Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 5, No: 3, 2010 (36-46) Electronic Journal of Food Technologies Vol: 5, No:3, 2010 (36-46) TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR www.teknolojikarastirmalar.com e-issn:1306-7648 Derleme (Review) A. Kemal SEÇKİN, Halil TOSUN, Recep ARİTÜRK Celal Bayar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü Manisa/Türkiye seckinkemal@hotmail.com Özet Biyokoruma, gıdaların güvenliğini sağlamak ve raf ömrünü uzatmak amacıyla gıdalara doğal mikroflora ilave edilmesi işlemidir. Süt ve süt ürünlerinde bu amaçla en çok yararlanılan ürünler laktik asit bakterileri (LAB) ve bu bakterilerin ürettikleri antimikrobiyal ürünlerdir. Son zamanlarda doğal ürünlere karşı artan tüketici talepleri, biyokoruma yöntemine olan ilgiyi de artırmaktadır. Biyokoruma yöntemi ile besin değeri yüksek, kimyasal koruyuculardan uzak, güvenli ve doğal ürünler üretmek mümkün olabilmektedir. Anahtar Kelimeler: Süt, biyokoruma, koruyucu kültür, laktik asit bakterileri (LAB), bakteriyosin. Abstract The Using Facilities of Biopreservation in Dairy Industry The biopreservation is defined as the method to ensure food safety and to extend shelf life with adding natural microflora to foods. In the dairy industry the most widely used products for this purpose are lactic acid bacteria (LAB) and their antimicrobial products. Recently, the increasing of consumer demand on natural products are also increased the interest on biopreservation method. Safe and natural products with high nutritional value and free from chemical protective may be possible to produce with biopreservation. Keywords : Dairy, biopreservation, protective culture, lactic acid bacteria (LAB), bacteriocin. 1. GİRİŞ Gıdalar içerdikleri besin elementleri açısından mikroorganizmalar için uygun gelişim ortamlarıdır. Gıdalar içerisinde et ve süt ürünleri kolay bozulan gıdalar olup mikrobiyal faaliyet açısından riskli gıdalar grubunda yer almaktadır. Süt endüstrisinde meydana gelen teknolojik gelişmeler, gıda güvenliğini sağlayacak prosedürlerin uygulanması ve HACCP gibi etkin bir işlemin uygulanmasına rağmen, istenmeyen mikroorganizmalar (patojen ve zararlılar) süt ve süt ürünleri için hala risk faktörü olabilmektedir. Günümüzde süt endüstrisinde ürün kalitesini korumak ve raf ömrünü uzatmak amacı ile ısıl işlemler kullanılmaktadır. Süt ürünlerinin muhafazasında kullanılan geleneksel koruma yöntemlerine (ısıl işlemler, tuz ile koruma, asidifikasyon, kurutma ve kimyasal koruma) ilaveten ürünün raf ömrünü Bu makaleye atıf yapmak için Seçkin, A.K.,Tosun, H., Aritürk, R., Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi 2010, 5(3) 36-46 How to cite this article Seçkin, A.K.,Tosun, H., Aritürk, R., Determination The Using Facilities of Biopreservation in Dairy Industry Electronic Journal of Food Technologies, 2010, 5(3) 36-46
Seçkin, A.K.,Tosun, H., Aritürk, R. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2010 (3) 36-46 uzatmak amacı ile yeni yöntemler geliştirilmektedir. Süt endüstrisinde kullanılan bu yöntemlerde biri biyokoruma yöntemidir [1]. Biyokoruma, gıdaların raf ömrünü uzatmak ve güvenliğini artırmak amacıyla gıdalara doğal mikroflora ve antimikrobiyal ürünlerinin ilavesi anlamına gelmektedir [2]. Değişik gıdalarda, gıda güvenliği ve kalitesini sağlamak için patojenik ve bozulmaya sebep olan mikroorganizmaların kontrolü önemlidir. Son yıllarda kimyasal katkıların kullanımı düşmüş ve biyokoruma ilgi çeken bir konu olmuştur [3]. Tüketicilerin kimyasal katkı maddeleri ile ilgili endişelerinin artması biyolojik koruma yöntemine olan ilgiyi artırmıştır [1]. Tüketicilerin genel talebi kimyasal koruyucu veya katkı maddelerinin gıdalarda kullanılmasının azalması yönündedir. Tüketiciler daha yüksek kaliteli, kimyasal koruyucu içermeyen, güvenli ve raf ömrü uzun ürünler istemektedir[2]. Biyokoruma yönteminde, doğal veya kontrollü mikroflora, laktik asit bakterileri (LAB) ve/veya onların antibakteriyel ürünleri kullanılarak süt ürünlerinin raf ömrü uzatılabilmekte ve ürün güvenli hale gelebilmektedir. Biyokoruma amacıyla ilave edilen kültürler patojenleri öldürmek ve ürünün raf ömrünü uzatmak amacı güder. Bu kültürlere koruyucu kültürler de denir. Koruyucu kültürler gıdalarda doğal olarak bulunabileceği gibi sonradan da ilave edilebilir. Koruyucu kültürler, ürünün içindeki bir patojeni veya istenmeyen bir mikroorganizmayı önleme yeteneğine ve istenilen tekstür ve aromayı elde etme durumuna göre seçilirler [1]. Koruyucu kültürler normal depolama koşullarında ürünün duyusal özelliklerini etkilememelidir. Koruyucu kültürler, organik asitler (laktik, asetik veya propiyonik asit gibi), alkoller, karbondioksit, diasetil, hidrojen peroksit, bakteriyosinler, reuterin ve reutersiklin gibi düşük moleküllü bileşikleri üreterek istenmeyen mikroorganizmaları önlemektedir [1]. Teknolojideki modern gelişmelere rağmen, gıdaların korunması, sadece gelişmekte olan ülkeler için değil, endüstrileşen dünya için de hala tartışılan bir konudur. Gıdaların bozulması sebebiyle oluşan ekonomik kayıpların azaltılması, gıda işleme maliyetlerinin düşürülmesi ve gıda zinciri boyunca mikrobiyal patojenlerin bulaşmasına engellenmesi, artan tüketici talepleri doğrultusunda besleyici değeri yüksek, tazeye yakın tada sahip, vitamince zengin, az işlenmiş ve yemeye hazır gıdaların üretimi için uygulanan en önemli yöntem biyokorumadır [4]. Biyokoruma yönteminin avantajları olduğu gibi dezavantajları da vardır. Biyokoruma yönteminin önemli avantaj ve dezavantajları Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. Biyokorumanın avantaj ve dezavantajları [5]. Koruma tekniği Avantajlar Dezavantajlar Doğal antimikrobiyal bileşenler Yeşil etiket Doğal imaj Pahalı Gıda bileşenleri ile etkileşim Düşük su çözünürlüğü Organoleptik özelliklerde değişim Bakteriyosinler Doğal imaj Sınırlı aktivite spektrumu Katı matrislerde sınırlı difüzyon Proteolitik enzimler içinde inaktivasyon Gıda bileşenleri ile etkileşim Bakteriyosinlere dirençli bakteriler Koruyucu kültürler Yeşil etiketleme Doğal imaj Bazen uygulama zorluğu Isıya karşı kararsızlık Gıda ürünlerinde etkinliğini her zaman kanıtlayamamak 37
Teknolojik Araştırmalar: GTED 2010 (3) 36-46 2. Biyokoruma yönteminin süt endüstrisinde kullanımı Son yıllarda gıdalarda gelişmesi istenmeyen mikroorganizmalara karşı doğal koruyucu kullanma eğiliminin giderek arttığı gözlenmektedir. Antibakteriyel etkiye sahip olduğu bilinen bazı mikroorganizmaların ya da bunların ürettikleri metabolik ürünler doğal koruyucu maddeler olarak kabul edilmekte ve gıdaların doğal yolla korunmasını sağlayabilmektedir. Bu mikroorganizmalar arasında sütte bulunan Lactococcus, Lactobacillus, Pediococcus ve Leuconostoc cinsi bakterilerle süt kökenli propiyonik asit bakterileri önemli bir yer tutmaktadır [6]. Laktik asit bakterileri, bozulma etmeni ve patojenik mikroorganizmalar üzerinde bakteriyostatik veya bakterisit etki gösterirler. Fermente gıdalarda starter kültür olarak kullanılabildikleri gibi antimikrobiyal özelliğe sahip metabolitler üretmeleri nedeniyle koruyucu kültür olarak kullanılabilirler. Laktik asit bakterileri tarafından oluşturulan organik asitler, antagonistik özellikleri nedeniyle bakterilerin stoplazma zar geçirgenliğini değiştirerek gelişimlerini inhibe etmektedir. Laktik asit bakterileri metabolitleri arasında yer alan karbondioksitin anaerobik bir ortam oluşturması, hücre içi ve dışı ph değerini ve hücre zarının elektriksel potansiyelini düşürmesi sonucu antimikrobiyal etki sağlamaktadır. Laktik asit bakterileri gıdaların biyokorumasında başlıca dört şekilde kullanılabilmektedir: (i) saf kültürlerinin ortama eklenmesi, (ii) bakteriyosin karışımlarının, fermentasyon sıvılarının veya kültür ortamı üzerinde geliştirilen bazı LAB den elde edilen ekstraktların ortama katılması, (iii) saf veya yarı saf antagonistik metabolitlerinin ortama ilavesi, (iv) bakteriyosin üreten LAB leriyle üretilen fermente gıdaların kullanımı. LAB in koruyucu kültür olarak kullanıldığı gıdalarda kontrollü bir proses yürütülmelidir. Çünkü bazı LAB, kontrol edilmedikleri takdirde gıdaların tat, koku, renk gibi duyusal özelliklerine zarar verebilmektedirler [7]. LAB fermente ürünlerin tat ve tekstürüne olumlu katkıda bulunurlar [8]. Laktik asit bakterisinin antibakteriyel metabolitleri ve Bacillus spp. gıdalarda patojenik bakteri ve bozulmaları kontrol etme potansiyeline sahip doğal koruyuculardır. Bunların arasında bakteriyosin, ısı stabilitesi, geniş ph toleransı ve proteolitik aktivitesi sebebiyle gıdalarda bir koruyucu olarak kullanılmaktadır [9]. Bakteriyosinler gıda bozulmasına sebep olan bakterileri de inhibe etmektedir [8]. Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus ve Escherichia coli süt endüstrisi için büyük sorun teşkil eden patojenlerdir. Bunların birçok peynir çeşidinde bulunduğu yapılan çalışmalar ile ortaya konmuştur. Bakteriyosin üreten laktik asit bakterileri, peynirde istenmeyen bu mikroorganizmaları inaktive etme yeteneğine sahiptirler [10]. Tablo 2.Süt ve süt ürünlerinin biyokorumasında koruyucu kültür olarak kullanılan çeşitli LAB [7]. Ürün Koruyucu kültür Hedef Mikroorganizma Gouda peyniri Laktokoklar Cl. tyrobutyricum Süt ürünleri E. faecium DPC 1146 Clostridium spp. L. monocytogenes V. cholerae Taleggio, Mozerella ve E. faecium L. monocytogenes Gorgonzola peynirleri DPC 1146 Mozeralla peyniri Lc. lactis L. monocytogenes Yağsız süt Lc. Lactis DIP 15, DIP 16, L. monocytogenes C. piscicola CP5 Çiğ süt LAB L. monocytogenes Yağsız süt C. piscicola CP5, CP7 L. monocytogenes 38
Seçkin, A.K.,Tosun, H., Aritürk, R. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2010 (3) 36-46 Süt ve süt ürünlerinde starter veya yardımcı kültür olarak kullanılan LAB, peynir gibi süt ürünlerinin fermentasyonda da kullanılmaktadır. Süt ve süt ürünlerinin biyolojik korumasındaki etkinlikleri deneysel olarak kanıtlanmış çeşitli LAB ve uygulamaları Tablo 2 de verilmiştir [7]. Küfler ve mayalar süt ürünlerinde mikrobiyal bozulmaya neden olurlar. Laktik asit bakterileri birçok küf önleyici aktif bileşen üretmektedir [2]. Şekil 1 de laktik asit bakterilerinin ürettiği antifungal bileşenler verilmiştir. Laktik Asit Bakterileri Şekil 1. Farklı laktik asit bakterileri tarafından üretilen ana antifungal bileşenler [2]. Ülkemizde, yoğurdun açıkta üretilmesine bağlı olarak maya ve küfle bulaşmanın büyük bir sorun teşkil ettiği bilinmekte ve natamisin, sorbat, benzoat, gibi antimikrobiyal ve antifungal maddeler üreticiler tarafından maya ve küf gelişimini, dolayısıyla oluşturdukları zararları önlemek amacıyla yaygın şekilde kullanılmaktadır. Ancak, bu maddelerin sağlık açısından sakıncaları bulunabilmekte ve kullanımlarına birçok ülkede olduğu gibi Türkiye de de yasal olarak izin verilmemektedir [6]. Yapılan bir çalışmada yoğurdun mikrobiyal florasında kontaminant olarak bulunabilen Kluyveromyces lactis ve Geotricum candidum mikroorganizmalarının gelişimine karşı doğal yolla koruma sağlamak üzere Biyo profit koruyucu kültürünün etkisi araştırılmış, ayrıca yoğurt bakterileri üzerindeki olası etkisi ortaya konmaya çalışılmıştır. Koruyucu kültür hem Kluyveromyces lactis hem de Geotricum candidum suşları üzerinde bakteriyostatik bir etki yaratmıştır. Yoğurt örneklerinin maya ve küf içeriklerindeki azalma koruyucu kültür seviyesindeki artışa bağlı bir değişim göstermemiş, en yüksek koruyucu etkiyi kültürün 5 ünite düzeyinde kullanımı ile sağlanmıştır. Koruyucu etki uzun süreli olmamış, Kluyveromyces lactis suşunun gelişimi 7 gün, Geotricum candidum suşunun gelişimi ise 15 gün süreyle yeterli düzeyde önlenebilmiştir [6]. Bakteriyosinler, bakteriler tarafından üretilen ve başka bakterileri öldüren veya inhibe eden antibakteriyel proteinlerdir. Laktik asit bakterisi değişik bakteriyosinler üretmektedir. Bunların içinde en geniş kullanım alanı bulan bakteriyosin nisindir [12]. Birçok laktik asit bakterilerinin ürettiği bakteriyosinler gıda korumasında potansiyel uygulamalar sunmaktadır. Gıda sanayisinde bakteriyosinlerin kullanılması, kimyasal katkı maddeleri kullanımını düşürmektedir. Ayrıca bakteriyosinlerin ısıya karşı güçlü olmaları organoleptik ve besinsel değerler açısından zengin gıdalar üretebilmektedir. Bu da tüketicilerin güvenli, 39
Teknolojik Araştırmalar: GTED 2010 (3) 36-46 tazeye yakın tat, yemeye hazır, daha az işlenmiş gıdalara olan taleplerinin karşılanmasında bir alternatif olabilmektedir [4]. Süt ürünlerinde, bozulmayı önlemek amacıyla iki farklı bakteriyosin, nisin ve pediyosin, kombine bir şekilde kullanılarak, ürünlerin raf ömrü uzatılabilmektedir. Bakteriyosinlerin, peynir raf ömrü geliştirmede çok iyi bir avantaj sağladığı belirtilmiştir. Bakteriyosin genlerinin peynir starter kültürü içerisine konjügasyon ile taşınması patojenik bakterileri ve bozulmaları inhibe etmiştir [9]. Başka bir çalışmada ise darbeli elektrik alanı uygulaması ile bakteriyosinlerin kombine bir şekilde kullanılmasının mikrobiyal popülasyon üzerindeki etkileri incelenmiştir. Darbeli elektrik alanı (PEF), bir elektrot seti arasında uygulanan yüksek voltajlı darbeler ile mikrobiyal inaktivasyonun sağlandığı ısıl olmayan bir işleme teknolojisidir. Bir bakteriyosin olan nisin ile darbeli elektrik alanı uygulaması, sütte S.aureus, L. innocua bakterileri ve B. cereus vejetatif hücrelerinin inaktivasyonunu artırmıştır [4]. Tablo 3 te süt endüstrisinde biyokoruyucu olarak kullanılan bazı bakteriyosinlerin uygulama alanlarına örnekler verilmiştir. Tablo 4 te ise bir bakteriyosin olan nisinin süt ürünlerinde ülkelere göre kullanım limitleri verilmiştir. Tablo 3. Bakteriosinlerin gıda koruyucuları olarak süt endüstrisinde uygulama alanlarına örnekler [12]. Bakteriyosin Uygulama Sonuç Pediyosin AcH Pediosin AcH üreticisi L. plantarum WHE 92 kullanılması. Munster peynirinin olgunlaşma periyodu başında yüzeye püskürtülmesi. L. monocytogenes gelişmesini önlemek. Ayrıca bir antilisteriyal uygulama olarak da Enterosin 4 Linosin M-18 Bir enterosin üreticisi olan E. faecalis INIA4 Manchego peynirinde starter kültür olarak kullanılması Bre. lines bir starter kültür olarak kırmızı lekeli peynir üretiminde kullanılması Nisin A Ricotta peynirinde L. monocytogenes kontrollünde kullanımı kullanılabilir. L. monocytogenes Ohio inhibasyonu L. ivanovi ve L. monocytogenes 2 log azalmaya sebep olmaktadır. L. monocytogenes 8 hafta için inhibe edilmiştir. Tablo 4. Dünyada süt ürünlerinde nisin kullanımı ve maksimum düzeyleri [12]. Ülke Kullanılmasına izin verilen ürün Maksimum düzey (IU/g) Arjantin Eritme peynir 500 Avusturalya Peynir, eritme peynir Limit yok Belçika Peynir 100 Kıbrıs Peynir Limit yok Fransa Eritme peynir Limit yok İtalya Peynir 500 Hollanda Peynir, eritme peynir, peynir tozu 800 Rusya Diyet işlenmiş peynir 8000 İngiltere Peynir, krema Limit yok Amerika Eritme peynir 10000 40
Seçkin, A.K.,Tosun, H., Aritürk, R. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2010 (3) 36-46 Laktik asit bakterilerinin bir gıda koruyucusu olarak kullanılmasını doğuran başlıca sebepler; doğal protein olmaları, toksik bir etkiye sahip olmamaları, ökaryotik hücrelere karşı inaktif olmaları ve genel olarak ısıya karşı dirençli olmaları olarak sıralanabilmektedir. Geniş bakteri öldürme aktivitesi birçok gram pozitif bakteriyi etkilemektedir. Ayrıca laktik asit bakterileri, patojen olan L. monocytogenes, B. cereus, S. aureus, ve Salmonella gibi bazı gram negatif bakterilere zarar vermektedir. Bu sebeplerden dolayı son zamanlarda bakteriyosinlerin gıdalarda biyolojik bir koruyucu olarak kullanımı büyük ilgi çekmektedir. Bir bakteriyosin olan nisin değişik peynirlerde Clostridium botulinum ve L. Monocytogenes patojenlerine karşı kullanılmaktadır. Pediyosin AcH adlı bakteriyosin süt, Cheddar ve Munster peynirlerinde L. monocytogenes, S. aureus ve E. coli ye karşı, laktisin 3147 Cheddar, Cottage peynirlerinde ve yoğurtta L. monocytogenes and B. cereus a karşı ve enterosin AS-48 süt ve Manchego peynirinde B. cereus, S. aureus ve L. monocytogenes patojenlerine karşı kullanılabileceği belirtilmiştir [13]. Şekil 2 de bir bakteriyosin olan enterosinin L. monocytogenes hücreleri üzerindeki etkisi mikroskobik olarak incelenmiştir. Şekil 2 de açıkça görüldüğü gibi enterosin konsantrasyonu artığında L. monocytogenes hücrelerinde önemli zararlar gözlenmiştir Şekil 2. Enterosinin L. monocytogenes hücrelerinde oluşturduğu zarar. (A) Enterosin AS-48 uygulanmayan hücre, (B) 0.1 μg/ml enterosin AS-48 uygulanan hücreler (2 saat), (C ve D) 3 μg/ml enterocin AS-48 uygulanan hücreler (10 dak.) [13]. Peynir paketlemede kullanılan vakum poşetlere bakteriyosin ilavesi ile raf ömrünün uzatılması ile ilgili çalışmalar yapılmıştır. Nisin ve laktisin 3147 bakteriyosinlerinin peynir paketleme biyoaktifleri olarak kullanılması, L. innocua ve S. aureus bakterilerine karşı koruma sağlamış ve raf ömrünü uzatmıştır [14]. Yağsız süt ve taze peynirde Staphylococcus aureus un kontrolü amacıyla enterosin AS 48 bakterisi kullanılmış ve bir haftalık depolama sürecinde yüksek oranda inhibasyon sağlanmıştır [15]. 41
Teknolojik Araştırmalar: GTED 2010 (3) 36-46 Şekil 3. Pastörize sütte Staphylococcus aureus değişimi; 37 C de nisin varlığında ( ), iki fazlı litik bakteriyofaj varlığında ( ), nisin ve bakteriyofajlar varlığında, ( ), nisin ve bakteriyofajların yokluğunda ( ) [16]. Pastörize sütte S. aureus patojenine karşı nisin ve iki litik fajın kombine etkisinin araştırıldığı bir çalışmada, Şekil 3 de görüldüğü gibi nisin ve litik bakteriyofajların kombine kullanılması S. Aureus üzerinde önemli bir etki yapmıştır. Nisin ve fajlar birlikte kullanıldığında sinerjik bir etki gözlenmiştir [16]. Şekil 4. Nisinin peynirdeki L. monocytogenes patojeni üzerine etkisi [17]. Nisinin peynirlerde L. monocytogenes üzerine önemli etkisi olduğu Şekil 4 de görülmektedir. Diğer bir bakteriyosin olan laktisinin yüksek basınç ile uygulamasının L. innocua üzerine etkisi Şekil 5 de verilmiştir. Şekil 5 de görüldüğü gibi basınç ve laktisin miktarı arttıkça L. innocua değerlerinde önemli azalmalar gözlenmiş, hatta belli değerlerde L. innocua gelişmesi durmuştur [17]. 42
Seçkin, A.K.,Tosun, H., Aritürk, R. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2010 (3) 36-46 Peynir üreticilerinin yıllardır bakteriyosinlerden faydalanmaları ve bakteriyosinlerin ısıl ve ısıl olmayan uygulamalar, yüksek basınç, darbeli elektrik alanı ve diğer antimikrobiyaller ile kombine bir şekilde kullanılması, diğer süt ürünlerinde de uygulanabilirliği fikrini akla getirmektedir [18]. Tablo 5 te süt ve süt ürünlerinde nisinin diğer uygulamalar ile kombine kullanılmasının değişik mikroorganizmalar üzerine etkisi gösterilmiştir. Williopsis saturnus var. Saturnus adlı maya, toksin üreten mayaları öldürücü etkisi ile bilinmektedir. Bu mayanın peynirlerde bozucu mayalarına karşı biyolojik koruyucu olarak araştırıldığı bir çalışmada, yapılan laboratuar denemelerinde peynir üretiminde williopsis saturnus var. saturnus mayasının kullanılması, zararlı mayalar olan Saccharomyces cerevisiae ve Kluvyveromyces marxianus mayalarının gelişmesini engellemiştir. Bu mayanın peynir üretiminde bozulmayı kontrol etmek amacıyla etkili bir şekilde kullanılabilecek bir biyolojik koruyucu olduğu belirtilmiştir [19]. Şekil 5. Laktisinin basınç ile uygulamasının peynirdeki L. innocua üzerine etkisi [17]. Son zamanlarda koruyucu kültürlerin ticari uygulamaları olarak, yine süt ve süt ürünlerinin raf ömrünü uzatmak amacıyla bazı ürünler geliştirilmiştir. Bu ürünler: Microgard, Bioprofit, ALTA 2341, ALC 01 ve FARGO 23 olarak belirtilmiştir [1]. Microgard, yağsız sütün Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii ile fermentasyonundan elde edilen pastörize edilmiş bir üründür. Bu ürün, Pseudomonas, Salmonella ve Yersinia gibi gram negatif bakterileri, küf ve mayaları önlemektedir. Fakat gram pozitif bakteriler ( Bacillus cereus, Staphylococcus aureus ve Listeria monocytogenes) üzerinde etkisi yoktur. Genel olarak peynirde ve meyveli yoğurtlarda kullanılmaktadır. Bir diğer ticari ürün olan Bioprofit, Lactobacillus rhamnosus LC705 ve Propionibacterium freudenreichii JS içermektedir. Bioprofit süt ürünlerinde küf ve mayaları önlemek amacı ile kullanılmaktadır. ALTA 2341 Pediococcus acidilactici fermentasyonundan üretilmiştir. Peynir 43
Teknolojik Araştırmalar: GTED 2010 (3) 36-46 üretiminde Listeria monocytogenes gelişmesini engellemektedir. ALC 01 de özellikle yumuşak peynir için geliştirilmiş patentli bir diğer antilisterial kültürdür. FARGO 23 ise ALTA 2341 ile aynı metabolitleri içeren fakat pediosin üreten daha fazla canlı kültüre sahiptir. Fransa da çiğ süte ilave edilerek, çiğ sütten peynir üretimi planlanmıştır [1]. Tablo 5. Süt ve süt ürünlerinde nisinin diğer uygulamalar ile kombine kullanılmasının değişik mikroorganizmalar üzerine etkisi [18]. Kombine uygulama Hedef İnaktivasyon Nisin dozu Uygulama Proses şartları Ürün mikroorganizma (log birim) 75 IU ml -1 Isı 117 o C, 2s Süt Doğal flora >5 1000 IU ml -1 Monolaurin 250 µg ml -1 Yağsız süt B. cereus B. coagulans B. subtilis B. licheniformis 1,5 <5 <5 4 100 IU ml -1 Reuterin 8 Au ml -1 Süt L. monocytogenes Staphylococcus aureus 4 <1 100 IU ml -1 LPS a 0.8 ABTSU ml -1 Süt L. monocytogenes <6 7 IU ml -1 HP b 500 MPa, 30 min, 25 o C Peynir Aerobik mezofilik bakteri >2 CNQ c HP b 500 MPa, 5 min, 10 o C 400 IU ml -1 Lizozim ve HP b 400 µg ml -1 Peynir S. aureus 2,5 7 Süt Escherichia coli 4 20 IU ml -1 HIPEF d 50 MPa, 15 min, 20 o C 35 kvcm -1, 2400 µs 100 IU ml -1 HIPEF d 50 kvcm -1, 50 pulses 38 IU ml -1 Lizozim ve HIPEF d 1638 IU ml -1, 80 kv cm -1, 50 pulses, 52 o C a LPS: laktoperoksidaz sistemi b HP: yüksek basınç c HIPEF: yüksek yoğunluklu darbeli elektrik alanı d CNQ: konsantrasyon ölçülmemiş Yağsız süt Yağsız süt Çiğ yağsız süt S. aureus 6 L. innocua <4 Doğal flora 7 44
Seçkin, A.K.,Tosun, H., Aritürk, R. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2010 (3) 36-46 3. Sonuç Tüketicilerin giderek bilinçlenmesi ve kimyasal koruyuculardan kaçınması, gıdalardaki mikrobiyal bozulmaların kontrol edilmesinde biyokoruma yönteminin kullanılmasını artırmaktadır. Süt ve süt ürünlerinde çoğunlukla laktik asit bakterileri ve özellikle bakteriyosinler kullanılarak, ürün güvenli hale getirilmekte ve raf ömrü uzatılabilmektedir. Koruyucu kültürlerin kullanımı ürünlerin raf ömrünü doğal yöntem ile uzatarak ürün israfını azaltmakta ve ekonomik değer katmaktadır. Sonuç olarak doğal ve insan sağlığına zarar veren mikroorganizmaların inhibe edildiği ürünlere taleplerin artması, biyokoruma yöntemini daha çok ileriye taşıyacaktır. Süt endüstrisinde biyokoruma yönteminin kullanımı ile ilgili daha çok araştırmaya ihtiyaç vardır. 4. Kaynaklar 1. Kesenkaş, H., Gürsoy, O., Kınık, Ö., Akbulut, N., 2006. Extension of shelf life of dairy products by biopresevation: protective cultures. Gıda 31: 217 223. 2. Schnürer, J., Magnusson, J., 2005. Antifungal lactic acid bacteria as biopreservatives. Trends in Food Science & Technology 16: 70 78. 3. Kabuki, T., Uenishi, H., Watanabe, M., Seto, Y., Nakajima, H., 2006. Characterization of a bacteriocin, Thermophilin 1277, produced by Streptococcus thermophilus SBT1277. Journal of Applied Microbiology: 971 980. 4. Gálvez, A., Abriouel, H., López, R. L., Omar, N. B., 2007. Bacteriocin-based strategies for food biopreservation. International Journal of Food Microbiology 120: 51 70. 5. Devlieghere, F., Vermeiren, L., Debevere, J., 2004. New preservation technologies: Possibilities and limitations. International Dairy Journal 14: 273 285. 6. Gürsel, A., Şenel, E., Yaman, Ş., 2004. Use of a biopreservative culture against yeast and mould growth in set-type yoghurt. Gıda 29: 283 289. 7. Özcan A. Ö., Aran N., 2003. Laktik asit bakterilerinin gıda muhafazasında koruyucu kültür olarak kullanımları. Gıda Teknolojisi: 60 64. 8. Doyle, M. P., Meng, J., 2006. Bacteria in food and beverage production. Prokaryotes 1: 797 811. 9. Gautam, N., Sharma, N., 2009. Bacteriocin: safest approach to preserve food products. Indian J Microbiol 49:204 211. 10. Rodriguez, E., Calzada, J., Arques J. L., Rodriguez, J. M., Nunez, M., Medina, M., 2005. Antimicrobial activity of pediocin-producing Lactococcus lactis on Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus and Escherichia coli O157:H7 in cheese. International Dairy Journal 15: 51 57. 11. Lind, H., Jonsson, H., Schnqrer, J., 2005. Antifungal effect of dairy propionibacteria-contribution of organic acids. International Journal of Food Microbiology 98: 157 165. 12. Cleveland, J., Montville, T. J., Nes, I. F., Michael L. Chikindas, M. L., 2001. Bacteriocins: safe, natural antimicrobials for food preservation. International Journal of Food Microbiology 71: 1 20. 13. Ananou, S., Maqueda, M., Martínez-Bueno, M., Valdivia, E., 2007. Biopreservation, an ecological approach to improve the safety and shelf-life of foods. Communicating Current Research and Educational Topics and Trends in Applied Microbiology: 475 486. 45
Teknolojik Araştırmalar: GTED 2010 (3) 36-46 14. Scannella, A. G. M., Hill, C., Ross, R. P., Marxe, S., Hartmeiere, W., Arendt, E. K., 2000. Development of bioactive food packaging materials using immobilised bacteriocins Lacticin 3147 and Nisaplin. International Journal of Food Microbiology 60: 241 249. 15. Munoz, A., Ananoua, S., Galvez, A., Martınez-Bueno, M., Rodrıguez, A., Maqueda, M., Valdivia, E., 2007. Inhibition of Staphylococcus aureus in dairy products by enterocin AS-48 produced in situ and ex situ: Bactericidal synergism with heat. International Dairy Journal 17: 760 769. 16. Martínez, B., Obeso, J. M., Rodríguez, A., García, P., 2008. Nisin-bacteriophage crossresistance in Staphylococcus aureus. International Journal of Food Microbiology 122: 253 258. 17. Ross, R. P., Morgan, S., Hill, C., 2002. Preservation and fermentation: past, present and future. International Journal of Food Microbiology 79: 3 16. 18. Sobrino-Lopez, A., Martı n-belloso, O., 2008. Use of nisin and other bacteriocins for preservation of dairy products. International Dairy Journal 18: 329 343. 19. Liu, S. Q., Tsao, M., 2009. Inhibition of spoilage yeasts in cheese by killer yeast Williopsis saturnus var. saturnus. International Journal of Food Microbiology 131: 280 282. 46