalgam Suyu Şalgam Suyu Üretiminde Kullanılan Hammaddeler Siyah Havuç (Daucus carota L.) Şalgam (Brassica rapa L.) Bulgur Unu Maya Tuz Su Şalgam Suyu Üretim Yöntemleri IV

7 2.7. Şalgam Suyunun Bileşimi Starter Kültür Antosiyaninler Aroma Maddeleri Fermantasyon Aroması Esterler Yüksek Alkoller Karbonil Bileşikleri Asitler Diğer Bileşikler Membran Filtrasyon Mikrofiltrasyon MATERYAL VE METOT Materyal Denemelerde Kullanılan Araç ve Gereçler Analizlerde Kullanılan Araç ve Gereçler Metot Fermantasyonda Etkili Olan Laktik Asit Florasının Belirlenmesi Şalgam Suyu Üretimi Büyük ve Küçük Çapta Üretim Yapan İşletmelerde Şalgam Suyu Üretimi Diğer Farklı İşletmelerden Şalgam Suyu Örneklerinin Alınması Laktik Asit Bakteri Sayısının Belirlenmesi Laktik Asit Bakterisi Florasının Belirlenmesi (1). Katalaz Testi (2). Gram Boyama (3). Hareket Testi (4). Glikozdan CO 2 Üretimi (5). Arjinin Hidroliz Testi (6). Nitratın İndirgenmesi (7). Asetoin Üretimi (Voges Proskauer Testi) V

8 (8). Metil Red Testi (9). Farklı Sıcaklıklarda Gelişme Testleri (10). Farklı ph larda Gelişme Testleri (11). Farklı Tuz Konsantrasyonunda Gelişme Testleri (12). Laktik Asit Bakterilerinin Karbon Bileşiklerini Özümleme Testleri İle Tanımlanması Diğer Mikrobiyolojik Analizler Starter Olarak Kullanılabilecek Laktik Asit Bakterilerinin Seçimi Farklı Yöntemlerle Şalgam Suyu Üretimi Denemeleri Geleneksel Yöntemle Şalgam Suyu Üretimi Hamur Fermantasyonu Yapılmadan Şalgam Suyu Üretimi Starter Kültür İlavesiyle Şalgam Suyu Üretimi En Beğenilen Yöntemle Şalgam Suyu Üretimi Şalgam Suyunu Dayandırmaya Yönelik Denemeler Analizler Mikrobiyolojik Analizler (1). Logaritmik Azalma Değeri Genel Analizler (1).Yoğunluk (3). Toplam Asit Tayini (4). Toplam Şeker Tayini (5). Uçar Asit Tayini (6). Kuru Madde Tayini (7). Tuz Tayini (8). Kül Tayini (9). Protein Tayini (10). Şekerler, Organik Asitler, Metanol ve Gliserol Tayini (11). Fenol Bileşikleri Analizleri (11).(a). Toplam Fenol Bileşikleri Tayini (11).(b). Renk Yoğunluğu Tayini VI

9 (11).(c). Renk Tonu Tayini (11).(d). Renk Bileşimi Tayini (11).(e). Renk İndisi (11).(f). Toplam Antosiyanin Tayini Aroma Maddelerinin Analizleri (1). Aroma Maddelerinin Ekstraksiyon Koşulları (2). GC-FID ve GC-MS Koşulları (3). Aroma Maddelerinin Miktarlarının Hesaplanması Antosiyanin Profillerinin Belirlenmesi Duyusal Analiz İstatistiksel Analiz ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Farklı İşletmelerden Farklı Fermantasyon Zamanlarında Alınan Örneklerde Laktik Asit Bakteri Sayısı Farklı İşletmelerden Farklı Fermantasyon Zamanlarında Alınan Örneklerde Gerçekleştirilen Diğer Mikrobiyolojik Analizler Farklı İşletmelerden Farklı Fermantasyon Zamanlarında Alınan Şalgam Suyu Örneklerinde ph ve Toplam Asit Miktarları Şalgam Suyu Üretimi Hamurlarda Mikrobiyolojik Değişimler Hamurda Laktik Asit Bakterileri Sayısındaki Değişim Hamurda Diğer Mikrobiyolojik Değişimler Hamurda Toplam Asit ve ph Su ve Ekstraktlarda Mikrobiyolojik Değişim Su Örnekleri Ekstrakt Örnekleri (1). Ekstraktlarda Laktik Asit Bakteri Sayısı (2). Ekstraktlarda Diğer Mikrobiyolojik Analizler (3). Ekstraktlarda Toplam Asit ve ph Havuç Fermantasyonu Sırasında Mikrobiyolojik Değişim VII

10 Havuç Fermantasyonu Sırasında Laktik Asit Bakterilerindeki Değişim Havuç Fermantasyonu Sırasında Diğer Mikrobiyolojik Değişimler Havuç Fermantasyonu Sırasında ph ve Toplam Asit Miktarları Laktik Asit Bakterisi Florasının Belirlenmesi Bölümümüzde Gerçekleştirilen Şalgam Suyu Üretimi Denemelerinde Hamur Fermantasyonu Sırasında Laktik Asit Bakterisi Florası Bölümümüzde Gerçekleştirilen Şalgam Suyu Üretimi Denemelerinde Ekstraktta Laktik Asit Bakterisi Florası Şalgam Suyu Fermantasyonu Sırasında Laktik Asit Bakterisi Florası Bölümümüzde Gerçekleştirilen Şalgam Suyu Üretimin Denemelerinde Laktik Asit Bakteri Sayısındaki Değişim Bölümümüzde Gerçekleştirilen Şalgam Suyu Üretimin Denemelerinde Hamur Fermantasyonu Sırasında Laktik Asit Bakteri Sayısındaki Gelişme Bölümümüzde Gerçekleştirilen Şalgam Suyu Üretimin Denemelerinde Ekstraktlarda Laktik Asit Bakterisi Sayısındaki Gelişme Havuç Fermantasyonu (Esas fermantasyon) Sırasında Laktik Asit Bakterisi Sayısındaki Gelişme Bölümümüzde Gerçekleştirilen Havuç Fermantasyonu Sırasında Laktik Asit Bakterisi Sayısındaki Gelişme Küçük ve Büyük Miktarda Üretim Yapan İşletmelerin Havuç Fermantasyonu Sırasında LAB Sayısındaki değişim Farklı İşletmelerden Alınan Örneklerde Laktik Asit Bakterisi Sayısındaki Gelişme Starter Olarak Kulanılabilecek Laktik Asit Bakterilerinin Seçimi Starter Kültürleri Seçmek Amacıyla Gerçekleştirilen Denemeler Sırasında Laktik Asit Bakteri Sayısındaki Değişim Starter Kültürleri Seçmek Amacıyla Gerçekleştirilen Denemeler Sırasında Toplam Laktik Asit Miktarları ve ph Değerlerindeki Değişim VIII

11 Starter Kültürleri Seçmek Amacıyla Gerçekleştirilen Denemelerden Elde Edilen Fermente Havuç Suyunun Bileşimi Starter Kültürleri Seçmek Amacıyla Gerçekleştirilen Denemelerden Elde Edilen Fermente Havuç Sularında Duyusal Analiz Farklı Yöntemlerle Şalgam Suyu Üretimi Farklı Yöntemlerle Şalgam Suyu Üretim Denemelerinde Kullanılan Siyah Havuç, Şalgam ve Bulgur Ununun Genel Bileşimi Farklı Yöntemlerle Şalgam Suyu Üretim Denemelerinde Havuç Fermantasyonu Sırasında Yapılan Analizler Farklı Yöntemlerle Şalgam Suyu Üretim Denemelerinde Havuç Fermantasyonu Sırasında ph ve Toplam Asit Miktarlarındaki Değişim Farklı Yöntemlerle Şalgam Suyu Üretim Denemelerinde Havuç Fermantasyonu Sırasında Yapılan Mikrobiyolojik Analizler (1). Farklı Yöntemlerle Şalgam Suyu Üretim Denemelerinde Havuç Fermantasyonu Sırasında Laktik Asit Bakteri Sayısı (2). Farklı Yöntemlerle Şalgam Suyu Üretim Denemelerinde Havuç Fermantasyonu Sırasında Toplam Mezofil Aerob Bakteri Sayısı (3). Farklı Yöntemlerle Şalgam Suyu Üretim Denemelerinde Havuç Fermantasyonu Sırasında Toplam Maya Sayısı (4). Farklı Yöntemlerle Şalgam Suyu Üretim Denemelerinde Havuç Fermantasyonu Sırasında Saccharomyces spp. Olmayan Maya Sayısı (5). Farklı Yöntemlerle Şalgam Suyu Üretim Denemelerinde Havuç Fermantasyonu Sırasında Koliform Bakteri Sayısı Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularının Bileşimi (1). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Yoğunluk (2). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında ph (3). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Toplam ve Organik Asitler IX

12 (4). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Uçar Asit Miktarı (5). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Toplam Şeker Miktarları (6). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Şekerler (7). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Gliserol Miktarı (8). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Metanol Miktarı (9). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Etil Alkol Miktarı (10). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Kuru Madde Miktarı (11). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Kül Miktarı (12). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Tuz Miktarı (13). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Protein Miktarı (14). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Toplam Fenol Bileşikleri (14).(a). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Renk Yoğunluğu (14).(b). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Renk Tonu (14).(c). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Renk İndisi (14).(d). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Renk Bileşimi X

13 (14).(e). Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Toplam Antosiyanin Miktarı Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Aroma Maddeleri (1). Aroma Maddeleri Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularının Antosiyanin Profilleri Farklı Yöntemlerle Üretilen Şalgam Sularında Duyusal Analiz En Beğenilen Yöntem (Lb. plantarum İlavesi) Şalgam Suyu Üretimi En Beğenilen Şalgam Suyu Üretim Yöntemiyle Gerçekleştirilen Denemede Kullanılan Siyah Havuç, Şalgam ve Bulgur Ununun Genel Bileşimi En Beğenilen Şalgam Suyu Üretim Yöntemiyle Gerçekleştirilen Havuç Fermantasyonu Sırasında Toplam Laktik Asit Bakteri Sayısı En Beğenilen Şalgam Suyu Üretim Yöntemiyle Gerçekleştirilen Havuç Fermantasyonu Sırasında Toplam Mezofil Aerob Bakteri Sayısı En Beğenilen Şalgam Suyu Üretim Yöntemiyle Gerçekleştirilen Havuç Fermantasyonu Sırasında Toplam Maya Sayısı En Beğenilen Şalgam Suyu Üretim Yöntemiyle Gerçekleştirilen Havuç Fermantasyonu Sırasında Saccharomyces spp. Olmayan Maya Sayısı En Beğenilen Şalgam Suyu Üretim Yöntemiyle Gerçekleştirilen Havuç Fermantasyonu Sırasında Koliform Bakteri Sayısı En Beğenilen Şalgam Suyu Üretim Yöntemiyle Gerçekleştirilen Havuç Fermantasyonu Sırasında ph ve Toplam Asit Miktarlarındaki Değişim Şalgam Suyunu Dayandırmaya Yönelik Denemeler Filtrasyon İşlemi Sonucu Şalgam Suyunun Mikrobiyel İçeriğindeki Logaritmik Azalma Steril Filtrasyonun Şalgam Sularındaki Mikroorganizma Yükü Üzerine Etkisi Steril Filtrasyonun Şalgam Sularındaki Laktik Asit Bakterileri Üzerine Etkisi XI

14 Steril Filtrasyonun Şalgam Sularındaki Toplam Mezofil Aerob Bakteri Sayısı Üzerine Etkisi Steril Filtrasyonun Toplam Maya Sayısı Üzerine Etkisi Steril Filtrasyonun Saccharomyces spp. Olmayan Maya Sayısı Üzerine Etkisi En Beğenilen Yöntemle Üretilen Şalgam Sularında Depolama Sırasında Mikrobiyolojik Değişim Depolama Sırasında Şalgam Sularında Laktik Asit Bakterisi Sayısındaki Değişim Depolama Sırasında Şalgam Sularında Toplam Mezofil Aerob Bakteri Sayısındaki Değişim Depolama Sırasında Şalgam Sularında Toplam Maya Sayısındaki Değişim Depolama Sırasında Şalgam Sularında Saccharomyces spp. Olmayan Maya Sayısındaki Değişim En Beğenilen Yöntemle Üretilen Şalgam Sularında Depolama Sırasında Kimyasal Bileşimde Meydana Gelen Değişim Şalgam Suyunu Dayandırmaya Yönelik Denemeler Için Elde Edilen Şalgam Sularının Bileşimi Filtre Edilmiş ve Edilmemiş Şalgam Sularının Farklı Sıcaklıklarda Depolanmaları Filtre Edilmiş ve Edilmemiş Şalgam Sularının Farklı Sıcaklıklarda Depolanmaları Sırasında Bileşiminde Meydana Gelen Değişmeler Yoğunluk ph Toplam ve Organik Asitler Uçar Asit Tayini Şekerler Metanol Etil Alkol Kuru Madde XII

15 Kül Tuz Protein Tayini Toplam Fenol Bileşikleri Renk Tonu Renk Yoğunluğu Tayini Renk Indisi Renk Bileşimi Tayini Toplam Antosiyanin Tayini En Beğenilen Yöntemle Üretilen ve Farklı Sıcaklıklarda Depolanan Filtre Edilmiş ve Filtre Edilmemiş Şalgam Sularında Gerçekleştirilen Duyusal Analizler SONUÇ VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ EKLER XIII

16 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 2.1. Şalgam suyunun ortalama bileşimi ve TS şalgam suyu standardında bildirilen değerler Çizelge 3.1. API 50 CHL sıvı besiyerinin bileşimi Çizelge 3.2. Bakteri tanımlanmasında kullanılan API 50 CH karbon bileşikleri kontol çizelgesi Çizelge 4.1. Farklı işletmelerden alınan örneklerin laktik asit bakterisi sayısı Çizelge 4.2. Farklı işletmelerden alınan örneklerin mikrobiyolojik analiz sonuçları Çizelge 4.3. Farklı işletmelerden alınan örneklerin ph ve toplam asitlik değerleri Çizelge 4.4. Hamur fermantasyonu sırasında izole edilen laktik asit bakterileri sayıları Çizelge 4.5. Ekstraktlardan izole edilen laktik asit bakterileri sayıları Çizelge 4.6. Elde edilen ekstraktlarda gerçekleştirilen mikrobiyolojik analizler Çizelge 4.7. Elde edilen ekstraktlarda belirlenen toplam asit miktarları ve ph değerleri Çizelge 4.8. Havuç fermantasyonlu sırasında izole edilen toplam laktik asit bakteri sayıları Çizelge 4.9. İzole edilen laktik asit bakterilerinin suş numaraları, izole edildikleri deneme ve günler Çizelge Kontrol olarak kullanılan LAB üzerinde yapılan analizler Çizelge Şalgam suyu üretimi denemelerinden ve işletmelerden elde edilen örneklerden izole edilen LAB üzerinde yapılan morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal analizler Çizelge Hamur, ekstrakt ve şalgam sularının laktik asit bakteri florası Çizelge Tanımlanan LAB tür ve fermantasyon tipleri Çizelge Ekstraktlarda belirlenen laktik asit bakterisi sayısı Çizelge Farklı işletmelerden alınan örneklerin laktik asit bakterisi sayısındaki değişim Çizelge Starter kültür olarak kullanılabilecek bakterilerin seçimi için kullanılan siyah havuç suyunun bileşimi XIV

17 Çizelge Starter kültür seçimi için kullanılan endojen laktik asit bakterilerinin fermantasyonu sonucu elde edilen fermente havuç sularının bileşimi Çizelge Starter kültür olarak kullanılabilecek bakterilerin seçimi için yapılan duyusal analiz sonuçları Çizelge Farklı laktik asit bakterileri ile gerçekleştirilen fermantasyon sonucu elde edilen örneklerinin varyans analizine göre aldığı puanların kıyaslanması 233 Çizelge Farklı yöntemlerle şalgam suyu üretim denemelerinde kullanılan siyah havucun genel bileşimi Çizelge Farklı yöntemlerle şalgam suyu üretim denemelerinde kullanılan şalgam ve bulgur ununun bileşimi Çizelge Farklı yöntemlerle üretilen şalgam sularının bileşimi Çizelge Farklı yöntemlerle üretilen şalgam sularında toplam aroma maddeleri miktarları Çizelge Farklı yöntemlerle üretilen şalgam sularında tanımlanan aroma maddeleri ve miktarları (µg/l) Çizelge Farklı yöntemlerle üretilen şalgam sularında alanlara göre antosiyanin profilleri Çizelge Farklı yöntemlerle üretilen şalgam sularının duyusal analiz sonuçları. 275 Çizelge Farklı yönyemlerle üretilen şalgam suyu örneklerinin tercih testine göre duyusal analiz sonuçları Çizelge Farklı yönyemlerle üretilen şalgam suyu örneklerinin varyans analizine göre aldığı puanların kıyaslanması Çizelge En beğenilen yöntemle şalgam suyu üretim denemesinde kullanılan siyah havucun genel bileşimi Çizelge En beğenilen yöntemle şalgam suyu üretim denemesinde kullanılan şalgam ve bulgur ununun bileşimi Çizelge Şalgam sularının 0.45µm gözenek çapına sahip filtreden geçirilmesi sonucu mikroorganizma içeriğindeki logaritmik azalma Çizelge Şalgam suyunu dayandırmaya yönelik denemeler için elde edilen şalgam sularının bileşimi Çizelge İki aylık depolama sonunda şalgam sularının bileşimi XV

18 Çizelge Dört aylık depolama sonunda şalgam sularının bileşimi Çizelge Altı aylık depolama sonunda şalgam sularının bileşimi Çizelge Şalgam sularının bileşimi üzerine filtrasyon işlemi, sıcaklık ve depolama süresinin etkisi Çizelge Filtre edilen şalgam sularının üçlü test yöntemine göre duyusal analiz sonuçları Çizelge Filtre edilen şalgam sularının depolamanın ikinci ayında üçlü test yöntemine göre duyusal analiz sonuçları: uygulanan yöntemin etkisi Çizelge Filtre edilen şalgam sularının depolamanın ikinci ayında üçlü test yöntemine göre duyusal analiz sonuçları: uygulanan sıcaklığın etkisi Çizelge Filtre edilen şalgam sularının depolamanın dördüncü ayında üçlü test yöntemine göre duyusal analiz sonuçları: uygulanan yöntemin etkisi Çizelge Filtre edilen şalgam sularının depolamanın dördüncü ayında üçlü test yöntemine göre duyusal analiz sonuçları: uygulanan sıcaklığın etkisi Çizelge Filtre edilen şalgam sularının depolamanın altıncı ayında üçlü test yöntemine göre duyusal analiz sonuçları: uygulanan yöntemin etkisi Çizelge Filtre edilen şalgam sularının depolamanın altıncı ayında üçlü test yöntemine göre duyusal analiz sonuçları: uygulanan sıcaklığın etkisi XVI

19 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 2.1 Homofermantatif laktik asit fermantasyonu Şekil 2.2 Heterofermantatif laktik asit fermantasyonu Şekil 2.3. Siyanidin-3-glikozit Şekil 3.1. Geleneksel yolla şalgam suyu üretimi Şekil 3.2. İzole edilip saflaştırılan laktik asit bakterisi Şekil 3.3. API 50 CHL kitinin kullanımı Şekil 3.4. API testi için kullanılan içerisinde karbon bileşikleri bulunan kuyucuklar ve bakteri ile aşılanmış API 50 CHL besiyeri ile doldurulmuş kuyucuklar Şekil 3.5. Geleneksel yolla şalgam suyu üretimi Şekil 3.6. Hamur fermantasyonu (I. fermantasyon) yapılmadan şalgam suyu üretimi. 68 Şekil 3.7. Starter kültür ilavesi ile şalgam suyu üretimi Şekil 3.8. En beğenilen yöntem ile şalgam suyu üretimi Şekil 3.9. Şalgam suyunu dayandırmaya yönelik denemeler Şekil Şalgam sularının filtre edildiği membran filtrasyon düzeneği Şekil Serbest aroma maddelerinin ekstraksiyonu Şekil Şalgam suyunun azot gazı altında sıvı-sıvı ekstraksiyonu Şekil Örneğin konsantrasyon balonuna alınması 81 Şekil "Vigreux" damıtma kolonunda ekstraksiyon Şekil GC-FID ve GC-MS sistemi Şekil Duyusal analiz formu (Tercih testi) Şekil Sıralama testi Şekil Duyusal değerlendirme formu (üçlü test) Şekil 4.1. Hamur fermantasyonu sırasında toplam laktik asit bakterileri sayısındaki değişim Şekil 4.2. Hamur fermantasyonu sırasında toplam mezofil aerob bakteri sayısındaki değişim Şekil 4.4. Hamur fermantasyonu sırasında toplam maya miktarındaki değişim Şekil 4.5. Hamur fermantasyonu sırasında Saccharomyces spp. olmayan maya miktarındaki değişim XVII

20 Şekil 4.6. Hamur fermantasyonu sırasında toplam asit ve ph daki değişim Şekil 4.7. Havuç fermantasyonları sırasında laktik asit bakterileri sayısındaki değişim Şekil 4.8. Havuç fermantasyonları sırasında toplam mezofil aerob bakteri sayısındaki değişim Şekil 4.9. Havuç fermantasyonları sırasında koliform bakteri sayısındaki değişim Şekil Havuç fermantasyonları sırasında toplam maya sayısındaki değişim Şekil Havuç fermantasyonları sırasında Saccharomyces spp. olmayan maya sayısındaki değişim Şekil Havuç fermantasyonları sırasında laktik asit cinsinden toplam asit miktarı ve ph değerindeki değişim Şekil Deneme 1 in hamur fermantasyonu sırasında LAB sayısındaki gelişme. 199 Şekil Deneme 2 nin hamur fermantasyonu sırasında LAB sayısındaki gelişme Şekil Deneme 3 ün hamur fermantasyonu sırasında LAB sayısındaki değişim 201 Şekil Deneme 1 in havuç fermantasyonu sırasında LAB sayısındaki değişim Şekil Deneme 2 nin havuç fermantasyonu sırasında LAB sayısındaki gelişme 206 Şekil Deneme 3 ün havuç fermantasyonu sırasında LAB sayısındaki gelişme. 207 Şekil Küçük çapta üretim yapan işletmede gerçekleştirilen havuç fermantasyonu sırasında LAB sayısındaki değişim Şekil Büyük çapta üretim yapan işletmede gerçekleştirilen havuç fermantasyonu sırasında LAB sayısındaki gelişme Şekil 4.21a. Starter kültürleri seçmek amacıyla gerçekleştirilen denemeler sırasında günlük olarak belirlenen toplam laktik asit bakteri sayısındaki değişim Şekil 4.21b. Starter kültürleri seçmek amacıyla gerçekleştirilen denemeler sırasında günlük olarak belirlenen toplam laktik asit bakteri sayısındaki değişim Şekil 4.21c. Starter kültürleri seçmek amacıyla gerçekleştirilen denemeler sırasında günlük olarak belirlenen toplam laktik asit bakteri sayısındaki değişim Şekil 4.22a. Starter kültürleri seçmek amacıyla gerçekleştirilen denemeler sırasında toplam laktik asit miktarı ve ph değeri değişimi, XVIII

21 Şekil 4.22b. Starter kültürleri seçmek amacıyla gerçekleştirilen denemeler sırasında toplam laktik asit miktarı ve ph değeri değişimi Şekil 4.22c. Starter kültürleri seçmek amacıyla gerçekleştirilen denemeler sırasında toplam laktik asit miktarı ve ph değeri değişimi Şekil Farklı yöntemlerle şalgam suyu üretiminde havuç fermantasyonu sırasında ph ve toplam asitlikteki değişim Şekil Farklı yöntemlerle şalgam suyu üretiminde havuç fermantasyonu sırasında laktik asit bakterileri sayısındaki değişim Şekil Farklı yöntemlerle şalgam suyu üretiminde havuç fermantasyonu sırasında toplam mezofil aerob bakteri sayısındaki değişim Şekil Farklı yöntemlerle şalgam suyu üretiminde havuç fermantasyonu sırasında toplam maya sayısındaki değişim Şekil Farklı yöntemlerle şalgam suyu üretiminde havuç fermantasyonu sırasında Saccharomyces spp. olmayan maya sayısındaki değişim Şekil Farklı yöntemlerle şalgam suyu üretiminde havuç fermantasyonu sırasında koliform bakteri sayısındaki değişim Şekil HPLC analizleri sonucu elde edilen organik asitlerin kromotogramı Şekil HPLC analizleri sonucu elde edilen şekerlerin kromotogramı Şekil Siyah havuçta bulunan antosiyaninlerin HPLC de belirlenen profili Şekil Şalgam suyu antosiyanin profillerinin alanlara göre yüzdesel dağılımı Şekil En beğenilen yöntemin havuç fermantasyonu sırasında laktik asit bakterileri sayısındaki değişim Şekil Havuç fermantasyonu sırasında toplam mezofil aerob bakteri sayısındaki değişim Şekil En beğenilen şalgam suyu üretim yöntemiyle gerçekleştirilen havuç fermantasyonu sırasında toplam maya sayısındaki değişim Şekil En beğenilen şalgam suyu üretim yöntemiyle gerçekleştirilen havuç fermantasyonu sırasında Saccharomyces spp. olmayan maya sayısındaki değişim Şekil En beğenilen şalgam suyu üretim yöntemiyle gerçekleştirilen havuç fermantasyonu sırasında koliform bakteri sayısındaki değişim XIX

22 Şekil En beğenilen yöntemle gerçekleştirilen havuç fermantasyonu sırasında ph ve toplam asitlikteki değişim Şekil Kontrol olarak kullanılan ve filtreden geçirilen şalgam suları Şekil Farklı sıcaklıklarda filtre edilmiş ve edilmemiş şalgam sularında depolama süresince laktik asit bakteri sayısındaki değişim Şekil Farklı sıcaklıklarda filtre edilmiş ve edilmemiş şalgam sularında depolama süresince toplam mezofil aerob bakteri sayısındaki değişim Şekil Farklı sıcaklıklarda filtre edilmiş ve edilmemiş şalgam sularında depolama süresince toplam maya sayısındaki değişim Şekil Farklı sıcaklıklarda filtre edilmiş ve edilmemiş şalgam sularında depolama süresince Saccharomyces spp. olmayan maya sayısındaki değişim XX

23 SİMGELER VE KISALTMALAR A Aa A i A st API ATP ax B bm bx cx Bb Bi. C Cc Ci CO 2 C st d/d d D1 D2 : Aroma maddeleri tayini için standart bileşik kullanılarak yapılan tanımlama : Geleneksel yolla şalgam suyu üretimi : Bileşiğin pik alanı : İç standartın pik alanı : Analytical Profile Index : Adenozin Tri- Fosfat : Büyük çapta üretim yapan işletmeden fermantasyon sonunda alınan örnekten izole edilen suş : Kütle spektrometresi kütüphanesi ve Kovats indeks değerinin literatür ile karşılaştırılması yoluyla yapılan tanımlama : Belirtilmemiş : Bölümümüzde gerçekleştirilen deneme sırasında ekstrakttan izole edilen suş : Bölümümüzde gerçekleştirilen deneme sırasında fermantasyon sonunda alınan örnekten izole edilen suş : Lb. plantarum 1 bx alt türünün starter olarak kullanımıyla şalgam suyu üretimi : Bifidobacterium : Kütle spektrometresi kütüphanesi kullanılarak yapılan tanımlama : Lb. fermentum türünün starter olarak kullanımıyla şalgam suyu üretimi : Bileşiğin konsantrasyonu : Karbondioksit : İç standartın konsantrasyonu (40 µg/l00 ml) : devir/dakika : Dakika : Bölümümüzde gerçekleştirilen birinci deneme : Bölümümüzde gerçekleştirilen ikinci deneme XXI

24 D3 : Bölümümüzde gerçekleştirilen üçüncü deneme Dd : Lb. paracasei subsp. paracasei 2 alt türünün starter olarak kullanımıyla şalgam suyu üretimi dm 2 : Desimetrekare (alan ölçüsü birimi) E. : Escherichia Ee : Hamur fermantasyonu yapmadan şalgam suyu üretimi EMP yolu : Embden Meyerhof Parnas yolu - Glikoliz Ent. : Enterococcus F : Küçük çapta üretim yapan işletme FAO : Food and Agriculture Organization of United Nations (Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü) FID : Alev iyonlaştırmalı dedektörü G : Büyük çapta üretim yapan işletme GC : Gaz kromatografisi Gr : Gram (boyama) HF : Hesaplama faktörü (örnek miktarının litreye çevrilmesi için faktör: 10) HPLC : High Performance Liquid Chromotography (Yüksek Performanslı Sıvı Kromotografisi) ıd : Tanımlamada kullanılan yöntemler (A, standart bileşik kullanılarak yapılan tanımlama; B kütle spektrometresi kütüphanesi ve Kovats indeks değerinin literatür ile karşılaştırılması yoluyla yapılan tanımlama; C, kütle spektrometresi kütüphanesi kullanılarak yapılan tanımlama) Kg : Kilogram kob : Koloni oluşturan birim L : Litre LAB : Laktik asit bakterileri Lb. : Lactobacillus Lc. : Lactococcus Leu. : Leuconostoc log : Logaritma XXII

25 MF : Mikrofiltrasyon mg : Miligram ml : Mililitre mm : milimetre mm : Milimolar MS : Kütle spektrometresi MRS : de Man, Ragosa Sharpe N : Normalite NaOH : Sodyum hidroksit NCIMB : The National Collection of Industrial, Marine and Food Bacteria NRRLB : Northern Regional Research Laboratories PCA : Plate Count Agar PDA : Potato Dekstrose Agar Pe. : Pediococcus r RF RID S Sa : DB-WAX kolonda belirlenen Kovats indeks değerleri : Cevap faktörü : Refraktif İndeksi Dedektörü : İstatistiksel değerlendirmede Duncan testine göre önem seviyesi : Saptanamadı S. : Saccharomyces S1 : Siyanidin-3-ksilozil-glukozil-galaktozit S2 : Siyanidin-3-ksilozil-galaktozit S3 : Sinapik asit ile açillenmiş siyanidin-3-ksilozil-glukozil-galaktozit S4 : Ferulik asit ile açillenmiş siyanidin-3-ksilozil-glukozil-galaktozit S5 : Kumarik asit ile açillenmiş siyanidin-3-ksilozil-glukozil-galaktozit S1+S2 : Açillenmemiş S3+S4+S5 : Açillenmiş sp. : Species (tür, tekil) spp. : Species (tür, çoğul) ssp. : Subspecies (alt tür, tekil) Str. : Streptococcus XXIII

26 subsp. : Subspecies (alt tür, çoğul) TS : Türk Standardı T.S.E. : Türk Standardları Enstitüsü UV : Ultraviyole VRBA : Violet Red Bile Agar µg : Mikrogram µm : Mikrometre C : Santigrat derece % : Yüzde xx yy z z : Laktik asit cinsinden : Asetik asit cinsinden : Siyanidin-3-glikozid cinsinden + : pozitif reaksiyon - : negatif reaksiyon z : zayıf reaksiyon XXIV

27 1. GİRİŞ Hasan TANGÜLER 1. GİRİŞ Çeşitli meyve ve sebzelerin fermantasyonla dayanıklı hale getirilmeleri yeryüzünde bilinen en eski saklama yöntemlerinden biridir. İnsanlar gıdaları saklama bilincine eriştikleri zamanlardan beri fermantasyondan yararlanmışlardır. Fermantasyon gıdanın tadı, aroması, yapısı, besleyici değeri ve raf ömrünü arttırdığından, günümüzde de günlük hayatta önemli miktarlarda tüketilen fermantasyon ürünlerine en az gelişmiş ülkelerden en gelişmiş olanlarına kadar tüm toplumlarda rastlamak mümkündür. Fermantasyon denilen bu biyolojik olaydan yararlanma, günümüz insanlarını çok değişik ve çeşitli ürünleri bu alanda kullanmaya sevk etmiştir. Bunlardan yoğurt, çeşitli peynirler, sofralık zeytinler, turşular, bazı alkollü içkiler tüm dünyada üretilmekle birlikte kefir, sake, tarhana gibi bazılarının üretimi ise belirli ülkeler veya bölgelerde yapılmaktadır. Ancak, kitlelere yavaş ulaşan ve üretimi yöresel olarak sürdürülen pek çok fermantasyon ürünü de bulunmaktadır. Şalgam suyu bu ürünlerden biridir. Kasım 2003 tarihinde revize edilen TS şalgam suyu standardında Şalgam suyu, bulgur unu, ekşi hamur, içme suyu ve yemeklik tuzun karıştırılıp laktik asit fermantasyonuna tabi tutulduktan sonra elde edilen özütün, şalgam, mor havuç ve istenirse acı toz biber ilave edilerek hazırlanan karışımın tekrar laktik asit fermantasyonuna tabi tutulması ile elde edilen ve istendiğinde ısıl işlem ile dayanıklı hale getirilen bir ürün olarak tanımlanmıştır. Laktik asit fermantasyonu ürünü olan şalgam suyu, kırmızı renkli, ekşi lezzetli ve bulanık bir içecektir. Üretiminde siyah havuç, bulgur unu (setik), ekşi hamur, tuz, şalgam ve su kullanılır. Şalgam suyu üretiminde kullanılan temel hammadde siyah havuçtur. Apiaceae (önceleri Umbelliferae) familyasından iki yıllık bir bitki olan havuç un bilimsel adı Daucus carota L. dır ve binlerce yıldan beri yetiştirilmektedir. Curiciferae familyasından Brassica cinsine ait bir bitki olan şalgamın bilimsel adı Brassica rapa L. dır. Yeşil kısımları yenebilen şalgam çok zengin besleyici maddeler içermektedir. Şalgamda kalsiyum ve demir gibi madensel maddeler, A, B ve C grubu vitaminler yanında çözünür şekerlerden glikoz, fruktoz ve sukroz bulunmaktadır. 1

28 1. GİRİŞ Hasan TANGÜLER Bulgur unu, bulgura işlenmek üzere kaynatılmış ve kurutulmuş buğdayın dış kabukları ayrıldıktan sonra, kırma haline getirilmesi sırasında oluşan ve elek altında kalan kısmı olup kırma haline getirilen tanenin % 2-3 lük kısmını oluşturur. Ekmek mayası, genellikle melas gibi şekerli hammaddelerden elde edilen S. cerevisiae türü üst fermantasyon tipi kültür mayasıdır. Ekmek mayası sıvı, pres ve kuru maya olarak elde edilir. Şalgam suyu üretiminde maya olarak genellikle ekşi hamur kullanılır. Şalgam suyu üretiminde kullanılan bu ekşi hamur, gece boyunca veya birkaç saat oda sıcaklığında ekmek mayası hamurunun fermantasyona bırakılması ile elde edilir. Tuz denilince aksine bir belirtme yoksa sodyum ve klor iyonlarının birleşmesinden oluşan sodyum klorür anlaşılır. Şalgam suyu üretiminde kullanılan tuz, arıtılmamış kaya tuzudur. Şalgam suyu üretiminde kullanılan su, içme suyudur. Şalgam suyu yapımında, fermantasyon sonucu oluşan asit ortama dayanıklılık kazandırdığı gibi, tat ve aromayı da etkiler. Öte yandan, laktik asit şalgam suyuna ekşi tat ve aroma kazandırması yanında sindirimi kolaylaştırıcı, ferahlatıcı, sindirim sisteminin ph sını düzenleyici ve vücudun bazı minerallerden daha fazla yararlanmasını sağlayıcı özelliklerde kazandırmaktadır. Şalgam suyu özellikle Adana ve ilçeleri ile Mersin, Hatay, Kahramanmaraş ve Osmaniye illeri ve bu illere bağlı ilçelerde tüketilmekle beraber, son yıllarda İstanbul, Ankara ve İzmir gibi büyük kentlerde de tüketilmektedir. Özellikle Adana ve çevresinde açık olarak veya şişe ve plastik kaplar içerisinde tüketime sunulan şalgam suyu, yiyecek ve içecekle ilgili hemen her yerde bulunmaktadır. Şalgam suyu endüstriyel boyutta üretilmekte, ancak üretimi ile ilgili standart bir üretim tekniği bulunmamakla birlikte, ticari olarak şalgam suyu üretimi geleneksel üretim (hamur fermantasyonu ve havuç fermantasyonu) ve hamur fermantasyonu uygulamadan yapılan doğrudan üretim olmak üzere iki şekilde gerçekleştirilmektedir. Öte yandan, tüketime sunulan şalgam sularının çoğunda koruyucu madde bulunma olasılığı vardır. Ayrıca, çeşitli katkı maddelerinin bulunuyor olması da mümkündür. Bu tür uygulamalarla tüketici aldatılabilmekte ve aynı zamanda sağlığı da risk altına girmektedir. Şalgam suyu üretimi üzerinde yapılan çalışmalar oldukça sınırlıdır. Şalgam suyu fermantasyonu sırasında etkili olan laktik asit bakterileri üzerinde ayrıntılı bir araştırma 2

29 1. GİRİŞ Hasan TANGÜLER yapılmamıştır. Fermantasyon sonucu elde edilen şalgam suyunun dayanıklı hale getirilmesi ticari açıdan çok önemlidir. Bu konuda yapılan çalışma yetersizdir. Bu çalışmanın amacı, - şalgam suyu fermantasyonu sırasında ve fermantasyon sonunda ortamda bulunan laktik asit bakteri, toplam mezofil aerob bakteri, maya, Saccharomyces cerevisiae olmayan maya ve koliform bakteri sayılarını belirlemek, - şalgam suyunun fermantasyonunda etkili olan laktik asit bakterilerini izole etmek ve izole edilen laktik asit bakterilerini tanımlamak, - tanımlanan laktik asit bakterilerinin morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal özelliklerini belirlemek ve bu bakteriler arasından starter olarak kullanılabilecek laktik asit bakterilerini seçmek, - farklı üretim yöntemleriyle şalgam suyu üretmek ve bunlardan en uygun yöntemi belirlemek, - belirlenen en uygun üretim yöntemi ile şalgam suyu üretmek ve bunlar üzerinde raf ömrünü uzatmaya yönelik denemeler yapmak, - ve böylece elde edilen tüm veriler ışığında en uygun bileşim ve özelliklere sahip şalgam suyu üretimi için, sanayi düzeyinde uygulanabilir standart bir üretim tekniği geliştirmektir. 3

30 1. GİRİŞ Hasan TANGÜLER 4

31 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Hasan TANGÜLER 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Fermantasyon ile sebzelerin dayanıklı hale getirilmesi, sebzelerin raf ömrünün uzatılması, mevsimsel elde edilebilirliğinin arttırılması, pişirmede zaman kazanımı ve daha çok sebzenin kabul edilebilirliği, sindirilebilirliği ve besinsel değerlerinin arttırılması gibi avantajlara sahiptir. Sebzelerin tedavisi olarak adlandırılan laktik asit fermantasyonu gıdalarının geliştirilmesinde çok büyük rol oynar. Fermantasyon ile sebzeler daha sağlıklı ve besleyici olur (Sethi, 1990). Fermente bitkisel ürünlere özellikle fermantasyon sonunda oluşan asitten dolayı artan bir ilgi gösterilmektedir. Laktik asidin koruyucu özelliğinden dolayı uzun zaman meyve ve sebzelerin muhafaza edilmelerinde ve dayanıklı hale getirilmelerinde laktik asit fermantasyonundan yararlanıldığı bilinmektedir (Özler ve Kılıç, 1996). Sebzelerin çoğu, uygun sıcaklıkta yeterli süre salamura içerisinde bırakıldığında floralarında bulunan LAB ve mayalar tarafından doğal olarak fermantasyona uğratılır (Özler ve Kılıç, 1996; Acar, 1998). Ancak, doğal olarak fermente edilmiş sebzelerde yumuşama, renk ve aroma kaybı ve benzeri problemler meydana gelebilmektedir. Kontrollü fermantasyonda ise laktik asit bakterilerinin ve fermantasyon sırasında kapalı tankların kullanımı ile şekerlerin tamamı fermente edildiğinde sebzelerin muhafaza edilmesi mümkün olmaktadır. Kontrollü fermantasyon yöntemleri uygulandığında, normal sebze sularına oranla diyet ve beslenme fizyolojisi açısından etkili, duyusal özellikleri ile kolaylıkla ayrılabilen laktik asit fermantasyonu (laktoferment) ile üretilmiş sebze suları üretilebilmektedir (Özler ve Kılıç, 1996). Laktoferment sebze suyu üretimi ile havuç suları mikrobiyolojik olarak dayanıklı, lezzetli ve yüksek besleyici değere sahip olurlar (Demir ve ark., 2006). Fermente sebze sularının üretimi mikroorganizmalar olmaksızın gerçekleştirilemez. Fermantasyon işlenmiş sebzelerin kendi içerisinde bulunan özellikle LAB gibi mikroorganizmalar kullanılarak spontan olarak veya starter kültür kullanarak kontrollü bir şekilde gerçekleştirilir (Demir ve ark., 2006). Fermantasyonda etkili olan bu laktik asit bakterileri gıda teknolojisinde çok önemli bir role sahiptir. Bunlar özellikle fermente süt ürünleri, fermente bitkisel ürünler, tahıl ürünleri ve bunun yanında şarap, sucuk gibi pek çok gıda da doğal olarak veya sonradan starter 5

32 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Hasan TANGÜLER kültür olarak ilave edilerek gıdaların olgunlaştırılması, üretimi ve dayanıklılığının sağlanmasında önemli rol oynarlar (Stiles ve Holzapfel, 1997; Tangüler ve Erten, 2006). Öte yandan, laktik asit fermantasyonu sonucu havuç suyunun ph sı düşer ve istenen tat elde edilir. Aynı zamanda uzun süreli dayanıklılık elde edilebilir (Demir ve ark., 2004; Demir ve ark., 2006). Laktik asit fermantasyonu anaerobiktir. Fakat, fermantasyonu gerçekleştiren mikroorganizmalar fakültatif aerob tur (Atkinson ve Mavituna, 1991). Oksijen dışında lakto-fermantasyonda mikrobiyal gelişmeyi etkileyen en önemli faktörler başlıca, sıcaklık, fermente edilebilir şeker seviyesi gibi havuçların özellikleri, tampon kapasitesi, ph, asitlik, doğal inhibitör bileşikler ve üretilen laktik asit miktarıdır (Demir ve ark., 2006). Fermente bitkisel ürünlerin fermantasyonu heterofermantatif bir laktik asit bakterisi olan ve özellikle temel son ürün olarak laktik asit ve asetik asit üreten Leuconostoc (Leu.) mesenteroides tarafından başlatılır (Harris, 1998; Bergqvist ve ark., 2005) ve asit miktarındaki artış ile beraber bu bakteriler ölür ve fermantasyon Lactobacillus (Lb.) brevis, Pediocoocus (Pe.) pentosaceus ve Lb. plantarum tarafından devam ettirilir. Asitlikte daha fazla artış Lb. brevis ve Pe. pentosaceus türlerinin etkisinin azalmasına neden olur ve fermantasyon genellikle aside dayanıklı Lb. plantarum bakterisi tarafından tamamlanır (Harris, 1998). Lb. plantarum fermente sebzelerden en sık izole edilen laktik asit bakterisidir (Bergqvist ve ark., 2005). Diğer fermente bitkisel ürünlerin fermantasyonunda olduğu gibi şalgam suyu fermantasyonunda da etkili olan mikroorganizmalar laktik asit bakterileridir (Canbaş ve Deryaoğlu, 1993; Arıcı, 2004). Fermantasyon sırasında laktik asit bakterileri glukoz, früktoz ve sükrozu kullanırlar (Fleming, 1982; Fleming, 1991). Fakat, LAB tarafından havuç gibi sebzelerin fermantasyonunda tüm şekerler kullanılmaz (Fleming ve ark., 1983; Anderson ve ark., 1990). 6

33 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Hasan TANGÜLER 2.1. Laktik Asit Bakterileri Laktik asit bakterisi, terimi çok uzun yıllar boyunca süt ekşitici organizmalar terimi ile aynı anlamda kullanılmıştır. Özellikle son yıllarda çok çeşitli fermente ürünlerin üretiminde rol oynayan en önemli endüstriyel mikroorganizmalar olarak bilinmektedir (Axelsson, 1993; Batish ve ark., 1997). Daha sonraları, bu bakterilerin laktik asit üreten diğer bakterilerle olan benzerliği anlaşılmış ve yeni gelişmeler ile yeni tanımlamalar yapılmıştır (Axelsson, 1993; Mulholland, 1997). LAB içerisinde biyokimyasal ve ekolojik özellikleriyle birlikte filogenetik olarak birbirine yakın olan Carnobacterium, Alloiococcus, Dolosigranulum, Enterococcus (Ent.), Globicatella, Aerococcus, Lactosphaera, Oenococcus, Lactobacillus (Lb.), Lactococcus (Lc.), Leuconostoc (Leu.), Pediococcus (Pe.), Streptococcus (Str.), Tetragenococcus, Vagococcus ve Weissella cinsleri yer almaktadır. Bifidobacterium (Bi.) cinsi de filogenetik olarak LAB ne benzememesine rağmen, biyokimyasal, fizyolojik ve ekolojik özellikleri bakımından benzer olduğundan LAB içerisinde yer almaktadır (Axelsson, 1998; Adams, 1999; Beasly, 2004; Hutkins, 2006). LAB nin ait olduğu üç familya vardır. Lactobacillaceae familyası, (Lb. acidophilus, Lb. helveticus, Lb. delbrueckii, Lb. plantarum, Lb. fermentum, Lb. brevis gibi), Streptococcaceae familyası (Str. thermophilus, Str. faecalis (Yeni adı Ent. faecalis), Lc. lactis ssp. lactis, Lc. lactis ssp. cremoris, Leu. mesenteroides, Leu. oenos (Yeni adı Oenococcus oeni), Leu. cremoris, Leu. dextranicum, Pe. Pentosaceus, Pe. acidilactici gibi) ve Actinomycetaceae familyası (Bi. bifidus (Eski adı Lb. bifidus), Bi.brevi, Bi. adolescens, Bi. longum gibi) (Kılıç, 2008). Fermantatif metabolizmaları sonucunda, laktik asit üreten bu bakteriler, Gr (+), bazı durumlarda pseudo-katalaz olmasına karşın genelde katalaz (-), genellikle hareketsiz ve sporsuzdurlar (Axelsson, 1998). Tüm laktik asit bakterileri, anaerobik olarak gelişirler, ancak bir çoğu fakültatif anaerob ve mikroaerofiliktirler (Madigan ve ark., 1997; Hayaloğlu ve Erginkaya, 2001). Ancak, bazı laktobasil suşlarının hareketli ve endospor oluşturduğu ve bazı laktobasiller ve pediokoklarda katalaz (+) reaksiyon görüldüğü bilinmektedir (Kılıç, 2008). Çoğu laktik asit bakterileri, yalnızca şeker ve fermente edilebilir bileşiklerin metabolizmasından enerji sağladıkları için şekerlerin bol 7