GIDA i SAYFALARI 2014-4
Transkript
GIDA i SAYFALARI 2014-4
GIDA (G›da Teknolojisi Derne¤i Yay›n›) THE JOURNAL OF FOOD (Published by the Association of Food Technology; Turkey) Cilt / Volume: 39 • Say› / Number: 4 • 2014 ‹ki ayda bir yay›mlan›r / Published bimonthly ISSN 1300 - 3070; ISSN 1309 - 6273 (GIDA on-line) Sahibi / Owner G›da Teknolojisi Derne¤i Ad›na / On behalf of the Association of Food Technology; Turkey Prof. Dr. A. Kadir HALKMAN Yönetim Kurulu Baflkan› / President of the Association Editörler Kurulu / Editorial Board Danışma Kurulu / Advisory Board Baş Editör/ Editor-in Chief Halkman, A. Kadir Ankara University, Turkey Alichanidis, Efstathios Aristotle University of Thessaloniki, Greece Aran, Necla Istanbul Technical University, Turkey Art›k, Nevzat Ankara University, Turkey Baysal, Taner Ege University, Turkey Boyac›, ‹smail Hakk› Hacettepe University, Turkey Certel, Muharrem Akdeniz University, Turkey Draughon, Ann Tennessee University, USA Ekfli, Aziz Ankara University, Turkey El Soda, Morsi University of Alexandria, Egypt Fogliano,Vincenzo University of Napoli Federico II, Italy Ghosh, Bikash C. National Dairy Research Institute, India Gollop, Natan The Volcani Center, ARO, Israel Gökmen, Vural Hacettepe University, Turkey Griffiths, Mansel University of Guelph, Canada Gö¤üfl, Fahrettin Gaziantep University, Turkey Gümüflkesen, Aytaç Sayg›n Ege University, Turkey Güven, Mehmet Cukurova University, Turkey Heperkan, Dilek Istanbul Technical University, Turkey Ho, Chi-Tang The State University of New Jersey, USA Kaya, Mükerrem Atatürk University, Turkey Kaymak-Ertekin, Figen Ege University, Turkey Koçak, Celalettin Ankara University, Turkey Köksel, Hamit Hacettepe University, Turkey Morales, Francisco J. CSIC Instituto del Frío, Spain Mujtaba, Mustafa G. Florida Gulf Coast University, USA Ögel, Zümrüt Middle East Technical University, Turkey Özilgen, Mustafa Yeditepe University, Turkey Paalme, Toomas Tallinn University of Technology, Estonia Parlar, Harun Technical University of Munich, Germany Raspor, Peter University of Ljubljana, Slovenia Rezessy-Szabo, Judit M. Corvinus Universty of Budapest, Hungary fiahin, Serpil Middle East Technical University, Turkey Üstünol, Zeynep Michigan State University, USA Yetiflemiyen, Atila Ankara University, Turkey Editörler / Co-Editors Çak›r, ‹brahim Abant ‹zzet Baysal University, Turkey Taban, Birce Ankara University, Turkey Tekin, Aziz Ankara University, Turkey Velio¤lu, Y. Sedat Ankara University, Turkey Yönetim Yeri Adres / Address Büyükelçi Sokak No: 18/1 Kavakl›dere/ Ankara Turkey Tel: (+90) 312 596 1180 • Faks: (+90) 312 317 8711 E-posta / E-mail: [email protected] URL: http://www.gidadernegi.org/dergi.asp Yayın Türü: Yayg›n süreli ve hakemli Basım Yeri / Printing House Sim Matbaac›l›k Ltd. fiti ‹vedik Organize San. Böl. Mat-Sit ‹fl Mrk. 1518. Sk. No:2/14 Yenimahalle / Ankara Turkey Tel : (+90) 312 230 22 09 Faks: (+90) 312 230 41 39 e-mail: [email protected] Yayın Tarihi / Publication Date 15 08 2014 Bu dergi, uluslararas› CAB Abstracts, Citefactor, Index Copernicus, EBSCO, ULAKBİM (Yaflam Bilimleri) FAO Agris ve DOAJ veri tabanlar› kapsam›ndad›r. This journal is covered by CAB Abstracts, Citefactor, Index Copernicus, EBSCO, ULAKBİM (National Databases) FAO Agris and DOAJ database systems. i İçindekiler / Content Tuncer BÖ, Tuncer Y; Exopolysaccharide Producer Streptococcus thermophilus St8.01 Strain; A Potential Probiotic Culture / Ekzopolisakkarit Üreticisi Streptococcus thermophilus St8.01 Suflu; Potansiyel Probiyotik Kültür . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195-202 Baysal T, Ergün AR, Akgün B, Karc› G, Kaplan N; Dondurma ‹flleminde Baz› ön Uygulamalar›n Çilek ve Mandalinan›n Kalite Özelliklerine Etkilerinin ‹ncelenmesi / Determining the Effects of some Pretreatments on the Quality Characteristics of Strawberry and Mandarin in Freezing Process . . . . . . . . . . .203-210 K›l›ç Y, Yüksekda¤ ZN, Yüksekda¤ H; Lactobacillus ve Bifidobacterium Cinsi Bakterilerin Beta Galaktosidaz Enzim Aktivitelerinin Belirlenmesi / Beta Galactosidase Enzyme Activities of Lactobacillus and Bifidobacterium Genus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .211-218 Tahmaz H, Söylemezo¤lu G; Farkl› Vinifikasyon Tekniklerinin Kalecik Karas› fiaraplar›ndaki Fenolik Bileflik ‹çeriklerine Etkisi / Effects of different Vinification Techniques on Phenolic Compounds In Kalecik Karasi Wines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219-226 Kamilo¤lu S, Pasl› AA, Çapano¤lu E, Özçelik B; Kuru Meyvelerin Kuruyemifller ile Birlikte Tüketiminin Flavonoidlerin in vitro Biyoyararl›l›¤›na Etkisinin ‹ncelenmesi / Investigating the in vitro Bioavailability of Flavonoids During Consumption of Dried Fruits with Nuts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227-233 Büyüks›r›t T, Kuleaflan H; Fourier Dönüflümlü K›z›lötesi (FTIR) Spektroskopisi ve G›da Analizlerinde Kullan›m› / Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy and Utilization in Food . . . . . . . .235-241 Arslan S, Erbafl M; Selüloz ve Selüloz Türevi Diyet Liflerin Özellikleri ve F›r›n Ürünlerinde Kullan›m ‹mkanlar› / The Properties of Cellulose and Derivatives Dietary Fibers and Useability in Bakery Products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .243-250 Söbeli C, Kayard› C; Et Kalitesini Belirlemede Yeni Teknikler / New Techniques for Predicting Meat Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .251-258 ii Editörden, Merhaba, GIDA Dergisi Y›l 2014; Cilt 39; Say› 4 [Temmuz-A¤ustos 2014] 2014 Haziran ortas›na gelmeden elektronik ortamda yay›mland›. Bir di¤er deyifl ile henüz 3. say› matbaaya gitmeden önce 4. say›m›z da haz›rland›. Çok muhtemelen meslektafllar›m›za bas›l› dergi olarak 39/3 ve 39/4 say›lar› Temmuz 2014 bafl›nda beraberce gönderece¤iz. GIDA Dergisi 2014 y›l›; Cilt 39; Say› 4'te 1 ‹ngilizce ve 4 Türkçe araflt›rma makalesi ile 3 derleme makalesi var. Dikkat çekebilir: ‹lk olarak 2013 y›l›; 38. cilt; 3. say›da DOI numaral› 3 makale yay›mlad›k. Devam›nda 4. say›da DOI numaral› 5 makale ve sonras›nda her dergide DOI numaral› 8 makale olmak üzere bu güne geldik ama bu say›da DOI numaras› alm›fl makale say›s› 7’dir. Yani bir eksi¤imiz bulunuyor. DOI numaras›, bir anlamda uluslararas› geçerli olan bir makale kimli¤idir. GIDA Dergisi olarak DOI numaras›n› çok yaklafl›k 1 y›l süre ile ticari bir kurulufltan ald›k. Sonra kendimizin do¤rudan DOI numaras› almas› gereklili¤i ortaya ç›kt›. Gereken baflvurular›m›z› yapt›k ama hemen arkas›ndan baflka bir sürece girdik. DOI numaras› ile ilgili bu süreç içinde birkaç aksama olacak gibi görülüyor ancak elimizden gelen gayreti gösteriyoruz. Önümüzde 05-07 Kas›m 2013 tarihlerinde Kufladas› Pine Bay Otelde yapaca¤›m›z 2. Uluslararas› G›da Teknolojisi Kongresi oldu¤unu ve http://www.intfoodtechno2014.org adresinde kay›tlar›n devam etti¤ini hat›rlatmak isterim. Kongre için bildiri özeti gönderilme süresi bitmifl de¤ildir ve bildiri özetleri gelmeye devam etmektedir. Sadece geç gönderilen bildiri özetleri kabul edilirse, yazarlar›n›n erken kay›t ödeme flans› azalmaktad›r. Sevgi ve sayg›lar›mla, Prof. Dr. A. Kadir Halkman iii A Message from the Editor-in-Chief Hello, The forth issue of volume 39 of the year 2014 has been published in electronic media before the midst of June. In other words; forth issue has also been prepared before the printing of the third issue. We will very probably send the printed 39/3 and 39/4 issues together to our colleagues at the beginning of July 2014. In addition to 1 research article in English and 4 research articles in Turkish, there are 3 review articles in the forth issue of volume 39 of the year 2014. It may receive attention: We published 3 articles with DOI number in the third issue of volume 38 of the year 2013. Subsequently, there are 5 articles with DOI in the forth issue and thenceforth we have come with 8 articles with DOI in each issue, but the number of article with DOI number in this issue is 7. In other words, we have one absent. DOI number, in a sense, is an article identifier that is valid internationally. The FOOD Journal has received its DOI number from a commercial entity for approximately 1 year. Then, the necessity of getting the DOI number directly by ourselves had come out. We made our application, but we have immediately entered another process after that. It seems that there will be a few disruptions in this process regarding the DOI number, but we strive our best. I would like to remind you once again that there will be the 2nd International Congress on Food Technology at Pine Bay Hotel in Kufladas› on 05-07 November, 2013 and the registration has been continuing at http://www.intfoodtechno2014.org. The time for abstract submission for the Congress has not been finished yet and the submission of abstracts has been continuing. Only if late-submitted abstracts are accepted, the chance of early registration of their authors is decreased. Best Regards, Prof. A. Kadir Halkman iv GIDA (2014) 39 (4):195-202 doi: GD14015 Research / Araflt›rma EXOPOLYSACCHARIDE PRODUCER STREPTOCOCCUS THERMOPHILUS ST8.01 STRAIN; A POTENTIAL PROBIOTIC CULTURE Banu Özden Tuncer1*, Yasin Tuncer1 Faculty of Engineering, Department of Food Engineering, Süleyman Demirel University, Isparta, Turkey 1 Received / Gelifl tarihi: 17.02.2014 Received in revised form /Düzeltilerek Gelifl tarihi: 21.03.2014 Accepted / Kabul tarihi: 24.03.2014 Abstract The aim of this study was to determine the probiotic potential of exopolysaccharide (EPS) producer Streptococcus thermophilus ST8.01 strain. This strain was able to survive at pH 3 and 1% bile salt. Viable counts were enumerated as 4.80±0.04 and 2.11±0.06 log cfu/mL after exposure to 0.4% phenol and gastric juice at pH 3, respectively. Strep. thermophilus ST8.01 was able to grow at 100 mg/L lysozyme and showed to have high autoaggregation (49.55±6.24%) and hydrophobicity abilities (67.23±7.16%). The ST8.01 strain was also found sensitive to most clinically important antibiotics. Results obtained in this study suggest that Strep. thermophilus ST8.01 strain may be used as a probiotic starter culture to produce dairy products. Keywords: Streptococcus thermophilus, exopolysaccharide, probiotic properties, antibiotic susceptibility EKZOPOLİSAKKARİT ÜRETİCİSİ STREPTOCOCCUS THERMOPHILUS ST8.01 SUŞU; POTANSİYEL PROBİYOTİK KÜLTÜR Özet Bu çal›flman›n amac›, ekzopolisakkarit (EPS) üreticisi Streptococcus thermophilus ST8.01 suflunun probiyotik potansiyelinin belirlenmesidir. Bu sufl pH 3 ve %1 safra tuzunda hayatta kalma yetene¤ine sahiptir. %0.4 fenol ve pH’s› 3’e ayarlanm›fl mide suyu uygulamas› sonras› canl› hücre say›s› s›ras›yla 4.80±0.04 ve 2.11±0.06 log kob/mL olarak ölçülmüfltür. Strep. thermophilus ST8.01, 100 mg/L lizozim konsantrasyonunda geliflebilme ve yüksek otoagregasyon (%49.55±6.24) ve hidrofobisite (%67.23±7.16) yetene¤ine sahiptir. ST8.01 suflu ayn› zamanda klinik olarak önemli olan antibiyotiklere karfl› duyarl› bulunmufltur. Bu araflt›rmadan elde edilen sonuçlar, Strep. thermophilus ST8.01 suflunun süt ürünleri üretiminde probiyotik starter kültür olarak kullan›labilece¤ini düflündürmektedir. Anahtar kelimeler: Streptococcus thermophilus, ekzopolisakkarit, probiyotik özellikler, antibiyotik duyarl›l›k * Corresponding author/ Yazışmalardan sorumlu yazar [email protected] ✆ (+90) 246 211 1734 (+90) 246 211 1538 195 B. Özden Tuncer, Y. Tuncer 196 INTRODUCTION MATERIAL and METHODS The relation between nutrition and good health has become more interesting during the recent years. Researches have increased to defining of food and food components with this driving force of increasing conscious of population. Probiotic products were defined as foods that contain live microorganisms providing positive effects on health of consumers (1). Especially popularity of dairy products with probiotic bacteria have increased day by day and still be demanded on the functional food market (2). Briefly probiotics are defined as "Live microorganisms which when administered in adequate amounts confer a health benefit on the host" by WHO/FAO (3). Lactic acid bacteria, particularly the Lactobacillus and Bifidobacterium spp. are known as probiotics most extensively studied and widely used in dairy products. Besides these species, member of the genera Enterococcus, Streptococcus and Propionobacterium are also esteemed as probiotics (4). Strep. thermophilus is a common dairy starter extensively used in the production of yogurts, cheese and some fermented milk products. Strep. thermophilus which is recognized as safe (GRAS), can survive in the gastrointestinal system; even though it is known that the ability to attach to intestinal epithelial cells is relatively weak and it could be damaged in gastric acidic condition (5-7). Also it has some inherent functional properties important for food industry such as organoleptic, technological and nutritional advantages (8). Besides these beneficial effects it is indicated that Strep. thermophilus can promote the health of human and animals. Different researchers reported that Strep. thermophilus can improve the intestinal microflora, prevent diarrhea induced by using antibiotics, reduce the lactose intolerance and the risks of certain cancers, ulcers, imflammation, stimulate the immune system, and also it can be used for curing some atopic dermatitis (9-17). In addition many Strep. thermophilus strains have most of the probiotic characteristics (resistance to bile salts, low pH degrees and gastric juice, hydrophobisity activitiy, etc.) desired for starter culture development processes (18, 19). The goal of this study was to determine some probiotic properties and antibiotic susceptibility of Strep. thermophilus ST8.01 which was characterized as exopolysaccharide (EPS) producer previously (20) isolated from homemade yogurt. Bacterial Strain and Growth Condition Streptococcus thermophilus ST8.01 strain used in this study was previously isolated from homemade yoghurt and characterized as EPS producer (20). Strain ST8.01 was grown in M17 broth (Merck KgaA, Darmstadt, Germany) with 5% glucose (GM17) during the experiments. Stock culture of the strain was maintained at -20 °C in GM17 broth added with 15% glycerol. Bile Salt Resistance and Acid Tolerance Ability of tolerance for bile salts was determined based on the method of Gilliland and Walker (21) with slight modifications. Strep. thermophilus ST8.01 was inoculated (1 %, v/v) in GM17 broth supplemented with 0.3%, 0.5% and 1% (w/v) ox bile (Acumedia, Lansing, Michigan, USA) and without ox bile as a control incubated at 37 °C. Survival of the strain was determined on the GM17 agar as colony forming units (cfu) at 0. h and 24. h. Inhibition (%) was calculated with the following equation: Inhibition % = {[(initial cfu/mL) - (final cfu/mL)] / [initial cfu/mL]} x 100 (1) For detecting of low pH tolerance, the pH of the 2 mL volume of sterile phosphate-buffered saline (PBS) was adjusted to 1, 3 and 5 with 1M HCl and pH 7.2 as control. Overnight culture of ST8.01 strain was harvested by centrifuged at 3000 g (10 min, 4 °C) and washed once in sterile PBS. Pellet resuspended into PBS one-tenth of the culture volume was centrifuged. The 0.1 mL of suspension was added into 2 mL PBS at pH 1, 3 and 5 then incubated at 37 °C. Viable cells were enumerated at 0., 1., 2., 3. and 4. h on GM17 agar plates (22). Tolerance to Simulated Gastric Juice Sterile saline solutiun (0.5%, w/v) with pepsin (Sigma-Aldrich, St Louis, Missouri, USA) (0.3%, w/v) adjusted to pH 2 and 3 were used to simulate gastric condition. 30 mL overnight culture was centrifuged at 6000 g at 5 °C for 20 min. Pellet was washed twice with K2HPO4 (50 mM, pH 6.5) and then resuspended in 3 mL of the same buffer. 1 mL of resuspended culture was centrifuged at 12000 g (5 min, 5 °C) and resuspended in gastric juice (10 mL) pH 2 and 3. At the begining of incubation period and at the end of 3 h incubation Exopolysaccharide Producer Streptococcus thermophilus... time viable cell counts were performed on GM17 agar (18). Inhibition (%) was calculated with equation 1. The percentage of cell cerface hydrophobicity was determined using the following equation: Resistance to Lysozyme and Survival in The Presence of Phenol Antibiotic Susceptibility The effect of lysozyme on the growth on Strep. thermophilus ST8.01 was examined by the method of Brennan et al. (23). The activated culture was inoculated (2%, v/v) into GM17 broth with and without 100 mg/L lysozyme (Sigma-Aldrich). Bacterial cells were counted on GM17 agar plates at 0., 3. and after 24 h incubation at 37 °C. Survival of the Strep. thermophilus ST8.01 in the presence of phenol was determined based on the method of Teply (24). Overnight culture was inoculated (2%) into 10 mL GM17 broth with and without 0.4% phenol and incubated at 37 °C. Viable cell numbers were determined at 0., 3. and 24. h of incubation on GM17 agar plates. Inhibition (%) was calculated with equation 1 for phenol treatment. Increase (%) was calculated with equation 2 for lysozyme treatment: Increase % = {[(final cfu/mL) - (initial cfu/mL)] / [final cfu/mL]} x 100 (2) Autoaggregation Assays Overnight culture was harvested by centrifugation at 7000 g (10 min, 20 °C) and washed with sterile saline (0.85% NaCl, w/v). Cell consantration was adjusted A660 nm = 0.3 within sterile saline and incubated at 37 °C for 60 min. The end of the incubation period suspension was centrifuged at 300 g (2 min, 20 °C) and absorbance of the supernatant (A60) was measured (25). Autoaggregation was calculated with the following equation: Autoaggregation = (A0 – A60) / A0 x 100 (3) Hydrophobicity Bacterial culture was centrifuged at 5000 g for 15 min after growth in GM17 broth overnight. Pellet was washed twice in sterile PBS and resuspended in KNO3 (0.1 M, pH 6.2) then absorbance of the cell suspension was adjusted at A0 = 0.5-0.6 (600 nm). 1 mL of xylene was added to cell suspension and incubated at room temperature for 10 min. After this preincubation time suspension was vortexed (2 min) to mix the two phase system and incubated at room temperature. At the end of the 20 min, aquase phase was removed carefully and its absorbance was measured at 600 nm (A1) (26). Hydrophobicity = 1 – (A1 / A0) x 100 (4) Disc diffusion method was used to determine antibiotic susceptibility of Strep. thermophilus ST8.01 against vancomycin (30 µg, Oxoid Ltd, Wade Road, Basingstoke, Hants, UK), tetracycline (30 µg, Oxoid), streptomycin (300 µg, Oxoid), penicillin G (10 units, Oxoid), erythromycin (15 µg, Oxoid), ampicillin (10 µg, Oxoid), chloramphenicol (30 µg, Oxoid), gentamicin (120 µg, Oxoid), norfloxacin (10 µg, Oxoid) and sulphamethoxazole/ trimethoprim (1.25+23.75 µg, Oxoid). Inhibition zones were measured as diameter (mm) and results were expressed as susceptible, moderate susceptible and resistant by comparing with the interpretative zone diameters given by Clinical and Laboratuary Standards Institute (27). RESULTS and DISCUSSION Bile Salt Resistance and Acid Tolerance Bile tolerance has been described as an important factor for the survival and growth of LAB in the intestinal tract (21). Probiotic strains must be resistant to bile salt at 0.3% if these are to be used for human beings (28). In our study Strep. thermophilus ST8.01 maintained the viability at three concentrations of bile salt (0.3%, 0.5% and 1%, w/v) after 24 h incubation. The highest inhibition percentage of this strain was detected as 38.34 at 1% bile salt (Figure 1). Similar to our results, Iyer et al. (29) showed that two Strep. thermophilus strains survived at 0.5%, 1% and 2% bile salt concentrations after 180 min. Conversely Vinderola and Reinheimer (18) informed that bile resistance of Strep. thermophilus strains was poor Figure 1. Effect of bile salt concentrations on the viability of Strep. thermophilus ST8.01 at 37 °C for 24 h. 197 B. Özden Tuncer, Y. Tuncer and most of the strains were inhibited at 0.5% bile salt. In addition some researchers indicated that many S. thermophilus were inhibited at 0.15% bile salt (30). Contrary of this statement Strep. thermophilus ST8.01 survived even after 24 h at 1% bile salt as specified by Mahmood et al. (31). The growth of Strep. thermophilus ST8.01 rapidly inhibited at pH 1 at the begining of the incubation and at the end of the two hours ST8.01 was completely inhibited. pH 3 represented less lethal environment to Strep. thermophilus ST8.01 than pH 1 but still cell viability was decreased during incubation and inhibition percentage of this strain was greater than >99.99% at pH 3. However, after 4 h at pH 5 Strep. thermophilus ST8.01 maintained its viability and the inhibition was detected at least (95.43%) for pH 5 among the low pH treatments (Figure 2). Previous studies showed that some Strep. thermophilus strains were dead when exposed to low pH degrees similar with our results (31-34). On the other hand Aswathy et al. (28) reported that most of the lactic acid bacteria isolates including Streptococcus grew at pH 5 and played a role during the fermentation of dairy milk and vegetables. Vinderola and Reinheimer (18) reported that Strep. thermophilus showed to have very poor survival under simulated gastric conditions. Controversially, Pilar et al. (35) and Iyer et al. (29) reported that Strep. thermophilus maintained the viability under the simulated gastrointestinal stress condition. On the other hand the evidence of viable Strep. thermophilus in human feces and so the transit from the gastrointestinal tract were observed from the volunteers consuming the yogurt samples (6, 7). Based on these data and maintanence the vitality of the strain ST8.01 (2.11 log cfu/mL) when exposed to pH 3 with 0.3% pepsin suggested that it may survive when consumed with fermented milk product such as yogurt but to prove that food applications should be done at the further studies. Figure 3. Tolerance to simulated gastric juice of Strep. thermophilus ST8.01 at 37 °C. Resistance to Lysozyme and Survival in The Presence of Phenol Figure 2. Effect of low pH on the viability of Strep. thermophilus ST8.01 at 37 °C. Tolerance to Simulated Gastric Juice Gastric juice studies were done in 3 hours incubation for implementing residence time in stomach condition. Among the lactic acid bacteria Strep. thermophilus was known to show more sensitivity to simulated gastric juice (18). Strep. thermophilus ST8.01 showed significant decrease in the viable counts at pH 2 and pH 3 with 0.3% pepsin after 3 h incubation at 37 °C (Figure 3). For simulated gastric juice experiments at pH 2 and pH 3, inhibition percentage of this strain were calculated as >99.99%. Similar to our results, 198 In this study we determined that Strep. thermophilus ST8.01 was grown even presence of lysozyme at the level of 100 mg/L (Figure 4). Increase percentages of control sample were calculated as 83.78% and 99.55% after first 3 h and 24 h incubation, respectively. For lysozyme experiment, increase percentages were exhibited as 69.80% and 95.32% after first 3 h and 24 h incubation, respectively. Lysozyme is used as attractive preservative to inhibit food spoilage bacteria which are harmful to human health. It is reported that using lysozyme at the levels up to 25 mg/L does not affect the growth of Streptococci and Lactobacilli. Vinderola et al. (36) determined that growth of the probiotic bacteria was not effected by the lysozyme treatment at the level of 25 mg/L and reported that high levels of lysozyme should be used for selecting probiotic starter bacteria. Exopolysaccharide Producer Streptococcus thermophilus... On the other hand Xanthopoulos et al. (30) reported that some Strep. thermophilus showed resistance to 100 mg/L lysozyme. surface (such as hydrophobicity) may affect the autoaggregation ability (40-42). The importance of autoaggregation ability for probiotics is that it might be necessary for their adhesion to the intestinal epithelial cells (43, 44). Based on the previous studies of Canzi et al. (45), Rahman et al. (46), and Kõll et al. (47), Strep. thermophilus ST8.01 has moderate autoaggregation but still this value might be considered to be higher then many of lactic acid bacteria. Hydrophobicity Figure 4. Resistance to lysozyme of Strep. thermophilus ST8.01 at 37 °C. Phenols can be occured in the intestines because of the deamination of some aromatic amino acids from the digested foods through the agency of the bacteria. Therefore tolerance to phenols is a desired probiotic characteristic (21, 37). In the present study, growth of the Strep. thermophilus ST8.01 inhibited after 24 h presence of 0.4% phenol but at the end of the first 3 hours of incubation vitality of the strain ST8.01 was still retain (Figure 5). After 3 hours incubation, inhibition percentage of phenol treated sample was calculated as 64.52%. Different researchers reported that some lactic acid bacteria showed high tolerance to phenol (0.2-0.5%) (38, 39) but Strep. thermophilus was known as very sensitive to this chemical (30). Figure 5. Resistance to phenol (0.4%) of Strep. thermophilus ST8.01 at 37 °C. Autoaggregation Ability Autoaggragation value of Strep. thermophilus ST8.01 was recorded as 49.55±6.24%. Among LAB various autoaggregation values were determined and it was indicated that the autoaggragation ability might be strain dependent. It was also reported that physochemical characteristics of cell Determining of bacterial adherence to hydrocarbons was performed as described by Rosenberg (26) which is generally known as MATH or BATH test. Strep. thermophilus ST8.01 was showed 67.23±7.16% affinity to xylene. Previous studies indicated that lactic acid starter species have lower hydrophobicity (under 32%) than other lactic acid bacteria. However most of the probiotic bacteria among the lactic starters have higher affinity to hydrocarbons than 32% (18). Although studies for determining of hydrophobicity of Strep. thermophilus have been rarely done and it is reported that hydrophobicity of Strep. thermophilus varied from 24% to 98% depending on their source (48). In this study hydrophobicity value of Strep. thermophilus ST8.01 was also found higher than many of the Strep. thermophilus strains (67.23±7.16%) as similar with the study of Iyer et al. (29). Antibiotic Susceptibility Strep. thermophilus ST8.01 was assayed to 10 antibiotics using disc diffusion method. Strain ST8.01 exhibited complete susceptibility to nine antibiotics. This strain showed moderate susceptibility to only sulphamethoxazole/ trimethoprim. Previous studies confirmed that Strep. thermophilus is usually showed susceptibility to tetracycline, erythromycin, chloramphenicol, cephalothin, quinupristin/dalfopristin and ciprofloxacin while it has moderate susceptibility to high resistance to gentamicin, kanamycin and streptomycin (49-51). It is also reported that Strep. thermophilus used in yoghurt production has not been resistant to ampicillin and penicilin (31, 52), as strain ST8.01. Tosi et al. (53) determined that Strep. thermophilus strains can show atypic antibiotic resistance patterns. In their study some strains were shown resistant to tetracycline and clindamycin while some other resistant to 199 B. Özden Tuncer, Y. Tuncer tetracycline and sensitive to erythromycin at the same time. The major problem is considered as the antibiotic genes might be transferred to pathogenic bacteria including Streptococci, Listeria and Enterococci in the gastrointestinal tract or in digested foods. For this reason complete susceptibility to clinically important antibiotics of Strep. thermophilus ST8.01 is adventageous. CONCLUSION In this study, maintenance the vitality of Strep. thermophilus ST8.01 under some gastrointestinal stress conditions (bile salt, lysozyme, phenol and situmulated gastric juice); having autoaggregation and hydrophobicity abilities are required properties for probiotic cultures. Besides these features, if we consider rapid acidification, good proteolitic activity and good flavour compound production of EPS-producing Strep. thermophilus ST8.01 (20), this strain may be a candidate for probiotic starter culture. REFERENCES 1.Shah NP. 2001. Functional foods from probiotics and prebiotics. Food Technol, 55: 46-53. 2.Agrawal R. 2005. Probiotics: an emerging food supplement with health benefits. Food Biotechnol, 19: 227-246. 3.FAO/WHO. Report of a Joint FAO/WHO Working Group on Drafting Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food. 2002. ftp://ftp.fao.org/es/ esn/food/wgreport2.pdf. (Eriflim tarihi 16.02.2012) 4.Sanders ME, In’t Veld JH. 1999. Bringing a probiotic-containing functional food to the market: Microbiological, product, regulatory and labeling issues. Antonie Leeuwenhoek, 76: 293-315. 5.Brigidi P, Swennen E, Vitali B, Rossi M, Matteuzzi M. 2003. PCR detection of Bifidobacterium strains and Streptococcus thermophilus in feces of human subjects after oral bacteriotherapy and yogurt consumption. Int J Food Microbiol, 81: 203-209. 6.Mater DDG, Bretigny L, Firnesse O, Flores MJ, Mogenet A, Bresson JL, Corthier G. 2005. Streptococcus thermophilus and Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus survive gastrointestinal transit of healthy volunteer consuming yogurt. FEMS Microbiol Lett, 250: 185-187. 200 7.Elli M, Callegari ML, Ferrari S, Bessi E, Cattivelli D, Soldi S. 2006. Survival of yogurt bacteria in the human gut. Appl Environ Microbiol, 72: 5113-5117. 8.Leroy F, De Vuyst L. 2004. Lactic acid bacteria as functional starter cultures for the food fermentation industry. Trends Food Sci Tech, 15: 67-78. 9.Pool-Zobel BL, Munzner R, Holzapfel H. 1993. Antigenotoxic properties of lactic acid bacteria in the S. Typhimurium Mutagenicity assay. Nutr Cancer, 20: 261-270. 10.Naidu AS, Bidlack WR, Clemens RA. 1999. Probiotic spectra of lactic acid bacteria (LAB). Crit Rev Food Sci, 38: 13-126. 11.Pochapin M. 2000. The effect of probiotics on Clostridium difficile diarrhea. Am J Gastroenterol, 95: 11-13. 12.Rizkalla SJ, Luo W, Kabir M, Chevalier A, Pacher N, Slama G. 2000. Chronic consumption of fresh but not heated yogurt improves breath-hydrogen status and short-chain fatty acid profiles: A controlled study in healthy men with or without lactose maldigestion. Am J Clin Nutr, 72: 1474-1479. 13.Wollowski I, Rechkemmer G, Pool-Zobel BL. 2001. Protective role of probiotics and prebiotics in colon cancer. Am J Clin Nutr, 73: 451-455. 14.Isolauri E, Sutas Y, Kankaanpää P, Arvilommi H, Salminen S. 2001. Probiotics: effects of immunity. Am J Clin Nutr, 73: 444-450. 15.Bojrab G. 2002. Composition, of L. bulgaricus and S. thermophilus, for the treatment of gastrointestinal disorders, hyperlipidemia, autoimmune diseases, and obesity. A61K35/74+M European patent application EP1177794A2, 06-02-2002. Lacpro Ind Llc (US). 16.Di Marzio L, Centi C, Cinque B, Masci S, Giuliani M, Arcieri A, Zicari L, De Simone C, Cifone MG. 2003. Effect of the lactic acid bacterium Streptococcus thermophilus on stratum orneum ceramide levels and signs and symptoms of atopic dermatitis patients. Exp Dermatol, 12: 615-620. 17.Adolfsson O, Meydani SN, Russell RM. 2004. Yoghurt and gut function. Am J Clin Nutr, 80: 245-256. 18.Vinderola CG, Reinheimer JA. 2003. Lactic acid starter and probiotic bacteria: a comparative ‘‘in vitro’’ study of probiotic characteristics and biological barrier resistance. Food Res Int, 36: 895-904. Exopolysaccharide Producer Streptococcus thermophilus... 19.Guarner F, Perdigon G, Corthier G, Salminen S, Koletzko B, Morelli L. 2005. Should yoghurt cultures be considered probiotic? Brit J Nutr, 93: 783-786. 20.Özden-Tuncer B, Tuncer Y. 2011. Properties of exopolysaccharide producer Streptococcus thermophilus ST8.01 isolated from homemade yoghurt. J Food Nutr Res, 50: 50-56. 21.Gilliland SE, Walker DK. 1990. Factors to consider when selecting a culture of Lactobacillus acidophilus as a dietary adjunct to produce a hypocholesterolemic effect in humans. J Dairy Sci, 73: 905-911. 22.Conway PL, Gorbach SL, Goldin BR. 1987. Survival of lactic acid bacteria in the human stomach and adhesion to intestinal cells. J Dairy Sci, 70: 1-12. 23.Brennan M, Wansmail B, Johnson BC, Ray B. 1986. Cellular damage in dried Lactobacillus acidophilus. J Food Protect, 49: 47-53. 24.Teply M. 1984. Ciste mlekarske kultury. Phara. SNTL Nakladatelstvi. Technicke Litertury. In: Starters for Fermented Milks, Kurmann JA (chief ed), IDF Bulletin 227; pp. 41-55. 25.Basson A, Flemming LA, Chenia HY. 2008. Evaluation of adherence, hydrophobicity, aggregation characteristics and biofilm development of Flavobacterium johnsoniae-like isolates from South African aquaculture systems. Microb Ecol, 55: 1-14. 26.Rosenberg M, Gutnick D, Rosenberg E. 1980. Adherence of bacteria to hydrocarbons: a simple method for measuring cell-surface hydrophobicity. FEMS Microbiol Lett, 9: 29-33. 27.CLSI M100-S21. 2011. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing 21 th Informational Supplement. Clinical and Laboratory Standards Institute, Wayne PA, USA. 28.Aswathy RG, Ismail B, John RP, Nampoothiri KM. 2008. Evaluation of the probiotic characteristics of newly isolated lactic acid bacteria. Appl Biochem Biotech, 151: 244-255, 2008. 29.Iyer R, Tomar SK, Kapila S, Mani J, Singh R. 2010. Probiotic properties of folate producing Streptococcus thermophilus strains. Food Res Int, 43: 103-110, 2010. 30.Xanthopoulos V, Ipsilandis CG, Tzanetakis N. 2012. Use of a selected multi-strain potential probiotic culture for the manufacture of set-type yogurt from caprine milk. Small Ruminant Research, 106 :145– 153. 31.Mahmood T, Masud T, Imran M, Ahmed I, Khalid N. 2013. Selection and characterization of probiotic culture of Streptococcus thermophilus from dahi. Int Food Sci Nutr, 64 (4): 494-501. 32.Haller D, Colbus H, Gänzle MG, Scherenbacher P, Bode C, Hammes WP. 2001. Metabolic and functional properties of lactic acid bacteria in the gastro-intestinal ecosystem: a comparative in vitro study between bacteria of intestinal and fermented food origin. Syst Appl Microbiol, 24: 218-26. 33.Maurad K, Meriem K. 2008. Probiotic characteristics of Lactobacillus plantarum strains from traditional butter made from camel milk in arid regions (Sahara) of Algeria. Grasas Aceites, 59: 210-224. 34.Khalil R. 2009. Evidence for probiotic potential of a capsular-producing Streptococcus thermophilus CHCC 3534 strain. Pol J Microbiol, 58: 49-55. 35.Pilar F, Paloma L, Angel LC, Carmen P, Teresa R. 2008. Probiotic strains: survival under simulated gastrointestinal conditions, in vitro adhesion to Caco-2 cells and effect on cytokine secretion. Eur Food Res Technol, 227: 1475-1484. 36. Vinderola CG, Mocchiutti P, Reinheimer JA. 2002. Interactions among lactic acid starter and probiotic bacteria used for fermented dairy products. J Dairy Sci, 85: 721-729. 37.Suscovic J. Brkic B, Matosic S, Maric V. 1997. Lactobacillus acidophilus M92 as potential probiotic strain. Milchwissenschaft, 52: 430-435. 38.Xanthopoulos V, Litopoulou-Tzanetaki E, Tzanetakis N. 2000. Characterization of Lactobacillus isolates frominfant faeces as dietary adjuncts. Food Microbiol, 17: 205-215. 39.Acharya MR, Shah R. 2002. Selection of human isolates of Bifidobacteria for their use as probiotics. Appl Biochem Biotech, 102-103: 81-98. 40.Kos B, Suskovic J, Vukovic S, Simpraga M, Frece J, Matosic S. 2003. Adhesion and aggregation ability of probiotic strain Lactobacillus acidophilus M92. J Appl Microbiol, 94. 981-87. 201 B. Özden Tuncer, Y. Tuncer 41.Vlkova E, Rada V, Smehisova J, Killer J. 2008. Auto-aggregation and co-aggregation ability in Bifidobacteria and Clostridia. Folia Microbiol, 53: 263-269. 42.Todorov SD, von Mollendorff JW, Moelich E, Moelich E, Muller N, Witthuhn RC, Dicks LMT. 2009. Evaluation of potential probiotics properties of Enterococcus mundtii, its survival in boza and in situ bacteriocin production. Food Technol Biotech, 47: 178-191. 43.Asl›m B, Onal D, Beyatl› Y. 2007. Factors influencing autoaggregation and aggregation of Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus isolated from handmade yogurt. J Food Protect, 70: 223-227. 44.Collado MC, Meriluoto J, Salminen S. 2008. Adhesion and aggregation properties of probiotic and pathogen strains. Eur Food Res Technol, 226: 1065-1073. 45.Canzi E, Guglielmetti S, Mora D, Tamagnini I, Parini C. 2005. Conditions affecting cell surface properties of human intestinal bifidobacteria. Antonie Leeuwenhoek, 88: 207-219, 2005. 46.Rahman MM, Kim WS, Kumura H, Shimazaki, K. 2008. Autoaggregation and surface hydrophobicity of bifidobacteria. World J Microb Biot, 24: 1593-1598. 47.Kõll P, Mändar R, Smidt I, Hutt P, Truusalu K, Mikelsaar RH, Shchepetova J, Krogh-Andersen K, Marcotte H, Hammarström L, Mikelsaar M. 2010. Screening and evaluation of human intestinal Lactobacilli for the development of novel gastrointestinal probiotics. Curr Microbiol, 61: 560-566. 48.Flint SH, Brooks JD, Bremer PJ. 1997. The influence ofcell surface properties of thermophilic Streptococci on attachment to stainless steel. J Appl Microbiol, 83: 508-517. 49.Katla AK, Kruse H, Jhonsen G, Herikstad H. 2001. Antimicrobial susceptibility of starter culture bacteria used in Norwegian dairy products. Int J Food Microbiol, 67: 147-152. 50.Temmerman R, Pot B, Huys G, Swings J. 2003. Identification and antibiotic susceptibility of bacterial isolates from probiotic products. Int J Food Microbiol, 81: 1-10. 51.Asl›m B, Beyatli Y. 2004. Antibiotic resistance and plasmid DNA contents of Streptococcus thermophilus strains isolated from Turkish yogurts. Turk J Vet Anim Sci, 28: 257-263. 52.Hummel AS, Hertel C, Holzapfel WH, Franz CM. 2007. Antibiotic resistances of starter and probiotic strains of lactic acid bacteria. Appl Environ Microb, 73: 730-739. 53.Tosi L, Berruti G, Danielsen M, Wind A, Huys G, Morelli L. 2007. Susceptibility of Streptococcus thermophilus to antibiotics. Antonie Leeuwenhoek, 92: 21-28. 202 GIDA (2014) 39 (4): 203-210 doi: 10.5505/gida.21939 GD13064-21939 Araflt›rma /Research DONDURMA İŞLEMİNDE BAZI ÖN UYGULAMALARIN ÇİLEK ve MANDALİNANIN KALİTE ÖZELLİKLERİNE ETKİLERİNİN İNCELENMESİ Taner Baysal, Ahsen Rayman Ergün*, Berrin Akgün, Gözde Karcı, Nazmiye Kaplan Ege Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, G›da Mühendisli¤i Bölümü, Bornova, ‹zmir Özet Gelifl tarihi / Received: 27.09.2013 Düzeltilerek Gelifl tarihi / Received in revised form: 22.01.2014 Kabul tarihi / Accepted: 25.01.2014 Dondurma prosesinde; yenilebilir filmle (pullulan) kaplama, fleker flurubuna (%40’ l›k) dald›rma ve kalsiyum klorür (CaCl2) çözeltisine dald›rma ön ifllemlerinin ürün kalitesine etkilerinin incelendi¤i bu çal›flmada çilek ve mandalina örnekleri ay›kland›ktan ve y›kand›ktan sonra befl gruba ayr›lm›flt›r. Bu gruplar; kontrol grubu (hiçbir ifllem uygulanmam›fl), fleker flurubu, flurup+CaCl2, pullulan ve pullulan+CaCl2 gruplar›d›r. Meyve gruplar› ifllemler sonras›nda -18 ˚C’de dondurulmufl ve ard›ndan so¤uk hava deposunda (-24 ˚C), 15 gün süreyle depolanm›flt›r. Depolama süresince 0. ve 15. günlerde, örneklerde; a¤›rl›k ve s›z›nt› kayb›, titre edilebilir asitlik, pH, suda çözünür kuru madde, sertlik ölçümü analizleri gerçeklefltirilmifl ayr›ca renk ve duyusal özellikler incelenmifltir. Bu analizler sonucunda; a¤›rl›k kayb›, s›z›nt› kayb›, pH ve suda çözünür kuru madde de¤erlerinin flurup+CaCl2 ve pullulan+CaCl2 uygulamalar›nda daha iyi korundu¤u belirlenmifltir. Sonuç olarak meyvelere uygulanan, fleker flurubuna dald›rma ve yenilebilir film kaplamalar›n tek bafl›na uygulanmas›na k›yasla bunlara ek olarak CaCl2 eklenmesinin daha iyi sonuçlar verdi¤i ve bu ön ifllemlerin tüketime haz›r meyve kalitesi üzerinde olumlu etki sa¤lad›¤› gözlenmifltir. Anahtar kelimeler: Dondurma, çilek, mandalina, fleker flurubu, yenilebilir filmle kaplama, pullulan, CaCl2. DETERMINING THE EFFECTS of SOME PRETREATMENTS on THE QUALITY CHARACTERISTICS of STRAWBERRY and MANDARIN in FREEZING PROCESS Abstract In this study, the aim is to evaluate the effects of pretreatments, such as an edible film coating with pullulan and the immersion of fruit into a sugar solution before the freezing process on the quality of the fruits. In order to investigate the advantage of immersion into a CaCl2 solution the pretreatments were combined; strawberries and mandarins were separated into five different groups after a washing and cleaning processes. These groups were: the control (without any pretreatments), sugar syrup, syrup+CaCl2, pullulan, and pullulan+CaCl2. After the different pretreatments, the fruits were frozen at -18 ˚C and stored at -24 ˚C for 15 days. The analyses were done after production and at the 15th day of freezing. The raw material and products were analyzed for weight and drip loss, titratable acidity, pH, soluble dry matter, hardness, colour, and sensory tests. According to the results of the analysis; the weight and drip loss, pH, and soluble dry matter properties were protected better in the group of syrup+CaCl2 and pullulan+CaCl2. As a result, better results were obtained by adding CaCl2 additionally to the application of sugar syrup and edible film coatings and these pre-treatments provided a positive impact on the quality of the fruits. Keywords: Freezing, strawberry, mandarin, sugar syrup, edible film coating, pullulan, CaCl2. *Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author; [email protected], ✆ (+90) 232 311 3042, (+90) 232 342 7592 203 T. Baysal, A. R. Ergün, B. Akgün, G. Karcı, N. Kaplan GİRİŞ G›dalar aras›nda en kolay ve h›zl› bozulanlar, meyve ve sebzelerdir. Bunun nedeni di¤er g›dalara oranla yap›lar›nda %98’e ulaflabilen miktarlarda su içermeleridir. Dondurma ifllemi sayesinde g›dalar›n içerdikleri su, buz kristallerine dönüflünce bozulmaya yol açan mikroorganizmalar›n aktiviteleri durmakta ya da yavafllamakta böylece kimyasal ve biyokimyasal de¤iflimler asgariye indirilerek g›dalar›n en do¤al haliyle korunmas› sa¤lanmaktad›r. Bu özelli¤i ile dondurma ifllemi g›dalar›n kalite, tat, koku ve besin de¤erinin en iyi korundu¤u g›da saklama yöntemi olarak kabul edilmektedir (1). fieker ilavesi, meyveler için oksijen ile temas› engelleyerek, renk ve görünüflün korunmas›n› sa¤lamas› yönünden son derece önemli bir ön ifllemdir. Genellikle meyveyi kaplamak amac›yla oksijen iletimine ve esmerleflmeye karfl› bir bariyer olarak hareket eden, %30-60 konsantrasyon aral›¤›nda fleker fluruplar› kullan›l›r. Çeflitli çal›flmalar ön ifllem olarak flekerle muamelenin; dondurma ifllemi s›ras›nda tat, koku, renk ve besin de¤eri üzerine koruyucu etkisini göstermifltir (2). G›dalar›n raf ömürlerini uzatmak amac›yla dondurma ifllemi öncesi uygulanabilecek yöntemlerden biri de yenilebilir film ve kaplamalar›n kullan›lmas›d›r. Bu uygulama ile üründen su kayb› önlenebilece¤i gibi çevreyle gaz al›flveriflinin de engellenmesi sonucunda, solunum h›z› da yavafllat›labilmektedir. Özellikle son y›llarda, taze, dondurulmufl veya ifllenmifl birçok ürünün raf ömürlerini uzatmak ve kalitesini gelifltirmek amac›yla yenilebilir kaplamalar›n kullan›m› ile ilgili çal›flmalar daha yo¤un bir flekilde yürütülmektedir (3-5). Yenilebilir g›da filmleri üretiminde kullan›lan kaynaklar; jelâtin, kazein ve zein gibi proteinler ile selüloz ve dekstrin karakterli maddeler, alginat, mumlar, doymufl ya¤ asitleri, monogliseritler ve bunlar›n baz› türevlerinden oluflmaktad›r (6, 7). Pullulan filmler ekstraselüler mikrobiyel polisakkarit filmlerdir ve kokusuz, berrak bir film oluflturmaktad›rlar. Bu filmler, düflük ba¤›l nemde iyi bir oksijen bariyer özelli¤i göstererek, g›dan›n raf ömrünün uzat›lmas› amac›yla kullan›lmaktad›rlar. Yüksek ya¤ ve düflük su içeri¤ine sahip g›dalarda da ac›laflma ve oksidasyonun önlenmesi amac›yla kullan›l›rlar (8, 9). Ayr›ca, meyvelere dondurma öncesi uygulanacak ifllemler aras›nda çözündürme sonras› dokunun korunmas› amac›yla Ca+ ilave edilmesi de birçok çal›flmada araflt›r›lm›flt›r (10). 204 Bu çal›flmada dondurma ifllemi öncesi çilek ve mandalina segmentlerine uygulanan; pullulan film ile kaplama, fleker flurubu ve kalsiyum uygulamas› gibi ön ifllemlerin, dondurulmufl meyvelerin kalite özellikleri üzerine etkisinin belirlenmesi amaçlanm›flt›r. MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Yerel marketlerden temin edilen çilek (Fragaria vesca, cv. Selva) ve mandalina örnekleri (C. Reticulata, cv. Satsuma) Ege Üniversitesi, Meyve Sebze ‹flleme pilot tesislerinde ifllenmifltir. Yöntem fieker flurubu, CaCl2 çözeltisi ve pullulan çözeltisi haz›rlanmas› amac›yla yap›lan ön denemeler sonras›nda kalite aç›s›ndan en olumlu sonuçlar›n elde edildi¤i fleker flurup konsantrasyonu (%40’l›k) seçilmifl ve Sakaroz (Merck Darmstadt, F.R, Germany) kullan›larak haz›rlanm›flt›r (11). Yap›lan literatür araflt›rmalar›nda %1’lik konsantrasyondan daha yüksek oranda kullan›lan CaCl2 çözeltisinin örnekte tat bozuklu¤una yol açt›¤› belirtilmifltir (12-14). Bu nedenle, çal›flmada CaCl2 (Merck, Darmstadt, F.R, Germany) çözeltisinin konsantrasyonu %1 olarak seçilmifltir. Hem çilek hem mandalina için 50 ml %2,6’l›k pullulan (P1-20 Hayashibara Co., Ltd., Okoyama, Japan), çözeltisi haz›rlanm›flt›r. Bu çözeltiye, Pullulan+ CaCl 2 gruplar›nda kullan›lmak üzere 0.5 ml %1’lik CaCl2 çözeltisi ilave edilmifltir. Çilek ve mandalina segmentleri; y›kama, ay›klama, kabuk soyma gibi ön ifllemlerinden sonra; pullulan, pullulan + CaCl2, fleker flurubu, fleker flurubu+ CaCl2 kaplama uygulamalar›na tabi tutulmufltur. Tüm kaplama uygulamalar› için meyveler 2 dakika (dk.) kaplama çözeltisinin içerisine dald›r›lm›fl ve yaklafl›k 20 ˚C’ de 30 dk. kurumaya b›rak›lm›flt›r. Kuruma ifllemi tamamland›ktan hemen sonra örnekler iki gruba ayr›lm›flt›r (150’fler gram). 0. gün analizleri yap›lacak örnekler dondurulmadan hemen laboratuvara al›n›rken di¤er örnekler dondurma ifllemi sonras›nda 15 gün boyunca depoda (-24 °C) muhafaza edilmifl ve 15. günde analizler gerçeklefltirilmifltir. Çileklerin dondurma iflleminde, bafllang›ç s›cakl›¤› 10˚C, mandalinalar›n ise bafllang›ç s›cakl›¤› 3.5˚C olarak ölçülmüfltür. Çilekler 25 dk., mandalina Dondurma İşleminde Bazı Ön Uygulamaların... örnekleri ise 11 dk. süre ile IQF dondurucuda (Frigoscandia, Helsinborg, Sweden) dondurulmufltur. Merkez s›cakl›¤› -10 °C s›cakl›¤a ulaflt›¤› anda ürünler su geçirgenli¤i düflük ve ›s›l yap›flabilme özelli¤i olan polietilen pofletlere koyularak depolama (-24 °C) yap›lm›flt›r. 15 günün sonunda meyveler 4 °C’de buzdolab›nda çözündürülmüfl ve analize al›nm›flt›r. Uygulaman›n 0. ve 15. gününde ürünün °Briks, pH, asitlik, renk, a¤›rl›k ve s›z›nt› kayb›, sertlik ve duyusal özellikleri belirlenmifl ve her meyve için kalite özellikleri aç›s›ndan 0. gün ve 15. gün kendi içerisinde, ayr›ca günler aras›nda da karfl›laflt›rmalar yap›lm›flt›r. tekstür aç›s›ndan s›ralama testine tabi tutularak duyusal olarak de¤erlendirilmifltir ve 0.05 güven aral›¤›nda istatistiksel analiz gerçeklefltirilmifltir (19). Ürünlerin fiziksel ve kimyasal analiz sonuçlar›n›n istatistiksel olarak de¤erlendirilmesi amac›yla ise SPSS 15.0 paket program› kullan›lm›flt›r. ANOVA uygulan›larak her bir örnek grubu Tukey testine göre 0.05 güven aral›¤›nda birbirleriyle karfl›laflt›r›lm›flt›r (20). Yapılan Analizler ve Yöntemleri Çilek ve mandalina örnekleri üzerine yap›lan a¤›rl›k ve s›z›nt› kayb› analizlerinin sonuçlar› Çizelge 1’de gösterilmifltir. 15. gün sonunda çilek örnekleri, kontrol örnekleri ile karfl›laflt›r›ld›¤›nda en az a¤›rl›k kayb› flurup+CaCl2 ve pullulan+CaCl2 uygulamalar›nda saptanm›flt›r. ‹statistiksel olarak ise a¤›rl›k kayb› aç›s›ndan flurup+CaCl2 grubuyla kontrol grubu aras›ndaki fark›n önemli oldu¤u bulunmufltur (P<0.05). A¤›rl›k kayb›, dondurulan meyvelerin dondurucudan ç›kart›ld›ktan sonraki a¤›rl›¤› ile çözündükten sonraki a¤›rl›¤› aras›ndaki fark›n, bafllang›ç a¤›rl›¤›na oranlanmas› (%) fleklinde hesaplanm›flt›r. S›z›nt› kayb› ise dondurucudan ç›kar›lan örneklerin tart›ld›ktan sonra oda s›cakl›¤›nda 24 saat bekletildi¤inde ç›kan su miktar›n›n hesaplanmas› ile bulunmufltur (15). Çilek ve mandalina segmentleri, Sorvall OmniMixer (Kennesaw, GA, ABD) model parçalay›c› yard›m›yla püre haline getirildikten sonra, toplam asitlik, NaOH kullan›larak (Emir Kimya, Ankara, Türkiye); titrimetrik yöntemle susuz sitrik asit (SSA) cinsinden (16), pH de¤eri, WTW marka InoLab model (Weilheim, Almanya) pH-metre ile (17), suda çözünür kuru madde (°Briks) de¤eri ise dijital el tipi A. Kruss DR201-95 model (Hamburg, Almanya) refraktometre ile belirlenmifltir (16). Sertlik nitelikleri penetrometre Sur Penetrometre PNR-6 (Berlin, Almanya) ile ölçülmüfl ve meyvelerin penetrometre de¤erleri 18-036 kodlu uç kullan›larak saptanm›flt›r. Meyveler penetrometre i¤nesiyle tabla aras›na s›k›flt›r›lm›fl ve i¤nenin meyve içinde 5 saniyede ald›¤› yol (mm) belirlenmifltir. Renk analizi Hunterlab marka Colorflex (CIELAB 10*/D 65, Road Reston, VA, ABD) renk ölçüm cihaz›yla yap›lm›flt›r. L*, a*, b*, de¤erleri kaydedilmifltir. Kaydedilen L*, a*, b*, de¤erleri 1 ve 2 nolu formüllerden yararlanarak ∆E (Toplam renk fark›), ve Hue aç›s› de¤erleri hesaplanm›flt›r (18). [1] Hue Angle = tan-1(b/a) [2] Ayr›ca haz›rlanan tüm çilek ve mandalina örnekleri 6 adet e¤itimli panelist taraf›ndan görünüfl ve SONUÇLAR ve TARTIŞMA Ağırlık Kaybı Benzer bir flekilde, Han ve ark., (2004), kitosan film ile kaplanan çileklerde kontrol (kaplanmam›fl) örneklerine göre depolama (2 °C- %88 RH) sonucu a¤›rl›k kayb›n›n azald›¤›n› bildirmifllerdir (21). Farkl› kaplama çözeltileri ile çal›fl›lan baflka bir araflt›rmada, kaplanan çilek örnekleri (0–5 ˚C)’de %85–90 relatif rutubette depolanm›flt›r. 20 gün boyunca çileklerde gerçekleflen a¤›rl›k kayb› kontrol edilmifltir. Sonuçta, kalsiyum ilave edilerek polisakkarit temelli filmlerle kaplanan çilekte hiçbir ön ifllem uygulanmayan örne¤e göre çok daha az a¤›rl›k kayb› oldu¤u görülmüfltür. Bu sonuçlar kalsiyum varl›¤›n›n taze çileklerde hasat sonras› a¤›rl›k ve doku sertli¤indeki kay›plar› geciktirdi¤ini belirten çal›flmay› destekler niteliktedir (22). Benzer bir çal›flmada yine dondurma öncesi gluten film ile kaplanan çileklerde a¤›rl›k kayb›n›n daha az oldu¤u sonucuna var›lm›flt›r (23). Mandalina segmentleri üzerine yap›lan a¤›rl›k kayb› analizinde, çilek örneklerinde oldu¤u gibi tüm uygulamalarda a¤›rl›k kayb›n›n kontrol grubuna göre azald›¤› gözlenmifl ve en az kayb›n fleker flurubu+CaCl2 ve pullulan+CaCl2 uygulamalar›nda oldu¤u belirlenmifltir. Bu sonuç Amal ve ark., (2010)’n›n yapt›¤› bir çal›flmada kalsiyum uygulamas›n›n hücre duvarlar›nda Ca+2 miktar›n› artt›r›p kalsiyum pektat oluflumunu sa¤lamas› ve 205 T. Baysal, A. R. Ergün, B. Akgün, G. Karcı, N. Kaplan Çizelge 1. Uygulanan Farkl› Kaplama ‹fllemlerinin A¤›rl›k ve S›z›nt› Kayb› De¤erleri Üzerine Etkisi Table 1. Effects of different coating applications on the weight and drip loss of samples Örnek (Sample) Kontrol (Control) fiurup+CaCl (Syrup+CaCl2) fieker fiurubu (Sugar Syrup) Pullulan+CaCl2 Pullulan (Pullulan) Çilek % A¤›rl›k Kayb› Strawberry weight loss S›z›nt› Kayb› % Strawberry Drip loss A¤›rl›k Kayb› % Mandarin weight loss S›z›nt› Kayb› % Mandarin drip loss 16.34a±0.50 12.98b±0.37 15.56ab±0.28 13.37ab±0.90 15.57ab±0.67 0.278a±0.001 0.194b±0.003 0.273a±0.002 0.195b±0.002 0.276a±0.001 16.34a±0.50 12.98b±0.37 15.56ab±0.28 13.37ab±0.90 15.57ab±0.67 0.117a±0.001 0.096b±0.001 0.101b±0.001 0.099b±0.002 0.117a±0.003 bu sayede sertlik sa¤lay›p a¤›rl›k kayb›n› önlemesi yorumu ile aç›klanabilmektedir (10). Ayr›ca yenilebilir film olarak kullan›labilen pullulan›n a¤›rl›k kayb›n› s›n›rland›rd›¤› Chlebowska-Smigiel ve ark. (2007)’n›n yapt›klar› bir çal›flma ile de desteklenmektedir (24). Elmalar›n %15 ve %20’lik pullulan çözeltileri ile kapland›klar› bir çal›flmada ise, elmalar 4 °C s›cakl›kta-%75 ba¤›l nemde buzdolab›nda, 22 °C’deki oda s›cakl›¤›nda ve %58 ba¤›l nemde depolanm›flt›r. Pullulan filmle kaplama yap›lan elmalarda, kaplama yap›lmayan elmalara göre daha düflük a¤›rl›k kayb› oldu¤u saptanm›flt›r. Pullulan uygulamas›n›n a¤›rl›k kayb›n› azaltmada etkili oldu¤u tespit edilmifltir (24). Baflka çal›flmada mandalinalar karboksimetil selüloz ile kaplama sonras› numunelerde gözlenen a¤›rl›k kayb› yaklafl›k %17 iken kontrol grubunda %30 olarak bulunmufltur. Sonuç olarak, meyveye uygulanan kaplamalar›n görünümü gelifltirdi¤i ve kontrole göre daha az a¤›rl›k kayb›na sebep oldu¤u saptanm›flt›r (25). 206 oran›nda çözünme kayb›n› engelledi¤i tespit edilmifltir (26). Mandalina segmentleri için de en az s›z›nt› kayb› çileklerde oldu¤u gibi fleker flurubu+CaCl 2 ve pullulan+CaCl2 uygulamalar›nda gözlenmifltir. Çilek örneklerinde, kontrol ve CaCl2 ile kombine edilen fleker flurubu ve pullulan gruplar› aras›ndaki fark›n istatistiksel aç›dan önemli oldu¤u saptanm›flt›r (P<0.05). Yap›lan bu çal›flma araflt›rmalar› destekler niteliktedir. Örne¤in kalsiyum ile muamele edilen çilek örneklerinin dokusunda çözündürme sonras› daha az kay›p oldu¤u görülmüfltür (10). A¤›rl›k kayb›nda da oldu¤u gibi Ca+2’un meyvelerin hücre duvar› yap›s›n›n korunmas›n› sa¤lay›p, pektik asitle ba¤land›¤›, hücre duvarlar›nda kalsiyum pektat oluflturdu¤u ve böylece dokuyu koruyarak kayb› engelledi¤i düflünülmektedir. Titre Edilebilir Asitlik Değişimi Sızıntı Kaybı Çilek ve mandalina örnekleri üzerine yap›lan asitlik analizlerinin sonuçlar› Çizelge 2’de gösterilmifltir. En az s›z›nt› kayb›; fleker flurubu+CaCl2 ve pullulan+ CaCl2 uygulamalar›nda gözlenmifltir. En fazla s›z›nt› kayb› hiçbir ön ifllem uygulanmayan kontrol örne¤inde belirlenmifltir. fieker flurubu uygulamas› ile çileklerde, fleker dehidrasyona sebep olarak çileklerin serbest su içeri¤ini azalt›p daha az doku deformasyonuna sebep olmufl ve böylece ifllem görmemifl (kontrol) olanlara göre, fleker flurubu uygulanan örneklerde, çözündürme sonras› daha az kay›p oldu¤u belirlenmifltir (12). Pullulan kaplanan gruplarda ise yine çözünme sonras› doku korundu¤u için az miktarda s›z›nt› kayb› görülmüfltür. Yap›lan bir baflka çal›flmada, -20 °C deki CaCl2 çözeltisiyle, ürün merkezi -18 °C olacak flekilde CaCl2 çözeltisine dald›rma ifllemi gerçeklefltirilmifltir. Bu ifllem grubu ile yavafl dondurma ifllemi uygulanm›fl örnek (hava sirkülasyonu olmadan, merkez s›cakl›¤› -18 °C olan) karfl›laflt›r›ld›¤›nda CaCl2 çözeltisinin %51 fieker flurubu+CaCl2, pullulan+CaCl2 ve pullulan uygulamalar›n›n yap›ld›¤› örneklerin asitliklerinde art›fl gözlenmifltir. 15 gün depolaman›n ard›ndan yap›lan analizlerde ise dondurma öncesi de¤erlerle k›yasland›¤›nda kontrol ve fleker flurubu uygulamalar›nda bir art›fl gözlenirken, di¤er örneklerde azalma tespit edilmifltir. Yap›lan bu çal›flma kaplama iflleminin, depolama sonras› titre edilebilir asitlikte azalmaya neden oldu¤unu belirten El Gaouth ve ark., (1991)’n›n çal›flmas›n› destekler niteliktedir (27). Kaplamalar; iç atmosferi modifiye ederek O2 konsantrasyonunu azaltm›flt›r (28). ‹statistiksel olarak fleker flurubu+CaCl2, pullulan+CaCl2 ve fleker flurubu örnek gruplar›nda depolamada asitlik de¤erleri aras›ndaki fark›n önemli olmad›¤› belirlenmifltir (P>0.05). Mandalina segmentleri üzerine yap›lan asitlik analizlerinde, çilek gruplar›n›n aksine 0. gün analizlerinde tüm örneklerin asitlik de¤erlerinde kontrole k›yasla Dondurma İşleminde Bazı Ön Uygulamaların... Çizelge 2. Uygulanan Farkl› Kaplama ‹fllemlerinin Asitlik De¤erleri (%SSA), °Briks, Sertlik ve Toplam Renk Fark› De¤iflimi Üzerine Etkisi Table 2. Effects of different coating applications on acidity, °Brix, texture and total color difference values of samples (%) Çilek (Strawberry) Mandalina (Mandarin) 0. gün 15. gün Day 0 15th day 0. gün Day 0 15. gün 15th day %SSA Kontrol (Control) fiurup+CaCl2 (Syrup+CaCl2) fieker fiurubu (Sugar Syrup) Pullulan+CaCl2 Pullulan (Pullulan) 0.64a±0.03 0.78ab±0.03 0.84ab±0.03 0.64b±0.03 0.81b±0.00 0.67a±0.06 0.71a±0.01 0.78a±0.03 0.74a±0.00 0.64a±0.03 1.59a±0.02 1.12b±0.03 1.12b±0.03 1.12b±0.03 1.08b±0.00 1.25a±0.03 1.32ab±0.03 1.28b±0.03 0.94ab±0.04 1.45a±0.03 BRIX(°) Kontrol (Control) fiurup+CaCl2 (Syrup+CaCl2) fieker fiurubu (Sugar Syrup) Pullulan+CaCl2 Pullulan (Pullulan) 6.75ab±0.07 7.25c±0.0 6.35bc±0.07 6.95a±0.07 5.90d±0.07 6.05a±0.07 7.25b±0.07 7.00a±0.00 5.95b±0.07 4.85c±0.07 13.90a±0.10 12.85b±0.09 11.65c±0.05 12.25d±0.06 12.55bc±0.08 13.40a±0.10 12.60b±0.07 13.20a±0.07 13.30a±0.05 11.25c±0.07 SERTL‹K Kontrol (Control) fiurup+CaCl2 (Syrup+CaCl2) fieker fiurubu (Sugar Syrup) Pullulan+CaCl2 Pullulan (Pullulan) 10.86a ± 0.86 8.34a±1.52 8.60a±1.62 8.86a±1.04 9.06a±1.19 19.93a± 1.78 18.60a±1.82 16.70a±0.89 19.10a±1.73 19.40a±1.15 13.16a±1.81 10.02a±2.35 12.46a±2.09 11.50a±1.62 10.86a±2.04 13.20a±1.44 10.20a±1.04 10.30a±1.27 12.90a±0.95 13.00a±1.11 Toplam renk fark› fiurup+CaCl2 (Syrup+ CaCl2) fieker fiurubu (Sugar Syrup) Pullulan+CaCl2 Pullulan (Pullulan) 1.247a±0.01 0.669b±0.01 1.533d±0.02 1.042c±0.02 1.406a±0.02 1.765b±0.03 0.585c±0.01 1.248d±0.02 2.296a±0.01 3.283b±0.02 4.439c±0.03 4.603d±0.02 2.540a±0.04 3.760a±0.03 4.993a±0.02 5.314a±0.02 *Ayn› sütundaki farkl› harflerle (a,b) ifade edilen de¤erler P<0.05 düzeyindeki istatistiksel fark› göstermektedir. * Statistically significant difference shown levels a, b compared with same column (P<0.05). bir azalma gözlenmifltir. 15 gün depolaman›n ard›ndan fleker flurubu+CaCl2, pullulan+CaCl2 ve pullulan uygulamalar›nda kontrole göre asitlik art›fl› gözlenmifl, fleker flurubu uygulamas›nda ise asitlik de¤erlerinde azalma gözlenmifltir. Bu sonuçlardan yola ç›karak, ilave edilen CaCl2’ün s›z›nt› kayb›n› azaltarak, organik asit kayb›n› da engelledi¤i düflünülmüfltür. Ayr›ca yap›lan bir çal›flmada; film kaplamalara kalsiyum ilave edildi¤inde mikrobiyel geliflmeyi etkin bir flekilde azaltt›¤› bildirilmifltir (24). Bu sayede titre edilebilir asitlik de¤erlerindeki düflüflün önüne geçilmifltir. Kavunlara, dondurulma öncesi (%60 w/w) sakaroz flurubu kullan›larak dehidrasyon ifllemi uygulanm›fl ve -20 ˚C’de 4 ay depolama sonras›, 4 °C’de 16 saatte çözündürme ifllemi yap›lm›flt›r. Bu çal›flman›n sonucunda; bu uygulaman›n kuru maddede art›fla neden oldu¤u, toplam titre edilebilir asitli¤i ise düflürdü¤ü tespit edilmifltir (29). Bir baflka çal›flmada, fleker pancar› posas›ndan elde edilen bir hidrofilik polimer olan karboksimetil selülozun, mandalinalar›n bozulmas›n› geciktirerek raf ömrü üzerine etkisi araflt›r›lm›flt›r. Örneklerde, kontrol örne¤ine k›yasla daha az suda çözünür kuru madde kayb› oldu¤u ve titre edilebilir asitli¤in kontrole göre daha düflük oldu¤u belirtilmifltir (25). Baflka bir çal›flmada çileklerde farkl› kaplama materyallerinin kullan›ld›¤› ve 7-10°C s›cakl›klarda depolama sonucunda kontrol örne¤inde %1.60±0.12 asitlik bulunurken; glutenle kaplanm›fl örneklerde %1.13±0.09 olarak bulundu¤u; 16. günde asitlik de¤erinin ise %0.67±0.07 olarak saptand›¤› belirtilmifltir. Kontrol örne¤inde bu de¤er 0.88±0.09 olarak saptanm›flt›r (23). pH değeri Çilek örnekleri için 15 gün depolama sonras›nda tüm gruplar›n pH de¤erlerinde art›fl gözlenmifltir. En az pH art›fl›n›n pullulan+CaCl2 grubu örneklerinde oldu¤u görülmüfltür. En fazla art›fl ise kontrol ve fleker flurubu uygulamalar›nda olmufltur. Pullulan ve CaCl2 uygulamalar›n›n pH de¤erinin artmas›nda en az role sahip oldu¤u belirlenmifltir. Bu sonuç asitlikteki art›flla uyum göstermektedir. Çilekte oldu¤u gibi mandalina segmentleri üzerine yap›lan 207 T. Baysal, A. R. Ergün, B. Akgün, G. Karcı, N. Kaplan pH analizi sonuçlar›nda da tüm gruplarda bir art›fl gözlenmifl ve en fazla art›fl kontrol grubunda, ikinci olarak da fleker flurubu grubunda gözlenmifltir. 0. günde kontrol ile di¤er örnekler aras›ndaki fark istatistiksel aç›dan önemli iken 15. günde ise kontrol ile pullulan+CaCl2 grubu aras›ndaki fark önemsiz, di¤er gruplar aras›ndaki fark önemli olarak bulunmufltur (P<0.05). Mandalina örneklerinde ise 0.günde pullulan ile pullulan+ CaCl2 grubu aras›nda istatistiksel olarak fark bulunmazken di¤er gruplarla bu iki grup aras›ndaki fark istatistiksel olarak önemlidir. Depolaman›n etkisi ise her grup için istatistiksel aç›dan önemli olarak bulunmufltur (P<0.05). Bu çal›flmaya benzer olarak yap›lan bir çal›flmada çilek ve mandalina üzerinde pullulan›n O 2 bariyeri sa¤lamas› ve solunumu yavafllatmas›, CaCl2 uygulamas›n›n ise dokular›n daha stabil kalmas›n› sa¤lamas› ile mikroorganizmalar›n geliflimini engelledi¤i ve böylece pH de¤erinin daha az artmas›na sebep oldu¤u belirtilmifltir (3). Suda Çözünür Kuru Madde (°Briks) Değişimi Çileklerde gerçeklefltirilen °Briks tayininde; pullulan ve pullulan+CaCl 2 uygulamalar›n›n, °Briks de¤erlerinde azalmaya neden oldu¤u tespit edilmifltir. Pullulan›n su içerisinde çözülerek haz›rlanmas› nedeniyle çilekler üzerine bafllang›çta °Briks de¤erlerini düflürücü etkisi olabilece¤i düflünülmektedir. fieker flurubu ve fleker flurubu+ CaCl2 uygulamalar›nda ise fleker konsantrasyonun yüksek olmas› nedeniyle art›fl gözlenmifltir. Çileklerin, 15 gün depolaman›n ard›ndan, °Briks de¤erleri tekrar ölçüldü¤ünde en yüksek de¤er fleker flurubu+CaCl2 grubunda ve ikinci olarak pullulan+CaCl 2 uygulamalar›nda gözlenmifltir (Çizelge 2). CaCl2 uygulamas› pektinin yap›s›n›n bozulmas›n› engelleyerek kalsiyum pektat köprüleri oluflturmufl ve böylece meyvenin hücre duvar›nda Ca+2 iyonlar› art›fl göstermifl ve suda çözünür kuru madde içeri¤i korunmufltur. fieker flurubu ve pullulan uygulamalar›n›n °Briks de¤erlerinin daha düflük ç›kmas›n›n sebebi ise çileklerin sürünücü bir meyve olmas› ve buna ba¤l› olarak da solunumun dondurulma aflamas›nda bile devam ediyor olmas› fleklinde aç›klanmaktad›r (10). Farkl› kaplama çözeltileri ile çal›fl›lan bir araflt›rmada; çilekler kaplanarak, (0–5 ˚C’ de) %85–90 relatif rutubette 20 gün depolanm›flt›r. Kalsiyum klorür ilave edilmifl filmlerle kaplanan çileklerde suda çözünür kuru madde içeri¤inde 208 daha az de¤ifliklik görülmüfltür (23). Mandalina segmentlerinde suda çözünür kuru madde de¤erlerinde 0. günde tüm gruplar›n °Briks de¤erlerinde kontrole göre azalma gözlenmifltir. 15 gün depolaman›n ard›ndan ise pullulan+CaCl2 ve fleker flurubu uygulamalar›nda °Briks de¤erlerinde bir yükselme gözlenirken fleker flurubu+CaCl2 uygulamas›nda, °Briks de¤erinin azald›¤› gözlenmifltir. Sonuçlar incelendi¤inde °Briks de¤erinin en iyi korundu¤u örneklerin pullulan+CaCl2 ve fleker flurubu gruplar› oldu¤u söylenebilir. Sertlik Değişimi Yap›lan bu çal›flmaya göre tüm uygulamalar›n sertli¤inde 0. günde kontrol grubuna göre art›fl gözlenmifltir (Çizelge 2). 15 gün depolamadan sonra sertlik aç›s›ndan en düflük de¤ere sahip olan gruplar, pullulan+CaCl2 ve fleker flurubu+ CaCl2 uygulamalar›nda tespit edilmifltir. Çilekte 15 gün depolama sonunda sertlik de¤erinde en az de¤iflimin (yumuflaman›n en az oldu¤u) pullulan+ CaCl 2 uygulamas›nda oldu¤u belirlenmifltir. Mandalina segmentlerinde ise 0. günde tüm uygulamalarda kontrole göre sertliklerde art›fl gözlenmifltir. 15. günün sonunda ise en yüksek sertlik de¤eri, fleker flurubu+CaCl2 uygulamas›nda elde edilmifltir. ‹statistiksel olarak hem çilek hem mandalina örnekleri için sertlik de¤erleri aç›s›ndan fark bulunamazken, depolamada da mandalina için 0. gün ile 15. gün aras›ndaki fark›n önemli olmad›¤› belirlenmifltir (P>0.05). Yap›lan çal›flmalarda CaCl2 uygulamas›n›n ürün tekstürü üzerinde olumu etki sa¤lad›¤› vurgulanm›flt›r. Ahududu ve bö¤ürtlen üzerine yap›lan araflt›rmada, meyveler onar gruba ayr›lm›fl ilk 3 grup 1, 10 ve 100 mM’l›k CaCl2’le, di¤er üç grup; %0,1, %0,2 ve %0.3 konsantrasyonlarda düflük metoksilli pektinle (LMP), kalan dört grup da hem LMP hem de CaCl2 ile muamele edilmifltir ve -40 °C’de s›v› azot buhar›nda zorlamal› konveksiyonla ve -18 °C’de dondurma ifllemine tabi tutulmufltur. Kontrol grubu di¤erleriyle birlikte -18 °C s›cakl›kta dondurulmufltur. -40 °C’de s›v› azot buhar›nda zorlamal› konveksiyonla dondurulmufl ürünlerin daha yüksek objektif tekstür parametresi ve daha çok sertlik gösterdi¤i tespit edilmifltir. Bu çal›flman›n sonucunda ahududu ve bö¤ürtlende, CaCl2 uygulamas›n›n, LMP olsa da olmasa da dondurma ve çözündürmeden kaynaklanan sertlik kayb›n› önleyebilece¤i görülmüfltür (30). Dondurma İşleminde Bazı Ön Uygulamaların... Renk Değişimi Çilekler için, tüm örnekler kontrol ile k›yaslanm›fl ve toplam renk fark› de¤eri için 0. günde en düflük de¤er fleker flurubu uygulamas›nda elde edilirken, en yüksek de¤er pullulan+CaCl2 uygulamas›nda gözlenmifltir (Çizelge 2). 15 gün sonras›nda yap›lan de¤erlendirmede ise en düflük de¤er fleker flurubu+ CaCl2, en yüksek de¤er ise pullulan uygulamas›nda bulunmufltur. Mandalinalar kontrol grubu ile k›yasland›¤›nda 0.gün toplam renk fark› sonuçlar›nda en düflük de¤er pullulan+CaCl2, en yüksek de¤er, fleker flurubu uygulamalar›nda gözlenmifltir. 15. gün için çilek ve mandalina örnek gruplar›n›n kendi içlerinde, toplam renk fark› de¤erleri aras›ndaki fark›n istatistiksel aç›dan önemli oldu¤u belirlenmifltir (P<0.05). Çile¤in a* ve b* de¤erleri kullan›larak hesaplanan hue aç›s› de¤erlerine bak›ld›¤›nda 0. gün pullulan uygulamas›nda kontrol örne¤ine k›yasla hue aç›s› de¤erinde azalma oldu¤u gözlenmifl ve di¤er uygulamalarda ise bir art›fl meydana gelmifltir. 15. gün sonunda yap›lan renk analizlerinde tüm uygulamalarda 0. güne göre hue aç›s› de¤erinin artt›¤› gözlenmifl olup, çileklerin renginde koyulaflma oldu¤u kan›s›na var›lm›flt›r. Mandalinada ise 0. günde hue aç›s› de¤erleri azalm›fl; fakat 15 gün depolaman›n ard›ndan tüm örneklerde hue aç›s› de¤erlerinde art›fl gözlenmifltir. 15. günde örnekler aras›nda hue aç›s› de¤erleri aras›ndaki fark›n istatistiksel olarak önemli olmad›¤› saptanm›flt›r (P>0.05). Benzer bir çal›flmada kitosan ile kaplanan çileklerde de hue aç›s› de¤erindeki art›fl›n antosiyaninlerin depolama boyunca sentezlenmesi ile antosiyaninlerin kalsiyum ve kitosanla iliflkisi sonucu gerçekleflti¤i belirtilmifltir (21). Ayr›ca yine kaplaman›n renge etkisinin incelendi¤i bir çal›flmada; 0 °C’de %90-95 ba¤›l nemde 15 gün depolanm›fl çileklerin en iyi görünüfl ve renk de¤erlerinin, soya ve gluten proteini temelli yenilebilir filmlerle kaplanan çileklerde oldu¤u tespit edilmifltir (10). grubu olmufltur. 15 gün dondurucuda depolaman›n ard›ndan, hem görünüfl hem tekstür aç›s›ndan bak›ld›¤›nda en çok be¤enilen grubun, pullulan+ CaCl 2 oldu¤u gözlenmifltir. Bu grup ile di¤er gruplar›n tekstür ve görünüfl özellikleri aras›ndaki fark›n istatistiksel aç›dan önemli oldu¤u belirlenmifltir (P<0.05). Mandalina örneklerinde ise 0. gün duyusal de¤erlendirme sonucunda görünüfl olarak örnekler aras›nda fark olmad›¤› belirlenmifltir (P>0.05). Tekstür aç›s›ndan de¤erlendirildi¤inde, pullulan+CaCl2 grubu en az be¤enilen, fleker flurubu uygulamas› ise en çok be¤enilen grup olmufltur. fieker flurubu+CaCl2 uygulamas› ise her iki aç›dan da be¤enilen ikinci gruptur. 15. gün sonunda hem görünüfl hem de tekstür aç›s›ndan en be¤enilen grup pullulan+ CaCl2 uygulamas› olurken, en be¤enilen ikinci grup ise fleker flurubu uygulamas› olmufltur. fieker flurubunun mandalina örneklerinde, çilek örneklerinin aksine duyusal kaliteyi iyilefltirdi¤i tespit edilmifltir. SONUÇ Yap›lan a¤›rl›k kayb›, s›z›nt› kayb›, pH, suda çözünür kuru madde analizlerinde elde edilen verilere göre en yüksek kalite özellikleri pullulan+ CaCl2 ve fleker flurubu+CaCl2 uygulamalar›nda elde edilmifltir. CaCl2 içerisine dald›r›lma yap›lan meyvelerde hücre duvar›nda pektinin parçalanmas›n› engelleyen kalsiyum pektat yap›s›n›n oluflumu ile sertlik korunmufl, s›z›nt› kayb› ve a¤›rl›k kayb› azalt›lm›flt›r. Duyusal ve tekstür analizi sonuçlar› de¤erlendirildi¤inde de en çok be¤enilen uygulaman›n; pullulan+CaCl2 uygulamas› oldu¤u belirlenmifltir. Sonuç olarak; meyvelere yap›lan fleker flurubu ve yenilebilir film kaplamalar›n tek bafl›na uygulanmas› yeterli görülmemifl bunlara ilaveten CaCl2 eklenmesinin daha iyi sonuçlar meydana getirdi¤i tespit edilmifltir. Duyusal Değerlendirme KAYNAKLAR Çilekler üzerine yap›lan 0. gün duyusal de¤erlendirme sonucunda, görünüfl olarak en be¤enilen gruplar fleker flurubu+CaCl 2, fleker flurubu ve pullulan gruplar› olurken; görünüfl olarak en az be¤enilen grup, kontrol grubu olmufltur. Örnekler aras›ndaki fark›n istatistiksel olarak önemli olmad›¤› belirlenmifltir (P>0.05). Tekstür aç›s›ndan ise en be¤enilen grup kontrol 1. Delgado AE, Sun DW. 2000. Heat and mass transfer for predicting freezing processes, a review. J Food Eng. 47: 157-174. 2. Gutschmidt J. 1968. Principles of freezing and low temperature storage, with particular reference to fruits and vegetables, Low Temperature Biology of Foodstuff. Recent Adv Food Sci. Vol. 4. Pergamon Press, London. 209 T. Baysal, A. R. Ergün, B. Akgün, G. Karcı, N. Kaplan 3. Kester JJ, Fennema OR. 1986. Edible films and coatings: A review. Food Technol. 40 (12): 47-59. 4. Gontard N, Guilbert S, Cuq JL. 1992. Edible wheat gluten film: Influence of the main process variable on film properties using response surface methodology. J of Food Sci 57: 190-195. 5. Baldwin EA, Nisperos- Carriedo, MO, Baker, RA. 1995. Use of edible coating to preserve quality of lighly and slightly processed products. Crit Rev Food Sci Nutr. 35(6):509- 524. 6. Guilbert S. 1986. Technology and application of edible protective films. In Mathlouthi, M. (Ed.), Food packaging and preservation, London, UK: Elsevier Applied Science. p. 371–394. 7. Batu A. ve Serim F. 1998. Tar›msal Kökenli Yenebilir G›da Film ve Kaplamalar›n Özellikleri ve Kullan›m Alanlar›. Dünya-G›da (Ekim) 36-40. 8. Gontard N, Thibault R, Cuq B, Guilbert S. 1996. Influence of relative humidity and film composition on oxygen and carbon dioxide permeabilities of edible films J Agric Food Chem. 44 : 1064-1069. 9. Krochta CM, De Mulder- Johnston, C. 1997.edible and biodegredable polymer films: Challenges and opportunities. Food Technol. 51(2): 61-74. 10. Amal SH, Atress MM, El-Mogy, HE, AboulAnean and Alsanius BW. 2010. Improving Strawberry Fruit Storability by Edible Coating As a Carrier of Thymol or Calcium Chloride. J Hortic Sci Ornamental Plants 2(3): 88-97. 11. Kendall P. 2002. Freezing vegetables. Colorado State University Cooperative Extension. 12. Suutarinen J, Heiska K, Moss P, Autio K, 1999, The effects of calcium chloride and sucrose prefreezing treatments on the structure of strawberry tissues. Lebensm.-Wiss. u.-Technol. 33: 89-102. 13. Alonso J, Rodriguez T, Canet W, 1995. Effect of calcium pretreatments on the texture of frozen cherries, role of pectinesterase in the changes in the pectic materials. J Agric Food Chem. 43:1011-1016. 14. Chen F, Liu H, Yang H, Lai S, Cheng X, Xin Y, Yang B, Hou H, Yao Y, Zhang S, Bu G, Deng Y. 2010. Quality Attributes and Cell Wall Properties of Strawberries (Fragaria Annanassa Duch.) Under Calcium Chloride Treatment. Food Chem. 126: 450-459. 15. Cemero¤lu, B. 2010. G›da Analizleri, Bizim Büro Bas›mevi. 2. Bas›m. Ankara. 16. Anon. 1995. AOAC. Official Methods Of Analysis Of AOAC International (16th Ed.). 210 17. Anon. 1990. AOAC. In: (15th Edn. Ed.), Official Methods Of Analysis, Association Of Official Analytical Chemists, Arlington, VA. 18. Kramer A. and Twigg BA. 1984. Quality Control for the Food Industry. Volume 1, Avi Publishing Company Inc., Connecticut, 556 p. 19. Altu¤ T. 1993. Duyusal Test Teknikleri, E.Ü Mühendislik Fakültesi Ders Kitaplar› Yay›n No:28, ‹zmir, 56 s. 20. SPSS 15.0 for Windows Version; SPSS Inc., Chicago, Ill. 21. Han C, Zhao Y, Leonard SW, Traber MG. 2004. Edible Coatings To Improve Storability and Enhance Nutritional Value of Fresh and Frozen Strawberries (Fragaria x Ananassa) And Raspberries (Rubus Ideaus). Postharvest Biol Tec. 67–78. 22. Ribeiro C, Vicente AA, Teixeira JA, Miranda C. 2007. Optimization of edible coating composition to retard strawberry fruit senescence. Postharvest Biol Tec. 44: 63-70. 23. Tanada PS. 2005. Effect of edible wheat glutenbased films and coatings on refrigerated strawberry (Fragaria ananassa) quality. Postharvest Biol Tec. 36: 199-208. 24. Chlebowska-Smigiel A, Gniewosz M, Swinczak E. 2007. An attempt to apply a pullulan and pullulan-protein coatings to prolong apples shelflife stability. Acta Sci Pol Technol. Aliment. 49-56. 25. To¤rul H, Arslan N. 2004. Carboxymethyl cellulose from sugar beet pulp cellulose as a hydrophilic polymer in coating of mandarin. J Food Eng. 62: 271- 279. 26. Galetto CD, Verdini RA, Zorrilla SE, Rubiolo AC. 2010. Freezing of Strawberries By Immersion In CaCl2 Solutions. Food Chem. 123: 243-248. 27. El Gaouth A, Arul J, Ponnampalam R, Boulet M. 1991. Chitosan coating effect on storability and quality of fresh strawberries. J Food Sci. 12: 1618-1632. 28. Lowings PH, Cutts DF. 1982. The preservation of fresh fruits and vegetables. Proc. Inst. Food Sci. Technol. Annual Symp. July 1981. Nottingham, U.K. 29. Maestrelli A, Scalzo R, Lupi D, Bertolo G, Torreggiani D. 2001. Partial removal of water before freezing: Cultivar and pre-treatments as quality factors of frozen muskmelon (Cucumis melo, cv reticulatus Naud.). J Food Eng. 49: 255-260. 30. Sousa MB, Canet W, Alvarez MD, Ferna´ndez C. 2005. Effect of processing on the texture and sensory attributes of raspberry (cv. Heritage) and blackberry (cv. Thornfree). J Food Eng. 9-21. GIDA (2014) 39 (4): 211-218 doi: 10.5505/gida.29491 GD13073-29491 Araflt›rma /Research LACTOBACILLUS ve BIFIDOBACTERIUM CİNSİ BAKTERİLERİN BETA GALAKTOSİDAZ ENZİM AKTİVİTELERİNİN BELİRLENMESİ* Yasemin Kılıç1, Zehra Nur Yüksekdağ1**, Hazer Yüksekdağ2 Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Biyoteknoloji AbD, Teknikokullar, Ankara 2 Gazi Üniversitesi, Sa¤l›k Hizmetleri Meslek Yüksekokulu, Ankara 1 Gelifl tarihi / Received: 27.11.2013 Düzeltilerek Gelifl tarihi / Received in revised form: 17.12.2013 Kabul tarihi / Accepted: 23.12.2013 Özet Bu çal›flmada, insan, g›da ve hayvan kaynakl› 39 Lactobacilllus cinsine ait ve yeni do¤an gaitas›ndan izole edilmifl 3 Bifidobacterium cinsine ait toplam 42 bakteri kullan›lm›flt›r. O-nitrofenil-beta-D-galaktosit (o-NPG) substrat olarak kullan›larak, kültürlerin β-galaktosidaz enzim ve spesifik aktiviteleri belirlenmifltir. Lactobacillus cinsine ait kültürlerden L. fermentum ZYN17 (2.468 U/mg), L. casei LB65 (1.116 U/mg), L. rhamnosus GD11 (1.034 U/mg) ve L. acidophilus BAZ36 (0.947 U/mg) sufllar›n›n, Bifidobacterium cinsine ait kültürlerden de B. breve A26 (0.726 U/mg) suflunun en yüksek spesifik aktivite yetene¤ine sahip olduklar› tespit edilmifltir. Ayr›ca, bakterilerin 5-brom-4-klor-3-indolil-β-D-galaktopiranosit (X-gal) substrat bilefli¤iyle de nitel olarak enzim aktivitesinin varl›¤› de¤erlendirilmifltir. Yüksek spesifik β-galaktozidaz aktivitesi gösteren ZYN17 sufluna ait β-galaktozidaz enziminin optimizasyonu yap›lm›flt›r. β-galaktozidaz enziminin optimum pH’s› 6.8, optimum s›cakl›¤› 37 °C ve optimum tamponun potasyum fosfat tamponu oldu¤u belirlenmifltir. Anahtar kelimeler: Lactobacilllus, Bifidobacterium, β-galaktosidaz enzim aktivitesi BETA GALACTOSIDASE ENZYME ACTIVITIES of LACTOBACILLUS and BIFIDOBACTERIUM GENUS* Abstract In this study total 42 bacteria were used; 39 Lactobacilllus originated from human, food and animal and 3 Bifidobacterium isolated from new born baby feces. The β-galactosidase enzyme activities and specific activities were determined by using o-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside (o-NPG) as a substrate. The highest specific enzyme activities observed among Lactobacilli cultures were at L. fermentum ZYN17 (2.468 U/mg), L. casei LB65 (1.116 U/mg), L. rhamnosus GD11 (1.034 U/mg), and L. acidophilus BAZ36 (0.947 U/mg) strains and the highest enzyme activities observed among Bifidobacterium was at B. breve A26 (0.726 U/mg) strain. The enzyme activities of bacteria were also determined qualitatively by using the 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galaktoside (X-gal) substrate compound. The enzyme optimization of ZYN17 strain with highest specific β-galactosidase activity was achieved. The optimum pH was determined as 6.8, optimum temperature was 37 °C and the optimum buffer was potassium phosphate buffer for the enzyme. Keywords: Lactobacilllus, Bifidobacterium, β-galactosidase enzyme activity * Bu araştırma birinci yazarın yüksek lisans tezinin bir kısmından özetlenmiştir/ This research is the summary of 1st author’s MsC thesis. ** Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author [email protected], ✆ (+90) 312 202 1376, (+90) 312 212 2279 211 Y. Kılıç, Z. N. Yüksekdağ, H. Yüksekdağ GİRİŞ Laktoz sütte bulunan disakkarittir. Vücut taraf›ndan laktozun absorbsiyonu için önce monosakkaritlerine parçalanmas› gerekir. Bu olayda rol oynayan enzim ince ba¤›rsaklarda da bulunan laktaz (Beta-galaktozidaz) enzimidir (1, 2). Beta-galaktozidaz (β-d-galaktositgalaktohidrolaz, EC.3.2.23), laktozdan glikoz ve galaktoz oluflumunu katalizleyen hidrolitik bir enzimdir (3, 4). Laktoz direk olarak ba¤›rsaktan absorbe edilemedi¤inden hidrolize olmas› gerekmektedir. Hidroliz, ince ba¤›rsak kanal›n›n iç yüzeyinde bulunan β-galaktozidaz enzimiyle veya probiyotik bakterilerce sa¤lanmaktad›r (5). β-galaktozidaz enziminin vücuttaki eksikli¤inde veya ifllevini tam görmemesi durumunda laktoz intolerans›ndan söz edilmektedir (6, 7). ‹nsanlarda laktaz enzimiyle ilgili olarak ortaya ç›kan problemler, bu enzimin salg›lanmamas›ndan veya do¤umdan itibaren ince ba¤›rsakta yetersiz miktarda bulunmas›ndan kaynaklanmaktad›r. Bu durumda laktoz yeterince sindirilemez ve ince ba¤›rsaktaki sindirim veya kal›n ba¤›rsakta fermantasyon de¤iflikli¤inden dolay› klinik semptomlar (kar›n a¤r›s›, gaz, ishal vb) a盤a ç›kar. Laktozun sindirimi ve fermantasyonunun fizyolojik yönleri göz önüne al›nd›¤›nda, laktoz intolerans› semptomlar›n›n tüketilen laktoz dozu ile iliflkili oldu¤u ve ince ba¤›rsakta yeterli düzeyde hidroliz ile semptomlar›n önlenebilece¤i çok aç›kt›r (5). Laktoz intolerantl›lar›n, laktoz içeren g›dalardan sak›nmalar› gerekmektedir. Ancak, laktoz içeren g›dalardan sak›nmak beslenme aç›s›ndan risk yaratabilir (8). Bu nedenle laktoz içeren g›dalar›n kullan›m›n›n k›s›lmas› yerine bu tür ürünlerin nas›l kullan›labilece¤i konusu araflt›r›lmal›d›r. Probiyotiklerin bütün yararl› etkileri aras›nda laktoz intolerans›n› düzenleyici etkisi önem tafl›maktad›r. Cerrahi operasyon, ba¤›rsak düzensizlikleri ve antibiyotik tedavisi gibi faktörler vücudun laktaz üretimini azaltabilmektedir. Lactobacillus, Bifidobacterium ve Streptococcus gibi laktaz pozitif probiyotik bakteri türleri, genellikle pastörize süt ürünlerine ilâve edildiklerinde bu ürünlerdeki laktoz sindirimini artt›rmaktad›rlar (9, 10). Probiyotik sufllar, hidrolitik kapasiteleri ile yo¤urt gibi süt ürünlerinde laktoz miktar›n›n azalt›lmas›nda ve ayn› zamanda, ince ba¤›rsakta genel hidrolitik kapasiteyi artt›rmak için de kullan›labilir (11). Süt ürünlerine probiyotik bakteri ilave edilmesinin laktoz intolerans›na 212 yararl› etkileri iki olas› mekanizma ile aç›klanmaya çal›fl›lmaktad›r. Bunlardan birincisi, fermantasyon ile süt ürünlerinde bulunan laktozun parçalanmas›, ikincisi ise laktaz enzimi üreten probiyotik mikroorganizmalar›n gastrointestinal bölgelerdeki ço¤almas›d›r (9). Bütün bunlar göz önüne al›nd›¤›nda, laktoz intolerans› tedavisi için probiyotiklerin umut verici oldu¤u görülmektedir. Bu çal›flmada, farkl› izolasyon kaynakl› laktobasil ve bifidobakter cinslerine ait sufllar›n β-galaktozidaz aktivitelerinin o-NPG ve X-gal substratlar› ile belirlenmesi hedeflenmifltir. Ayr›ca, yüksek spesifik aktiviteye sahip L. fermentum ZYN17 suflunda β-galaktozidaz enziminin optimizasyonu amaçlanm›flt›r. MATERYAL ve YÖNTEM Materyal Çal›flmada kullan›lan tavuk (18), peynir (3), yo¤urt (1) ve yeni do¤an izolat› (17) olan Lactobacillus spp. (39) ve yeni do¤an gaitas› izolat› olan Bifidobacterium spp. (3) ait olmak üzere toplam 42 sufl, Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü Biyoteknoloji Laboratuvar› kültür koleksiyonundan temin edilmifltir. 39 laktobasil suflundan 14’ü L. casei, 11’i L. acidophilus, 4’ü L. rhamnosus, 3’ü L. salivarius, 3’ü L. delbrueckii subsp. delbrueckii, 2’si L. fermentum, 1’i L. paracasei subsp. paracasei ve 1’i L. delbrueckii subsp. bulgaricus türlerine ait sufllar iken, Bifidobakterilerde 2’si B. breve ve 1’i B. longum türlerine aittir. Laktobasillerin gelifltirilmesinde MRS besiyeri, enzim aktivitelerinin belirlenmesinde ise MRS içeri¤inde bulunan glikoz yerine laktozun (%2) ilavesi ile haz›rlanm›fl Lac-MRS besiyeri kullan›lm›flt›r. Bifidobakterilerin gelifltirilmesinde TPY (Trpticase phytone yeast extract) besiyeri, enzim aktivitelerinin belirlenmesinde ise TPY içeri¤inde bulunan glikoz yerine laktozun (%2) ilavesi ile haz›rlanm›fl Lac-TPY besiyeri kullan›lm›flt›r. Ayr›ca bifidobakterler ile yap›lan tüm deneysel çal›flmalar, anaerobik jar (Oxoid, Anaerojar) içerisinde ortama % 10 CO2 sal›n›m›n› sa¤layan anaerobik kit (Oxoid, Anaerobic generating kit) kullan›larak yap›lm›flt›r. β-galaktozidaz Aktivitesinin X-gal ile Belirlenmesi 20 mg/mL 5-brom-4-klor-3-indolil-β-D-galaktopiranosit (X-gal, Sigma) dimetilsülfoksit (DMSO, Sigma) içerisinde haz›rlanm›flt›r. 60 µL X-gal substrat› MRS agar üzerine dökülmüfl daha sonra petri 37 °C'de 1 saat inkübasyona b›rak›lm›flt›r. X-gal Lactobacillus ve Bifidobacterium Cinsi Bakterilerin... içeren MRS agar üzerine Densimat (Biomerioux) ile Mcfarland 0.5’e ayarlanan bakteri kültürlerinden 20 µL konularak drigalsi özesi ile yayma ekim gerçeklefltirilmifltir. Laktobasiller 16-18 saat, bifidobakteriler ise 36-48 saat uygun s›cakl›klarda ve koflullarda inkübasyona b›rak›lm›flt›r. ‹nkübasyon sonucunda turkuaz renk oluflumu, kültürün β-galaktozidaz aktivitesine sahip oldu¤u fleklinde yorumlanm›flt›r (1). β-galaktozidaz Enzim Ekstraktının Hazırlanması ve Protein Miktar Tayini Bakteriler uygun besiortamlar›nda iki kez aktiflefltirildikten sonra 5000 rpm’de 20 dak +4 °C'da santrifüj yap›lm›flt›r (Sigma 2-16 KC). Hücre pelleti serum fizyolojik (SF) ile iki kez y›kanarak Mc Farland 6’ya (~18 log cfu/mL) ayarlanm›flt›r. Kültürlerden SF, santrifuj ile uzaklaflt›r›lm›flt›r. Elde edilen pellet 0.03 M potasyum fosfat tamponuyla (pH 6.8) y›kanm›fl ve 1 mL tamponda çözülmüfltür. Bakterilerin hücre duvar› 50 MHz frekans›na ayarlanan ultrasonikasyon (Vibra-Cell, Sonics&Materials Inc. Danbury, CT marka) cihaz› ile parçalanm›flt›r. Hücre at›klar›n›n uzaklaflt›r›lmas› amac›yla 1000 rpm’de 10 dak +4 °C'da santrifüj ifllemi uygulanm›fl ve süpernatant ham enzim ekstrakt› olarak kullan›lm›flt›r (12). Kültürlerin protein konsantrasyonu, Bradford Reagent Kit (Amresco) kullan›larak belirlenmifltir. Standart olarak 0.0025-0.05 mg/mL aras›nda de¤iflen konsantrasyonlarda Bovine serum albumin (BSA) kullan›lm›flt›r. β-galaktozidaz Enzim Aktivitesinin Belirlenmesi β-galaktozidaz aktivitesi so¤uk flartlarda Shah ve Otieno (13)’nun metodu kullan›larak gerçeklefltirilmifltir. Aktivitenin belirlenmesinde o-nitrofenil-β-D-galaktopiranozit (o-NPG, Sigma) substrat olarak kullan›lm›flt›r. 0.03 M potasyum fosfat reaksiyon tamponu (pH 6.8) içinde, 0.2 mL 15 mM o-NPG içeren kar›fl›ma, enzim ekstrakt›ndan 1 mL ilave edilerek reaksiyon bafllat›lm›flt›r. 37 °C’da 15 dak inkübasyona b›rak›lm›fl, 1 M 0.5 mL sodyum karbonat (Merck) solüsyonu ilavesiyle reaksiyon durdurulmufltur. 1000 rpm’de 10 dak +4 °C'da santrifüjden sonra spektrofotometre cihaz› ile (Hitachi UV-1800) 420 nm dalga boyunda absorbans de¤eri okunmufltur. Körv olarak, ham ekstrakt yerine 1 mL 0.03 M potasyum fosfat tamponu (pH 6.8) kullan›lm›flt›r. 1 ünite β-galaktozidaz aktivitesi dakikada 1 µmol o-nitrofenolü serbest b›rakan enzim miktar› olarak tan›mlanm›flt›r. Bir miligram proteinde bulunan enzim ünite say›s› ise spesifik aktivite olarak kabul edilmifltir. β-galaktozidaz aktivitesi, 420 nm dalga boyunda okunan absorbans de¤erleri ve kalibrasyon e¤risinin e¤iminden faydalanarak afla¤›da belirtildi¤i gibi hesaplanm›flt›r. Enzim aktivitesi (U/mL)= Spesifik aktivite (U/mg)= OD420 x 1 x [Vt/Ve]xD k t Enzim aktivitesi (U/mL) Protein miktar› (mg/mL) Vt = Tüpte haz›rlanan toplam reaksiyon hacmi Ve = Küvette okutulan reaksiyon kar›fl›m›ndaki enzim hacmi k = Standart e¤rinin e¤imi t = Reaksiyon zaman› D = Dilüsyon faktörü β-galaktozidaz Enziminin Optimizasyonu β-galaktozidaz aktiviteleri belirlenen kültürlerden, en yüksek spesifik aktiviteyi gösteren L. fermentum ZYN17 suflu seçilerek farkl› pH, s›cakl›k ve tamponlarda enzim optimizasyonu yap›lm›flt›r. Farkl› pH’lardaki aktivitelerin belirlenmesi için, reaksiyon ortam›nda kullan›lan 0.03 M potasyum fosfat tamponunun pH’s› 5.5, 6.0, 6.8, 7.0, 7.5 ve 8.0 de¤erlerine ayarlanm›fl ve reaksiyon 37 °C’de gerçeklefltirilmifltir (14). Farkl› s›cakl›klardaki aktivitelerin belirlenmesi için, 0.03 M potasyum fosfat tamponu (pH 6.8) içinde, 15 mM 0.2 mL o-NPG içeren kar›fl›ma hücre süspansiyonundan 1 mL eklendikten sonra, reaksiyon 30 °C, 35 °C, 37 °C, 40 °C ve 45 °C s›cakl›klarda gerçeklefltirilmifltir (15). 0.03 M ve pH’s› 6.8 olan potasyum fosfat, sodyum fosfat, Tris-HCl, Tris-NaCl ve Tris-potasyum fosfat tamponlar›n›n reaksiyon ortam›nda kullan›lmas›yla tamponlar›n enzim aktivitesi üzerindeki etkileri belirlenmifltir (16). İstatistiksel Analiz Tüm çal›flmalar 3 paralelli ve 3 tekerrürlü olarak yap›lm›fl ve çal›flmalar›n ortalama sonuçlar› verilmifltir. ‹statistiksel analizlerde SPSS Inc. Software (15.0 versiyonu, SPSS Inc., Chicago, IL) kullan›lm›flt›r. Parametrik testlerden Pearson korelasyonuna göre, bütün sufllar›n enzim ve spesifik aktiviteleri aras›nda korelasyon olup olmad›¤› araflt›r›lm›flt›r. Farkl› pH, s›cakl›k ve tampon ile elde edilen spesifik aktivite de¤erleri aras›nda anlaml› bir fark olup olmad›¤›n› belirleyebilmek için nonparametrik testlerden Friedman testi kullan›lm›flt›r. 213 Y. Kılıç, Z. N. Yüksekdağ, H. Yüksekdağ BULGULAR β-galaktozidaz Belirlenmesi Aktivitesinin X-gal ile Sufllar›n β-galaktozidaz aktivitesi nitel olarak X-gal substrat› ile belirlenmifltir. Sufllar›n hepsinin, MRS-X gal agar besiyerinde turkuaz renk oluflturdu¤u gözlemlenmifltir. β-galaktozidaz Aktivitesinin Belirlenmesi β-galaktozidaz enzim aktivitesi kültürlerin hem pellettin de hem de kültür süpernatantlar›n da tespit edilmifltir. Kültür süpernatantlar›nda enzim aktivitesine rastlan›lmam›flt›r. Bakteriler, 0.153 U/mL (L. fermentum ZYN17)-0.004 U/mL (L. delbrueckii subsp. delbrueckii ZYN31) aras›ndaki de¤iflen de¤erlerde β-galaktozidaz enzim aktivitesi, 2.468 U/mg (L. fermentum ZYN17)-0.065 U/mg (L. delbrueckii subsp. delbrueckii ZYN31) aras›nda β-galaktozidaz spesifik aktivite göstermifllerdir. L. fermentum ZYN17 (2.468 U/mg), L. casei LB65 (1.116 U/mg), L. rhamnosus GD11 (1.034 U/mg), L. acidophilus BAZ36 (0.947 U/mg) ve B. breve A26 (0.726 U/mg) sufllar›nda yüksek β-galaktozidaz spesifik aktivite yetene¤i tespit edilmifltir (Çizelge 1). β-galaktozidaz Enziminin Optimizasyonu En yüksek spesifik aktiviteye sahip L. fermentum ZYN17 suflu enzim optimizasyonu (pH, s›cakl›k, tampon) çal›flmalar›nda kullan›lmak üzere seçilmifltir. L. fermentum ZYN17 suflunun, farkl› pH de¤erlerine (5.5, 6.0, 6.8, 7.0, 7.5 ve 8.0) ayarlanan potasyum fosfat tamponu kullan›larak enzim ve spesifik aktiviteleri belirlenmifltir (Çizelge 2). De¤iflen pH de¤erlerinde L. fermentum ZYN17 suflundan elde edilen enzimin protein miktar› 0.062-0.089 mg/mL, β-galaktozidaz enzim aktivitesi 0.084-0.153 U/mL ve β-galaktozidaz spesifik aktivitesi 1.120-2.468 U/mg olarak tespit edilmifltir. Enzimin de¤iflen pH’larda aktivitesini kaybetmedi¤i, genel olarak nötre yak›n pH’lara daha dayan›kl› oldu¤u görülmüfltür. ZYN17 suflundan elde edilen enzimin optimum pH’s› 6.8 Çizelge 1. Laktobasillerin ve Bifidobakterilerin en düflük ve en yüksek β-galaktozidaz enzim ve spesifik aktivite de¤erleri Table 1. The lowest and highest values of β-galactosidase enzyme and specific activity in Lactobacilli and Bifidobacteria Bakteriler Bacteria Protein Miktar› (mg/mL) Protein content (mg/mL) Enzim Aktivitesi (U/mL) Enzyme activity (U/mL) Spesifik Aktivite (U/mg) Specific activity (U/mg) 0.038 0.059 0.048±0.006 0.017 0.039 0.024±0.007 0.354 0.947 0.509±0.184 0.041 0.071 0.057±0.012 0.015 0.061 0.041±0.019 0.366 1.034 0.687±0.295 0.062 0.078 0.070±0.008 0.037 0.153 0.095±0.058 0.474 2.468 1.471±0.997 0.043 0.102 0.069±0.030 0.008 0.056 0.026±0.026 0.078 0.903 0.436±0.423 0.078 0.043 0.551 0.062 0.063 0.058±0.007 0.004 0.035 0.019±0.015 0.065 0.556 0.343±0.251 0.075 0.033 0.440 0.043 0.101 0.075±0.012 0.037 0.062 0.047±0.006 0.457 1.116 0.651±0.156 0.062 0.069 0.066±0.003 0.029 0.045 0.037±0.008 0.420 0.726 0.573±0.153 0.053 0.026 0.491 L. acidophilus (n=11) En düflük Minimum En yüksek Maximum Ortalama Average L. rhamnosus (n= 4) En düflük Minimum En yüksek Maximum Ortalama Average L. fermentum (n=2) En düflük Minimum En yüksek Maximum Ortalama Average L. salivarius (n=3) En düflük Minimum En yüksek Maximum Ortalama Average L. paracasei subsp. paracasei (n=1) L. delbrueckii subsp. delbrueckii (n=3) En düflük Minimum En yüksek Maximum Ortalama Average L. delbrueckii subsp. bulgaricus (n=1) L. casei (n=14) En düflük Minimum En yüksek Maximum Ortalama Average Bifidobacterium breve (n=2) En düflük Minimum En yüksek Maximum Ortalama Average Bifidobacterium longum (n=1) 214 Lactobacillus ve Bifidobacterium Cinsi Bakterilerin... olarak belirlenmifltir. Optimum pH de¤erinden daha asidik ve daha alkali ortamlarda aktivitede düflüfl gözlenmifltir. TARTIŞMA ve SONUÇ ‹nek sütü ve di¤er süt ürünleri insanlar için ana Çizelge 2. L. fermentum ZYN17 sufluna ait β-galaktozidaz enzim ve spesifik aktivitesine pH’n›n etkisi Table 2. Effect of pH on β-galactosidase enzyme and specific activity in L. fermentum ZYN17 strain pH Protein Miktar› (mg/mL) Protein content (mg/mL) Enzim Aktivitesi (U/mL) Enzyme activity (U/mL) Spesifik Aktivite (U/mg) Specific activity (U/mg) 5.5 0.083±0.007 0.149±0.004 1.795±0.010 6.0 0.072±0.000 0.151±0.001 2.097±0.012 0.03 M potasyum fosfat reaksiyon tamponunun pH’s› 6.8, reaksiyonun gerçekleflti¤i s›cakl›k ise 30 °C, 35 °C, 37 °C, 40 °C ve 45 °C’ye ayarlanarak L. fermentum ZYN17 suflunun β-galaktozidaz enzim ve spesifik aktiviteleri belirlenmifltir (Çizelge 3). Farkl› s›cakl›klarda, ZYN17 suflundan elde edilen enzimin protein miktar› 0.062-0.086 mg/mL, β-galaktozidaz enzim aktivitesi 0.147-0.153 U/mL ve β-galaktozidaz spesifik aktivitesi 1.733-2.468 U/mg olarak belirlenmifltir. ZYN17 suflundan elde edilen enzimin optimum s›cakl›¤›n 37 °C oldu¤u görülmüfltür. 6.8 (Kontrol) 0.062±0.003 0.153±0.000 2.468±0.000 7.0 0.073±0.000 0.151±0.001 2.069±0.024 7.5 0.089±0.001 0.150±0.000 1.685±0.011 8.0 0.075±0.001 0.084±0.000 1.120±0.014 besleyici g›dalar aras›ndad›r. Bu nedenle, günlük karbonhidrat al›m›nda laktoz a¤›rl›ktad›r. Baz› insanlar β-galaktozidaz enzimi eksikli¤i nedeniyle laktoza toleranslar› yoktur ve laktozu sindiremezler. Dünyadaki insanlar›n yar›s›ndan fazlas› g›da olarak de¤erli bir kayna¤› kullanamaz haldedir. Bilim insanlar›, laktoz intoleransl› bireylerin β-galaktozidaz enzimini üreten probiyotikleri kullanabileceklerini bildirmektedirler (17, 18). Lactobacillus casei Shirota ve Bifidobacterium breve Yakult kombinasyonunun gastrointestinal Çizelge 3. L. fermentum ZYN17 sufluna ait β-galaktozidaz enzim ve spesifik aktivitesine s›cakl›¤›n etkisi Table 3. Effect of temperature on β-galactosidase enzyme and specific activity in L. fermentum ZYN17 strain S›cakl›k (°C) Temperature Protein Miktar› (mg/mL) Protein content (mg/mL) Enzim Aktivitesi (U/mL) Enzyme activity (U/mL) Spesifik Aktivite (U/mg) Specific activity (U/mg) 30 0.068±0.000 0.147±0.001 2.162±0.012 L. fermentum ZYN17 suflunun β-galaktozidaz enzim ve spesifik aktivitesi, 0.03 M potasyum fosfat, sodyum fosfat, Tris-HCl, Tris-NaCl ve Tris-potasyum fosfat (pH 6.8) tamponlar›nda tespit edilmifltir (Çizelge 4). Kullan›lan tamponlarda, ZYN17 suflundan elde edilen enzimin protein miktar› 0.062-0.072 mg/mL, β-galaktozidaz enzim aktivitesi 0.147-0.150 U/mL ve β-galaktozidaz spesifik aktivitesi 2.042-2.468 U/mg olarak belirlenmifltir. ZYN17 suflundan elde edilen enzim için uygun tamponun potasyum fosfat tamponu oldu¤u görülmüfltür. En düflük β-galaktozidaz spesifik aktivitesi ise Tris tamponun da belirlenmifltir. 35 0.067±0.000 0.151±0.000 2.254±0.020 37 (Kontrol) 0.062±0.003 0.153±0.000 2.468±0.000 40 0.083±0.001 0.150±0.000 1.807±0.011 45 0.086±0.001 0.149±0.003 1.733±0.014 geçifl s›ras›nda hayatta kald›¤› ve laktoz intolerans semptomlar›n› azaltt›¤› ifade edilmektedir (19). Gheytanchi ve arkadafllar› (1) taraf›ndan probiyotik laktobasil sufllar›n›n salg›lad›klar› β-galaktozidaz enzimi ile sütteki laktozun tüketilerek süt ve süt ürünlerinin kullan›m›n›n artt›r›labilece¤i rapor edilmifltir. Yo¤urt ile al›nan ve ince ba¤›rsakta liziz olan bakterilerin β-galaktozidaz›n›n serbest kald›¤› ve bu enzimin laktozu metabolize etti¤i bildirilmifltir (20). Çal›flmada, bakterilerin β-galaktozidaz aktivitesi X-gal substrat› ile nitel olarak belirlenmifltir. Sufllar›n tümü besi ortam›nda kromojenik substrat› hidroliz ederek turkuaz renk oluflturmufllard›r. Çizelge 4. L. fermentum ZYN17 suflun ait β-galaktozidaz enzim ve spesifik aktivitesine farkl› tamponlar›n etkisi Table 4. Effect of different buffers on β-galactosidase enzyme and specific activity in L. fermentum ZYN17 strain Tampon Buffer Potasyum Fosfat (Kontrol) Potasium phosphate (Control) Protein Miktar› (mg/mL) Protein content (mg/mL) Enzim Aktivitesi (U/mL) Enzyme activity (U/mL) Spesifik Aktivite (U/mg) Specific activity (U/mg) 0.062±0.003 0.153±0.000 2.468±0.000 Tris Tris-NaCl 0.072±0.000 0.147±0.000 2.042±0.000 0.070±0.002 0.148±0.000 2.114±0.000 Tris–Sodyum Fosfat Sodyum Fosfat Tris- Sodium phosphate Sodium phosphate 0.065±0.002 0.150±0.002 2.308±0.036 0.069±0.001 0.150±0.001 2.174±0.022 215 Y. Kılıç, Z. N. Yüksekdağ, H. Yüksekdağ Gheytanchi ve ark., (1) süt ve peynirden izole edilen laktobasil izolatlar› taraf›ndan üretilen β-galaktozidaz enzimini X-gal substrat›n› kullanarak yapt›klar› çal›flmada bütün sufllarda koyu turkuaz renk oluflumunu gözlemlemifllerdir. Çal›flmada spektrofotometrik aktivite analizleri sonucunda, en yüksek β-galaktozidaz spesifik aktivitesi hayvan kaynakl› L. fermentum ZYN17 (2.4680 U/mg), L. acidophilus BAZ36 (0.947 U/mg) ve insan kaynakl› L. rhamnosus GD11 (1.037 U/mg), L. casei LB65 (1.116 U/mg) sufllar›nda tespit edilmifltir. Genel olarak bakterilerin β-galaktozidaz spesifik aktiviteleri de¤erlendirildi¤inde, aktivitenin sufllar aras›nda önemli de¤ifliklikler gösterdi¤i belirlenmifltir. Enzim ve spesifik enzim aktivitesi aras›nda istatistiksel olarak anlaml› pozitif bir iliflki oldu¤u belirlenmifltir (p<0.01). Bu anlaml› iliflki ile birlikte enzim aktivitesi yüksek sufllar›n spesifik aktivitelerinin de yüksek oldu¤u görülmektedir. Tar› ve ark., (21) artisanal yo¤urtlardan izole ettikleri termofilik laktik asit bakterileri için 0.011-0.240 U/mL aral›¤›nda, Gheytanchi ve ark., (1) L. delbrueckii suflu için 1.966 U/mL, Mozumder ve ark., (22) Dakka flehrinde bulunan yo¤urtlardan izole edilen Lactobacillus bakterilerinde 850.69 U/L, Meira ve ark., (23) Brezilya’daki küçükbafl hayvanlardan üretilen peynir kaynakl› olan 12 Lactobacillus izolat› için 47.7-2503 Miller units aral›¤›nda β-galaktozidaz enzim aktivitesi belirlemifllerdir. Çal›flmada elde edilen sonuçlar baz› araflt›rmac›lar›n sonuçlar›na yak›nl›k gösterirken, baz› araflt›rmac›lar›n sonuçlar›ndan daha düflük bulunmufltur. Bunun nedeninin, kullan›lan besiyeri, s›cakl›k, pH, tampon, enzim ekstraksiyon metodu, hacim, kullan›lan enzim ve substrat miktar› hatta bafllang›ç bakteri yo¤unlu¤unun enzim aktivitesini etkilemesi olabilece¤i gibi aktivite hesaplanma yöntemlerindeki farkl›l›klardan da kaynaklanabilece¤i düflünülmüfltür. β-galaktozidaz enzimi bulundu¤u mikroorganizman›n türüne göre intrasellüler veya ekstrasellüler olarak üretilebilmektedir (15, 21, 24). Çal›flmada kullan›lan türlerde hücre pelletinde β-galaktozidaz aktivitesi belirlenirken, kültür süpernatant›nda enzim aktivitesine rastlan›lmam›flt›r. Böylece laktobasil ve bifidobakterilerde β-galaktozidaz enziminin intrasellüler enzim oldu¤u sonuçlarla desteklenmifltir. Enzim üretim koflullar›n›n ve reaksiyon koflullar›n›n optimizasyonu, enzimin en yüksek aktiviteye sahip oldu¤u flartlar›n belirlenmesi aç›s›ndan önemli bir konudur. Bu sebeple bir çok çal›flmada 216 enzimlerin özelliklerinin ve uygun enzimatik reaksiyon koflullar›n›n belirlenmesi için optimizasyon çal›flmalar› yap›lmas› gerekti¤i bildirilmifltir (14, 15, 25, 26). Enzim reaksiyonlar› hidrojen iyon konsantrasyonu, s›cakl›k ve tampon gibi çeflitli faktörlerden etkilenmektedir. Bu çal›flmada, enzimin optimum pH’s›n›n, s›cakl›¤›n›n ve uygun reaksiyon tamponunun β-galaktozidaz enzim aktivitesine etkisinin belirlenmesi amaçlanm›flt›r. Bu kapsamda L. fermentum ZYN17 suflunda enzim aktivitelerinin optimizasyon çal›flmalar› yap›lm›flt›r. Çal›flmada L. fermentum ZYN17 suflunda pH’›n (5.5, 6.0, 6.8, 7.0, 7.5 ve 8.0) β-galaktozidaz enzim ve spesifik aktivitesine etkisi belirlenmifltir. L. fermentum ZYN17 suflunun pH 5.5’dan pH 6.8’e kadar olan pH de¤erlerinde enzim ve spesifik aktivitesinde art›fl gözlenmifl ve en yüksek β-galaktozidaz enzim ve spesifik aktivitesi pH 6.8’de belirlenmifltir. pH 6.8’den sonra ise enzim ve spesifik aktivitede düflüfl gözlenmifltir. Bu çal›flmada kullan›lan pH’lardaki β-galaktozidaz spesifik aktiviteleri aras›nda anlaml› bir fark oldu¤u Friedman testi uygulanarak (p<0.05) belirlenmifl ve β-galaktozidaz aktivitesinin pH 6.8’de en yüksek oldu¤u do¤rulanm›flt›r. Genel olarak, literatürlerde de β-galaktozidaz enziminin optimum pH de¤erinin nötr pH aral›klar›nda veya nötr pH’a yak›n pH de¤erinde de¤iflti¤i bildirilmifltir. β-galaktozidaz enziminin optimum pH de¤erini, Ismail ve ark., (15) L. acidophilus NRRL 4495 suflu için, Iqbal (27) L. plantarum WCFS1 suflu için, Toba ve ark., (25) L. bulgaricus B-6 ve L. plantarum 118 sufllar› için, Üstok (26), L. delbrueckii subsp. bulgaricus 77, S. thermophilus 95/2 sufllar› için 7.0 oldu¤unu rapor etmifllerdir. Iqbal (27), L. sakei Lb790 suflu için, Kim ve Rajagobal (28), L. crispatus ATCC 33820 suflu için, Toba ve ark., (25) L. helveticus B-1 ve L. lactis L-3 sufllar› için en uygun pH de¤erinin 6.5 oldu¤unu bildirmifllerdir. Bu çal›flmalar bizim sonuçlar›m›z› desteklemektedir. Enzim aktivitesi, enzimlerin kararl› olabildi¤i s›cakl›k aral›¤›nda, s›cakl›kla artar. S›cakl›k belirli bir de¤erin üstüne ç›k›nca enzim proteini denatüre olmaya bafllayaca¤›ndan aktivitede düflme gözlenir (29). Bu sebeple enzimin yüksek aktiviteye sahip oldu¤u s›cakl›¤›n ve s›cakl›¤›n enzim aktivitesine etkisinin belirlenmesi önem tafl›maktad›r. Çal›flmada, L. fermentum ZYN17 suflundan izole edilen enzimin 30 °C, 35 °C, 37 °C, 40 °C ve 45 °C reaksiyon s›cakl›klar›nda enzim ve spesifik Lactobacillus ve Bifidobacterium Cinsi Bakterilerin... aktiviteleri belirlenmifltir. En yüksek β-galaktozidaz enzim ve spesifik aktivitesi 37 °C’ de belirlenirken en düflük enzim aktivitesi ise 30 °C’de tespit edilmifltir. Optimum s›cakl›k de¤erinden düflük s›cakl›k (30 °C) ve yüksek s›cakl›kta (45 °C) belirlenen aktivitelerde düflüfl gözlenmifltir. Yap›lan istatistiksel analiz sonucu farkl› s›cakl›klardaki enzim aktivitesinin 37 °C’de yüksek oldu¤u Friedman testi ile do¤rulanm›flt›r (p<0.01). Ismail ve ark., (15) çal›flmalar›nda β-galaktozidaz enziminin optimum 40 °C’de (98 U/g) en iyi aktivite gösterdi¤ini, Toba ve ark., (25) L. bulgaricus B-6, L. lactis L-3 ve L. plantarum 118 sufllar›n›n 50 °C’de en yüksek enzim aktivitesine sahip oldu¤unu, Üstok (26), L. delbrueckii subsp. bulgaricus 77, S. thermophilus 95/2 sufllar›ndan elde edilen β-galaktozidaz enziminin optimum 45-50 °C s›cakl›klar›nda yüksek aktivite gösterdi¤ini, Kara (14), L. plantarum suflunda β-galaktozidaz enziminin optimum s›cakl›¤›n›n 35 °C-40 °C aras›nda oldu¤unu bildirmifllerdir. Yap›lan çal›flmalarda, bakteri kaynakl› β-galaktozidaz’lar nötr pH’da optimum olarak karakterize edilirken bakteriler aras›ndaki varyasyonlarda ve hatta ayn› bakteri sufllar› aras›nda optimum s›cakl›¤›n farkl› oldu¤u vurgulanmaktad›r (14, 15, 30, 31). Çal›flmada kullan›lan farkl› tamponlar›n enzim ve spesifik aktiviteye etkisi de belirlenmifltir. 0.03 M potasyum fosfat (2.468 U/mg), 0.03 M sodyum fosfat (2.174 U/mg), 0.03 M Tris (2.042 U/mg), 0.03 M Tris-NaCl (2.114 U/mg) ve 0.03 M Tris-sodyum fosfat (2.308 U/mg) tamponlar› kullan›larak β-galaktozidaz enzim ve spesifik aktivitesi üzerinde tamponlar›n etkisi araflt›r›lm›flt›r. ‹statistiksel olarak, Friedman testi ile tamponlar aras›nda spesifik aktivite aç›s›ndan anlaml› bir fark oldu¤u görülmüfl (p<0.05) ve spesifik aktivitenin potasyum fosfat tamponunda daha yüksek oldu¤u do¤rulanm›flt›r. Citti ve ark., (16), S. lactis 7962 suflunda farkl› tamponlar›n β-galaktozidaz spesifik aktivitesi üzerindeki etkisini belirlemek amac›yla 0.05 M (pH 7) sodyum fosfat, potasyum fosfat, Tris, Tris + sodyum klorit, Tris + sodyum fosfat tamponlar›n› kullanm›fllard›r. Çal›flma sonucu en yüksek spesifik aktivite sodyum fosfat tamponunda (0.75 U/mg), en düflük enzim aktivitesini ise Tris tamponunda (0.02 U/mg) belirlemifllerdir. Bu çal›flma bizim sonuçlar›m›z› desteklemektedir. Son y›llarda β-galaktozidaz enzimi endüstriyel öneminden dolay› hem bilim insanlar›n›n hem de giriflimcilerin ilgisini çekmektedir. Bu nedenle bu çal›flmada, yüksek enzim aktivitesine sahip probiyotik sufllar›n belirlenmesi önem kazanm›flt›r. Bu amaçla, probiyotik özellikleri çeflitli çal›flmalar ile belirlenmifl farkl› kaynaklardan izole edilerek, moleküler tan›mlamalar› yap›lm›fl Lactobacillus spp. (39) ve Bifidobacterium spp. (3) sufllar›n›n β-galaktozidaz enzim aktiviteleri, protein miktarlar› ve spesifik aktiviteleri belirlenmifltir. Bunlardan en iyi spesifik aktiviteye sahip L. fermentum ZYN17 suflu enzim optimizasyonu için kullan›lm›flt›r. Elde edilen sonuçlar do¤rultusunda, L. fermentum ZYN17 suflundan izole edilen β-galaktozidaz enzimi, saflaflt›r›larak endüstriyel amaçl› kullan›labilecektir. TEŞEKKÜR Bu çal›flma, Gazi Üniversitesi Bilimsel Araflt›rma Projeleri (BAP) Birimi taraf›ndan 05/2012-40 kodlu proje ile desteklenmifltir. KAYNAKLAR 1. Gheytanchi E, Heshmati F, Shargh KB, Nowroozi J, Movahedzadeh F. 2010. Study on β-galactosidase enzyme produced by isolated lactobacilli from milk and cheese. Afr J Microbiol Res, 4, 454-458. 2. Karasova P, Spiwok V, Mala S, Kralova B, Russell NJ. 2002. Beta-galactosidase activity in psychrophic microorganisms and their potential use in food industry. Czech J Food Sci, 20(2), 43-47. 3. Verma LM, Barrow JC, Kennedy JF, Puri M. 2012. Immobilization of β-d-galactosidase from Kluyveromyces lactis on functionalized silicon dioxide nanoparticles: Characterization and lactose hydrolysis. Int J Biol Macromol, 50(2), 432-437. 4. Panesar R, Panesar PS, Singh RS, Kennedy JF. 2011. Hydrolysis of milk lactose in a packed bed reactor system using immobilized yeast cells. J Chem Technol Biotechnol, 86(1), 42-46. 5. Vonk RJ, Reckman GAR, Harmsen HJM, Priebe MG. 2012. Probiotics and Lactose Intolerance. Chapter 7. InTech Open, 7, 149-160. 6. Singh VP, Sharma J, Babu S, Rizwanulla, Singla A. 2013. Role of probiotics in health and disease: a review. J Pak Med Assoc, 63(2), 253-257. 217 Y. Kılıç, Z. N. Yüksekdağ, H. Yüksekdağ 7. Setty-Shah N, Maranda L, Candela N, Fong J, Dahod I, Rogol AD, Nwosu BU. 2013. Lactose Intolerance: Lack of Evidence for Short Stature or Vitamin D Deficiency in Prepubertal Children. PLOS ONE, 8, 1-9. 8. Bayhan A, Yentür G. 1993. Laktoz ‹ntolerans›. GIDA, 18 (6), 385-388. 9. Rolfe RD. 2000. The role of probiotic cultures in the control of gastrointestinal health. J Nutr, (Supplement).130 (2), 396-402. 10. Sanders ME. 1999. Probiotics. Food Technol, 53 (11), 67-77. 11. De Vrese M, Stegelmann A, Richter B, Fenselau S, Laue C, Schrezenmeir J. 2001. Probioticscompensation for lactase insufficiency. Am J Clin Nutr, 73 (2), 421-429. 12. Zhang W, Wang C, Huang CY, Yu Q, Liu HC, Zhang CW, Pei XF, Xu X, Wang GQ. 2012. Analysis of β-galactosidase production and their genes of two strains of Lactobacillus bulgaricus. Biotechnol Lett, 34 (6), 1067-1071. 13. Shah NP, Otieno DO. 2007. Endogenous β-glucosidase and β-galactosidase activities from selected probiotic microorganisms and their role in isoflavone biotransformation in soymilk. J Appl Microbiol, 103 (4), 910-917. 14. Kara F. 2004. Release and characterization of beta-galactosidase from Lactobacillus plantarum. M.C. Thesis, Department of Biotechnology, Middle East Technical University, 89p. 15. Ismail SAA, El-Mohamady Y, Helmy WA, Abou-Romia R, Hashem AM. 2010. Cultural condition affecting the growth and production of β-galactosidase by Lactobacillus acidophilus NRRL 4495. Aust J Basic Appl Sci, 4 (10), 5051-5058. 16. Citti JE, Sandine WE, Elliker PR. 1965. β-Galactosidase of Streptococcus lactis. J Bacteriol, 89 (4), 937-942. 17. Li J, Zhang W, Wang C, Yu Q, Dai R, Pei X. 2012. Lactococcus lactis expressing food-grade β-galactosidase alleviates lactose intolerance symptoms in post-weaning Balb/c mice. Appl Microbiol Biotechnol, 96 (6), 1499-506. 18. Jokar A, Karbassi A. 2011. In-house production of lactose-hydrolysed milk by beta-galactosidase from Lactobacillus bulgaricus. J Agr Sci Technol, 13 (4), 577-584. 19. Almeida CC, Lorena SLS, Pavan CR, Akasaka HMI, Mesquita MA. 2012. Beneficial effects on long-term consumption of a probiotic combination of Lactobacillus casei Shirota and Bifidobacterium breve Yakult may persist after suspension of therapy in lactose- intolerant patients. Nutr Clin Pract, 27 (2), 247-251. 218 20. Ouwehand AC, Salminen S, Isolauri E. 2002. Probiotics: An overview of beneficial effects. Antonie Leeuwenhoek, 82 (1-4), 279-289. 21. Tari C, Ustok FI, Harsa S. 2010. Production of food grade β-galactosidase from artisanal yogurt strains. Food Biotechnol, 24 (1), 78-94. 22. Mozumder NHMR, Akhtaruzzaman M, Bakr MA, Zohra FT. 2012. Study on isolation and partial purification of lactase (β-Galactosidase) enzyme from Lactobacillus bacteria isolated from yogurt. J Sci Res, 4 (1), 239-249. 23. Meira MMS, Helfer EV, Velho VR, Lopes CF, Brandelli A. 2012. Probiotic potential of Lactobacillus spp. isolated from Brazilian regional ovine cheese. J Dairy Res, 79 (1), 119-127. 24. Hsu CA, Yu RC, Chou CC. 2005. Production of β-galactosidase by Bifidobacteria as influenced by various culture conditions. Int J Food Microbiol, 104 (2), 197-206. 25. Toba T, Tomita Y, Itoh T, Adachi S. 1981. β-Galactosidases of lactic acid bacteria: characterization by oligosaccharides formed during hydrolysis of lactose. J Dairy Sci, 64 (2), 185-192. 26. Üstok FI. 2007. Production of β-Galactosidase Using Lactic Acid Bacteria and Optimisation of Fermentation Parameters. (M.Sc), Fen Bilimleri Enstitüsü, ‹zmir ‹leri teknoloji Enstitüsü, ‹zmir, 35s. 27. Iqbal S. 2011. Characterization of β-Galactosidase and Enzymatic Synthesis of Prebiotic Galacto-oligosaccharides. M.Sc. Hons., University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna, 70 p. 28. Kim JW, Rajagopal SN. 2000. Isolation and characterization of β-galactosidase from Lactobacillus crispatus. Folia Microbiol, 45, 29-34. 29. Pamuk F. 2011. Biyokimya, Gazi Kitabevi, Ankara, Türkiye, 272s. 30. Tzortzis G, Goulas AK, Gibson GR. 2005. Synthesis of prebiotic galactooligosaccharides using whole cells of a noval strain Bifidobacterium bifidum NCIMB 41171. Appl Microbiol Biotechnol, 68 (3), 412-416. 31. Rabiu BA, Jay AJ, Gibson GR, Rastall RA. 2001. Synthesis and fermentation properties of novel galacto-oligosaccharides by β-galactosidase from Bifidobacterium species. Appl Environ Microbiol, 67 (6), 2526-2530. GIDA (2014) 39 (4): 219-226 doi: 10.5505/gida.30085 GD13074-30085 Araflt›rma / Research FARKLI VİNİFİKASYON TEKNİKLERİNİN KALECİK KARASI ŞARAPLARINDAKİ FENOLİK BİLEŞİK İÇERİKLERİNE ETKİSİ* Hande Tahmaz**, Gökhan Söylemezoğlu Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bahçe Bitkileri Bölümü, Ankara Gelifl tarihi / Received: 28.11.2013 Düzeltilerek Gelifl tarihi / Received in revised form: 05.02.2014 Kabul tarihi / Accepted: 08.03.2014 Özet Fenolik bileflikler flaraba duyusal özelliklerini katmakla beraber, insan sa¤l›¤› aç›s›ndan yararlar› oldu¤u bilinen bilefliklerdir ve miktarlar› vinifikasyon tekniklerine göre de¤ifliklik göstermektedir. Bu araflt›rmada Kalecik Karas› üzüm çeflidinden termovinifikasyon ve so¤uk maserasyon uygulamalar› ile elde edilen flaraplarda toplam antosiyanin, toplam fenolik bileflik, antioksidan aktivite, kateflin, epikateflin, rutin, trans-resveratrol ve cis-resveratrol miktarlar›n›n belirlenmesi amaçlanm›flt›r. Araflt›rman›n bitkisel materyalini oluflturan Kalecik Karas› üzüm çeflidi, Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Kalecik Ba¤c›l›k Araflt›rma ve Uygulama ‹stasyonu’nda bulunan ba¤dan 1.100 dansitede hasat edilmifltir. So¤uk maserasyon ve termovinifikasyon uygulamalar› öncesi üzümler flaraba ifllenmeden önce 72 saat so¤uk hava deposunda tutulmufllar ve s›ras› ile 1.116 ve 1.115 dansitede flaraba ifllenmifllerdir. Araflt›rma sonucunda so¤uk maserasyon uygulamas›n›n fenolik bileflik içeriklerinde düflüfle sebep oldu¤u, termovinifikasyon uygulamas›n›n ise flaraplarda antioksidan aktivite, toplam fenolik bileflik, kateflin, rutin ve trans-resveratrol içeriklerini art›rd›¤› tespit edilmifltir. Anahtar kelimeler: Fenolik bileflik, antioksidan, Kalecik Karas›, k›rm›z› flarap, HPLC-DAD. EFFECTS of DIFFERENT VINIFICATION TECHNIQUES on PHENOLIC COMPOUNDS in KALECIK KARASI WINES Abstract Phenolic compounds give sensory properties to wine and also they have benefits for human health. Their quantities change according to vinification techniques. This research was conducted to determine the anthocyanin, total phenolic compounds, antioxidant activity, catechin, epicatechin, rutin, trans-resveratrol and cis-resveratrol levels in Kalecik Karas› wines obtained by cold maceration and thermovinification techniques. Kalecik Karas›, plant material of this research, harvested in 1.100 density in Ankara University Faculty of Agriculture Kalecik Viticultural Research and Experiment Station. Before the cold maceration and the thermovinification treatment, grapes are kept in cold storage for 72 hours and processed into wine 1.116 and 1.115 density respectively. As a result of this research, it was found that cold maceration decreased phenolic compounds in wine and thermovinification increased antioxidant activity, total phenolic compounds, catechin, rutin and trans resveratrol content in wines. Keywords: Phenolic compound, antioxidants, Kalecik Karas›, red wine, HPLC-DAD. * Bu çalışma birinci yazarın doktora tezinin bir bölümüdür. ** Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author; [email protected], ✆ (+90) 312 596 1631, (+90) 312 317 9119 219 H. Tahmaz, G. Söylemezoğlu GİRİŞ Fenol asitleri grubu içerisinde yer alan transresveratrol, tanenler grubu içerisinde yer alan kateflin ve epikateflin ile flavonoidler grubu içerisinde rutinin insan sa¤l›¤›na olumlu etkilerinin tespit edilmesinden itibaren bu konu ile ilgili çal›flmalar günümüzde giderek artmaya bafllam›flt›r. Özellikle resveratrolün yafllanmay› kontrol eden SIRT 1 enziminin etkinlik mekanizmas›yla ilgili son y›llarda in vitro ve in vivo olarak çok önemli çal›flmalar yap›lm›flt›r (1, 2). Antioksidan özellikteki fenolik bilefliklerin kardiyoprotektif (kalbi koruyucu) (3-5), vazerelaksasyon (damar aç›c›) (4, 6), antienflamatuvar (enfeksiyonu önleyici) (3- 8), reaktif oksijen yakalay›c› (9, 10) ve antikansorejen (11,12) özellik göstermesi yap›lan çal›flmalarla kan›tlanm›flt›r. Üzüm ve flaraplardaki fenolik bilefliklerin miktarlar› hastal›k etmenleri (13-15), UV uygulamas› (16, 17), kimyasal uygulamalar (18-24), çeflit ve anac›n etkisi (25), doku farkl›l›klar› (26-29), iklimin etkisi (30), budama ile terbiye fleklinin etkisi (31) ve vinifikasyon tekniklerine göre (32-34) büyük ölçüde de¤ifliklik gösterebilmektedir. Bu çal›flmada da ülkemizin en önemli k›rm›z› flarapl›k üzüm çeflitlerinden olan Kalecik Karas› üzüm çeflidinden farkl› vinifikasyon teknikleri ile elde edilen flaraplarda fenolik bileflik içerikleri belirlenmeye çal›fl›lm›flt›r. MATERYAL ve YÖNTEM Materyal Bitkisel materyal olarak Ankara’n›n Kalecik ilçesinde kurulmufl olan Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Kalecik Ba¤c›l›k Araflt›rma ve Uygulama ‹stasyonu’nda bulunan 5 BB anac› üzerine afl›lanm›fl Kalecik Karas› çeflidine ait 135 omca kullan›lm›flt›r. Parseldeki omcalar 1995 y›l›nda 2m x 3m s›ra üzeri ve aras› mesafelerle dikilmifl olup, 70 cm gövde yüksekli¤i ve çift kollu sabit kordon budama flekli verilmifl olan omcalar için 5 s›ra telli çift T destek sistemi kullan›lm›flt›r. Parselde gübreleme ve sulama damla sulama ile gerçeklefltirilmektedir. Araflt›rmada bitkisel materyal olarak Kalecik Karas› çeflidinin 2012 y›l› hasad›ndan elde edilen üzümler ve bu üzümlerden yap›lan flaraplar kullan›lm›flt›r. Yöntem Kalecik Karası Üzümlerinin Şaraba İşlenmesi Klasik Maserasyon 1,100 dansitede hasat edilen üzümler klasik maserasyonla flaraba ifllenmifllerdir. Sap ay›rma ve tane çatlatma ifllemi s›ras›nda 60 mg/L potasyum 220 metabisülfit ile kükürtlenmifl ve 200 L’lik so¤utma ceketli mikrovinifikasyon tank›na al›nm›fllard›r. Maserasyonun ilk günü 20 g/hL maya (Laffort FX10) ve 30 g/hL maya besini (Laffort Dynastart) ilave edilerek alkol fermantasyonu bafllat›lm›flt›r. Maserasyon 9 günde tamamlanm›flt›r. 7. günden itibaren dansite 1,000’in alt›na düflmüfl ve fleker analizleri yap›lm›flt›r. Maserasyonun 9. günü fleker 1.2 g/L olarak ölçülmüfl ve presleme yap›lm›flt›r. Presleme ifllemi Enoveneta marka pres ile gerçeklefltirilmifltir Presleme iflleminin ard›ndan 250 g/250 hL oran›nda bakteri (Laffort 450 Preac) ve 1250 g/250 hL oran›nda bakteri besini (Laffort PrePreac) ilavesi yap›larak malolaktik fermantasyon bafllat›lm›fl ve s›cakl›k 20 °C’ de (±1 °C) tutulmufltur. Malolaktik fermantasyonun takibi için düzenli olarak ka¤›t kromatografisi ile malik asit ve dam›tma yöntemi ile uçar asit takipleri yap›lm›flt›r. Malolaktik fermantasyon boyunca uçar asit, sülfirik asit (H2SO4) cinsinden 0.078 g/L ile 0.25 g/L aras›nda de¤iflen de¤erler göstermifltir. Üçer günlük aral›klarla ka¤›t kromatografisi yöntemiyle tamamlan›p tamamlanmad›¤› belirlenen malolaktik fermantasyonun 25 gün süren ölçümler sonucunda tamamland›¤› belirlenmifl, tanklar haval› bir flekilde damacanalara aktar›lm›fl SO2 oran› 60 mg/L olarak ayarlanm›flt›r. Soğuk Maserasyon Hasat edilen üzümler 72 saat 0 °C (±1 °C)’lik so¤uk hava deposunda tutulduktan sonra 1,116 dansitede flaraba ifllenmifllerdir. Klasik maserasyondan farkl› olarak maserasyonun ilk 3 günü 13 °C’ de so¤uk maserasyona tabi tutulmufltur. Maserasyonun 6. günü ise tanktaki cibreye 20 cm yükseklikten ve 1 saat boyunca 254 nm’lik UV-C uygulamas› yap›lm›flt›r. UV-C uygulamas› s›ras›nda her biri 36 W gücünde 4 adet lamba kullan›lm›flt›r (Philips TUV PL-L). Termovinifikasyon Hasat edilen üzümler 72 saat 0 °C (±1 °C)’lik so¤uk hava deposunda tutulduktan sonra 1,115 dansitede flaraba ifllenmifllerdir. Klasik maserasyondan farkl› olarak maserasyonun ilk günü s›cakl›klar› h›zl› bir flekilde 80 °C’ye ç›kar›l›p 24 °C’ye düflürülmüfltür. Maserasyonun 6. günü ise tanktaki cibreye 20 cm yükseklikten ve 1 saat boyunca 254 nm’lik UV-C uygulamas› yap›lm›flt›r. UV-C uygulamas› s›ras›nda her biri 36 W gücünde 4 adet lamba kullan›lm›flt›r (Philips TUV PL-L). Üzümlerde Yapılan Analizler Üzümlerde hasat sonras› toplam suda çözünebilir kuru madde, pH ve toplam asitlik (mg/g) analizleri yap›lm›flt›r. Farklı Vinifikasyon Tekniklerinin Kalecik Karası Şaraplarındaki... Şaraplarda Yapılan Analizler fiaraplarda genel asitlik (mg/g), pH, indirgen fleker (g/L), alkol (%h/h), serbest SO2 (mg/L), uçar asit (g/L) analizleri yap›lm›flt›r. Toplam Fenolik Bileşik Analizi Kalecik Karas› üzüm çeflidinden elde edilen flaraplarda toplam fenolik bileflik analizleri Singletton ve Rossi 1965 (35)’e göre modifiye edilerek yap›lm›flt›r. Örneklere ait toplam fenolik bileflik sonuçlar› gallik asit cinsinden verilmifltir. Bunun için 1200, 1100, 1000, 900, 800, 700, 600 mg/L (R2= 0.9948) konsantrasyonlar›ndaki gallik asitten, 500, 400, 300, 200, 100 mg/L (R2= 0.9986) konsantrasyonlar›ndaki gallik asitten ve 80, 50, 25,10 mg/L (R2= 0.9841) konsantrasyonlar›ndaki gallik asitten 3 adet gallik asit e¤risi ç›kar›lm›flt›r ve örneklerin konsantrasyonlar›na uygun R 2 denklemi seçilerek sonuçlar›n do¤rulu¤unu art›rmak amaçl› her okuma uygun denklemde hesaplanm›flt›r. Okumalar "Analiytik Jena" marka "Specord 200" model spektrofotometre cihaz› ile 765 nm’de yap›lm›fl ve sonuçlar mg/L Gallik Asit cinsinden verilmifltir. Toplam Antosiyanin Analizi Kalecik Karas› üzüm çeflidinden elde edilen flaraplarda toplam antosiyanin analizlerinde Giusti ve Wrolstad 2001 (36) taraf›ndan gelifltirilen pH diferansiyel metodu kullan›lm›flt›r. Toplam antosiyanin miktarlar› üzümde bask›n bulunan malvidin-3-glukozid cinsinden hesaplanm›flt›r. Okumalar "Analiytik Jena" marka "Specord 200" model spektrofotometre cihaz› ile 520 ve 700 nm’de yap›lm›fl ve sonuçlar afla¤›daki formüle göre hesaplanarak, mg/L olarak verilmifltir. Toplam antosiyanin miktar› (mg/L)= [(A)x(MW)x (SF)x1000]/[ (ε)x(L)] A: Absorbans fark› (pH 1.0 ve 4.5 de¤erlerinde ölçülen absorbans fark›) MW: Baz olarak al›nacak antosiyaninin molekül a¤›rl›¤› SF: Seyreltme faktörü e: Molar absorpsiyon katsay›s› L: Absorbans ölçüm küvetinin tabaka kal›nl›¤› (cm) Antioksidan Aktivite Analizi Kalecik Karas› üzüm çeflidine ait flaraplarda antioksidan aktivite tayini TEAC (Trolox Equivalant Antioxidant Activity) yöntemi ile Re ve ark. 1999 (37)’a göre gerçeklefltirilmifltir. Bu amaçla 2.45 mM potasyum persülfat içeren ABTS (2.2'-azinobis(3-etilenbenzotiazolin-6-sulfonik asit) diammonium salt) ≥98-Sigma A1888) çözeltisi haz›rlanm›flt›r. Elde edilen radikal çözelti 12-16 saat karanl›kta bekletilmifltir ve en fazla 2 gün analizlerde kullan›lm›flt›r. ABTS ve ekstraktlar›n seyreltilmesi amac›yla 0.1 M pH's› 7.4 olan PBS (Fosfat buffer tuzu) haz›rlanm›flt›r. Okumalar PBS çözeltisine karfl› yap›lm›flt›r ve her analiz öncesi ABTS, 734 nm’de 0.700 (±10) absorbans verecek flekilde PBS ile seyreltilmifltir. Analiz 10 µL, 20 µL, 30 µL’lik örneklerle 6 dakika sonunda 3 farkl› inhibisyon oran› elde edilecek flekilde yap›lm›flt›r. Sonuçlar›n hesaplanmas› için 5 µM, 10 µM, 15 µM ve 20 µM’l›k konsantrasyonlardaki trolox standard› (R–(+)-6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman2carboxylic acid %98-Aldrich 391913) kullan›larak elde edilen standart e¤riden (R2= 0.9996) yararlan›lm›fl ve sonuçlar µmol trolox/mL olarak verilmifltir. Fenolik Bileşiklerin Analizi Fenolik Bileşiklerin Ekstraksiyonu fiaraplardan fenolik bilefliklerin ekstraksiyonu Waterhouse 2005 (38)’e göre modifiye edilerek gerçeklefltirilmifltir. Vakum manifoldu (Agilent SampliQ 12 spe Manifold) ile Seppak C18 kartufllar (Waters Sep-Pak 1 cc C18 Cartridges) kullan›larak etil asetat, HCL’li methanol (%0.01) ve %0.01’lik HCl ile kartufl flartland›rma ifllemi sonras› fenolik bileflik ekstraktlar› elde edilmifltir. Elde edilen ekstraktlar 40 °C’lik s›cakl›kta azot gaz› alt›nda kurutulduktan sonra fenolik bileflikler %0.01’lik HCl ile ultrasonik banyo yard›m›yla al›nm›fllard›r. Son hacim 2 mL'ye tamamlanm›fl ve 0.45 µm’lik PVDF (Polyvinylidene Difluoride) filtrelerden geçirilerek koyu renkli viallere al›narak HPLC cihaz›na okuma için verilmifllerdir. HPLC Koşulları Kateflin, epikateflin, rutin, trans-resveratrol ve cis-resveratrol miktarlar›n›n belirlenmesi için "Shimadzu" marka "LC 10 AT VP" model HPLC cihaz› ve "DAD SPD M10 AVP" dedektör kullan›lm›flt›r. HPLC’ nin çal›flma koflullar› Çizelge 1’de verilmifltir. Fenolik bilefliklerin tan›s› kullan›lan standart Çizelge 1. HPLC cihaz›n›n çal›flma koflullar›. Table 1. HPLC conditions HPLC kolonu HPLC Column Enjekte edilen miktar Injected volume Tafl›y›c› faz Solvent Ak›fl h›z› Flow rate Phenomenex Gemini 260x4.60 mm C18 30 µL A = Su/ Formik asit (99/1: h/h) B= Asetonitril (100/100: h/h) A = Water/ Formic acid (99/1: h/h) B= Asetonitrile (100/100: h/h) 0.7 mL/dakika 0.7 mL/minute 221 H. Tahmaz, G. Söylemezoğlu maddelerin al›konma zamanlar› ve spektrumlar›ndan yararlan›larak yap›lm›flt›r. Standart madde olarak kateflin, epikateflin, rutin ve trans-resveratrol (Sigma) kullan›lm›flt›r. Cis-resveratrolü belirlemek için ticari olarak standart bulunmad›¤›ndan haz›rlanan trans-resveratrol standard› 254 nm dalga boyundaki UV-C ›fl›¤›na yar›m saat maruz b›rak›larak trans formun cis forma dönüflümü sa¤lanarak gerçeklefltirilmifltir. Miktar tayininde her bir standart için 7 farkl› konsantrasyonda çözelti haz›rlanarak HPLC’ye enjekte edilmifl ve her bir standart için kalibrasyon e¤rileri oluflturularak bu e¤rilerden fenolik bilefliklerin miktarlar› belirlenmifltir. İstatistiksel Analiz Elde edilen sonuçlar ANOVA ile de¤erlendirilmifl ve önemli bulunan farkl›l›klar için Duncan testi yap›lm›flt›r. ARAŞTIRMA BULGULARI ve TARTIŞMA Üzümlerde Yapılan Analiz Sonuçları Üzümlerde hasat sonras› gerçeklefltirilen toplam suda çözünebilir kuru madde (%), pH ve toplam asitlik (mg/g) sonuçlar› Çizelge 2’de verilmifltir. Şaraplarda Yapılan Analiz Sonuçları fiaraplarda yap›lan analiz sonuçlar› Çizelge 3’te verilmifltir. Toplam Fenolik Bileşik, Toplam Antosiyanin ve Antioksidan Aktivite (TEAC) Analiz Sonuçları Çizelge 4’ten de anlafl›ld›¤› üzere termovinifikasyon uygulamas› flaraplardaki antioksidan aktivite ve toplam fenolik bileflik içeri¤ini art›r›rken, toplam antosiyanin içeri¤inde azal›fla sebep olmufltur. Yap›lan bir çal›flmada, Kalecik Karas› flaraplar›ndaki toplam fenolik bileflik içerikleri 1070 ile 1837 mg/L aras›nda de¤iflen de¤erler göstermifltir (39, 40). Bu çal›flmada ise kontrol grubunun toplam fenolik bileflik içeri¤i 3150 mg/L iken termovinifikasyon uygulamas› ile bu de¤er 6574 mg/L’ye ç›kar›lm›flt›r. 2010 y›l›nda yap›lan bir di¤er araflt›rmada so¤uk maserasyon uygulamas› sonucu Syrah k›rm›z› flaraplar›nda toplam antosiyanin içeri¤i 271.11 mg/L ve toplam fenolik bileflik içeri¤i ise 2841.57 mg/L olarak belirlenmifltir (41). Antosiyanin içeri¤inin çal›flmam›zda daha düflük miktarda saptanmas› çeflit farkl›l›¤› ile ilgilidir. Fenolik Bileşik Analiz Sonuçları HPLC cihaz› ile flaraplardaki kateflin, epikateflin, rutin, trans-resveratrol ve cis-resveratrol miktarlar›n› saptama amaçl› Çizelge 5’te görüldü¤ü üzere kateflin, epikateflin ve cis-resveratrol için 280 nm, rutin için 365 nm ve trans resveratrol için 306 nm’de HPLC-DAD okumalar› gerçeklefltirilmifltir. Ayn› zamanda fenolik bilefliklerin al›konma zamanlar›, kalibrasyon denklemleri, R2 de¤erleri, dedeksiyon ve kuantifikasyon limitleri ile geri kazan›m oranlar›n›n verildi¤i kalibrasyon parametreleri Çizelge 5’te verilmifltir. Termovinifikasyon uygulamas› kateflin, rutin ve trans-resveratrol içeriklerinde art›fla sebep olmufltur (Çizelge 6). Kalecik Karas› flaraplar›nda yap›lan bir araflt›rma sonucu kateflin içeri¤i 14.69 mg/L, epikateflin içeri¤i 8.99 mg/L, rutin içeri¤i 14.92 mg/L olarak saptanm›flt›r (42). Kateflin ve epikateflin içeri¤i çal›flmam›z›n kontrol grubunda daha yüksekken, rutin içeri¤i daha düflük de¤erde Çizelge 2. Hasat sonras› üzüm fl›ralar›nda gerçeklefltirilen olgunluk analiz sonuçlar›. Table 2. Post harvest maturity analysis results in grape must. Toplam suda çözünebilir kuru madde (%) Total soluble solids content pH pH Toplam asitlik (g/L)* Total acidity 26.12 2.81 5.47 *Tartarik asit cinsinden *In terms of tartaric acid Çizelge 3. fiaraplarda yap›lan genel analiz sonuçlar›. Table 3. Results of general wine analysis. Analizler Analysis Klasik maserasyon Classical maceration So¤uk maserasyon Cold maceration Termovinifikasyon Thermovinification Genel asitlik (g/L)* Total acidity pH pH ‹ndirgen fleker (g/L) Residual sugar Alkol (% h/h) Alcohol Serbest SO2 (mg/L) Free SO2 Uçar asit (g/L)** Volatile acid Uçar asit (g/L)*** Volatile acid Dansite (g/cm3, 20°C) Density 5.157 3.70 1.2 15.77 27.33 0.25 0.30 0.9878 5.337 3.62 1.1 14.80 28.67 0.32 0.39 0.9883 5.838 3.53 1.3 16.38 27.67 0.21 0.26 0.9881 * Tartarik asit cinsinden, **Sülfirik asit cinsinden, ***Asetik asit cinsinden *In terms of tartaric acid, **In terms of sulphuric acid, ***In terms of acetic acid. 222 Farklı Vinifikasyon Tekniklerinin Kalecik Karası Şaraplarındaki... Çizelge 4. fiaraplara ait antioksidan aktivite (TEAC), toplam antosiyanin ve toplam fenolik bileflik analiz sonuçlar›. Table 4. Results of antioxidant activity (TEAC), total anthocyanin and total phenolic compounds of wines. Klasik maserasyon Classical maceration So¤uk maserasyon Cold maceration Termovinifikasyon Thermovinification Antioksidan Aktivite (TEAC) (µmol Trolox/mL) Antioxidant Activity (TEAC) Toplam Antosiyanin (mg/L) Total Anthocyanin Toplam Fenolik Bileflik (mg/L) Total Phenolic Compounds 9.5±0.05C 12.7±0.77B 21.0±0.01A 69.0±3.00 74.5±0.50 60±2.00 3150.0±28.00B 2758.0±48.00C 6574.5±98.50A P<0.05: Ayn› sütunda farkl› harflerle gösterilen de¤erler aras›ndaki fark Duncan testine göre önemlidir. Different superscripts in the same column indicate statistical differences at the P<0.05 level. bulunmufltur. 2010 y›l›nda Syrah k›rm›z› flaraplar›nda so¤uk maserasyonun etkisinin incelendi¤i bir çal›flmada kateflin 55.03 mg/L, epikateflin 76.14 mg/L olarak bulunmufltur (41). Bizim de¤erlerimizin daha düflük miktarlarda bulunmas›nda, ekstraksiyon s›ras›nda HPLC kromatogramlar›nda fenolik bileflik piklerinin ayr›m›n›n sa¤lanmas› için kullan›lan C18 Seppak kartufllar›n etkisi oldu¤u düflünülmektedir. TARTIŞMA ve SONUÇ Fenolik bileflik içerikleri flarap elde edilen üzüm çeflidine ve yetifltiricilik koflullar›na göre de¤ifliklik gösterdi¤i gibi, flarap yap›m› s›ras›nda kullan›lan maya, enzim, durultma ajanlar›, fermantasyon s›cakl›¤›, fermantasyon süresi, farkl› maserasyon teknikleri, olgunlaflt›rma gibi vinifikasyon tekniklerine göre de önemli farkl›l›klar göstermektedir. Üzümlerde stilbenlerin sentezi fungal enfeksiyon, yaralama, UV ›fl›n› uygulamalar› gibi (43-51) stres faktörleriyle art›fl göstermektedir. Ayr›ca fenolik bilefliklerin tamam› için geçerli olan üzüm çeflidi, toprak yap›s› ve vinifikasyon farkl›l›klar› da flaraptaki trans resveratrol düzeyini etkilemektedir (52-60). Cis resveratrol ise Vitis vinifera tanelerinde çok nadir saptan›r. Cis resveratrol; cis glukozid formunun hidrolize olmas› (60) ya da trans formun UV ›fl›n› alt›nda izomerasyonu ile oluflmaktad›r (61). Üzümlerdeki trans resveratrol sentezi stilben sentaz (STS) enzimi ile p-kumaril-CoA ve malonil-CoA’ n›n substrat olarak kullan›lmas› ile gerçekleflir (62). Ayn› substratlar kalkon üretiminde kalkon sentaz (CHS) içinde flavonoidlerin sentezinde rol oynar (63). UV ›fl›n› uygulamas› üzümde resveratrol sentezini artt›r›r (46) bunun sebebi CHS ve STS enzimlerinin ayn› substratlardan etkilenmesi ve UV ›fl›nlar›n›n STS indüksiyonunda etkili olmas›d›r (64). So¤uk maserasyon ve termovinifikasyon uygulamalar›n›n flaraplardaki fenolik bileflik Çizelge 5. Fenolik bileflik miktarlar›n›n belirlenmesinde kullan›lan kalibrasyon parametreleri. Table 5. Calibration parameters used in determination of phenolic compounds quantities. Fenolik Bileflikler Phenolic Compounds Al›konma Zaman› Retention Time λvis nm Kalibrasyon Denklemi Calibration Curve R2 Dedeksiyon Limiti Limit of Detection Kuantifikasyon Limiti Limit of Quantificaiton Geri Kazan›m Oran› (%) Recovery Kateflin Catechin Epikateflin Epicatechin Rutin Rutin Trans resveratrol Trans resveratrol Cis resveratrol Cis resveratrol 28.6 33.7 43.2 54.9 55.2 280 280 365 306 280 y= 15323x-160.89 y= 33977x-7173 y= 74629x-24943 y= 403404x-78716 y=132264x+22.462 0.9997 0.9999 0.9999 0.9998 0.9981 0.96 0.69 0.45 0.28 0.009 2.91 2.09 1.37 0.86 0.026 89.76 88.81 88.92 89.72 - Çizelge 6. fiaraplara ait fenolik bileflik miktarlar›. Table 6. Phenolic compound quantities of wines Kateflin (mg/L) Catechin Epikateflin (mg/L) Epicatechin Rutin(mg/L) Rutin Trans resveratrol(mg/L) Trans resveratrol Cis resveratrol (mg/L) Cis resveratrol Klasik Maserasyon Classical maceration So¤uk maserasyon Cold maceration Termovinifikasyon Thermovinification 17.7±0.36A 10.02±0.12A 0.92±0.01B 0.56±0.00B 0.32±0.04 9.00±0.09B 4.08±0.14C 0.88±0.01B 0.49±0.01C 0.25±0.01 18.40±0.74A 8.35±0.39B 2.46±0.02A 0.71±0.02A 0.23±0.00 P<0.05: Ayn› sat›rda farkl› harflerle gösterilen de¤erler aras›ndaki fark Duncan testine göre önemlidir. Different superscripts in the same row indicate statistical differences at the P<0.05 level. 223 H. Tahmaz, G. Söylemezoğlu içeriklerine olan etkisi bilinmekle birlikte, bu çal›flma, so¤uk maserasyon ve termovinifikasyon uygulamalar›na ek olarak flaraplara uygulanan UV-C uygulamas› alan›nda ilk çal›flma olmas› yönünden önem tafl›maktad›r. Araflt›rma sonuçlar›na göre 80°C’de gerçeklefltirilen termovinifikasyon ve UV-C uygulamas›n›n, flaraplarda kateflin, rutin ve trans resveratrol miktarlar›nda art›fla sebep oldu¤u, ayr›ca antioksidan aktivite ile toplam fenolik bileflik miktarlar›n› da 2 kat kadar art›rd›¤› saptanm›flt›r. So¤uk maserasyon ve UV-C uygulamas› ise fenolik bileflik miktarlar›nda düflüfle sebep olurken, antioksidan aktivite ve toplam antosiyanin miktarlar›n› art›rm›flt›r. Söz konusu çal›flman›n farkl› çeflitlerde de denenmesi vinifikasyon tekniklerinin fenolik bileflikler üzerine etkisinin daha ayr›nt›l› olarak ortaya konulmas›n› sa¤layacakt›r. TEŞEKKÜR "13L4347001" kod numaral› ve "Kalecik Karas› (Vitis vinifera L. Cv.) ve Bo¤azkere (Vitis vinifera L. Cv.) Üzüm Çeflitlerinde Farkl› Yetifltiricilik, Depolama, UV Uygulamas› ve Vinifikasyon Tekniklerinin Baz› Fenolik Bileflikler Üzerine Etkileri" ve "11B4347003" kod numaral› ve "Ülkemizde Yetifltirilen Asma Tür ve Çeflitlerinde Antioksidan, Resveratrol ve Di¤er Fenolik Bilefliklerin Belirlenmesi Üzerinde Bir Araflt›rma" konulu projelere sa¤lad›¤› destek için Ankara Üniversitesi Bilimsel Araflt›rma Projeleri Koordinasyon Birimi Koordinatörlü¤ü’ne flükranlar›m›z› sunar›z. KAYNAKLAR 1. Borra MT, Smith BC, Denu JM. 2005. Mechanism of human SIRT1 activation by resveratrol . J Biol Chem, 280, 17187-17195. 2. Kaeberlein M, McDonagh T, Heltweg B, Hixon J, Westman EA, Caldwell SD, Napper A, Curtis R, DiStefano PS, Fields S ,Bedalov A, Kennedy BK. 2005. Substrate-specific activation of sirtuins by resveratrol. J Biol Chem, 280, 17038-17045. 3. Das DK, Maulik N. 2006. Resveratrol in cardioprotection: a therapeutic promise of alternative medicine. Mol Interv, 6, 36-47. 4. Fitzpatrick DF, Hirschfield SL, Coffey RG. 1993. Endothelium-Dependent Vasorelaxing Activity Of Wine Or Other Grape Products. Am J Physiol, 265, H774-H748. 5. Klinge CM, Risinger KE, Watts MB, Beck V, Eder R, Jungbauer A. 2003. Estrogenic activity in white and red wine extracts. J Agri Food Chem, 51, 1850-1857. 224 6. Pendurthi UR, Williams JT, Rao LV. 1999. Resveratrol, a polyphenolic compound found in wine, inhibits tissue factor expression in vascular cells:A possible mechanism ort he cardiovascular benefits associated with moderate consumption of wine. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 19, 419-426. 7. Wang Z, Huang Y, Zou J, Cao K. 2002. Effects of red wine and wine polyphenol resveratrol on platelet aggregation in vivo and in vitro. Int J Mol Med, 9,77-9. 8. Pendurthi UR, Rao LV. 2002. Resveratrol suppresses agonist-induced monocyte adhesion to cultured human endothelial cells. Thromb Res, 106,243- 8. 9. Moskaug J, Carlsen H, Myhrstad MCV. 2005. Polyphenols and glutathione synthesis regulation. Am J Clin Nutr, 81, 277S-283S. 10. Sener G, Tugtepe H, Yuksel M. 2006. Resveratrol improves ischemia/reperfusion-induced oxidative renal injury in rats. Med Res Rev, 37, 822-829. 11. Chao C. 2007. Associations between beer, wine, and liquor con-sumption and lung cancer risk: A meta-analysis. Cancer Epidemiol Biomark Prev, 16:2436-2447. 12. Han XT, Zheng FM, Foss S Ma TR, Holford P, Boyle B, Lead-erer P, Zhao M Dai, Y Zhang. 2010. Alcohol consumption and non-Hodgkin lymphoma survival. J Cancer Surviv, 4:101-109. 13. Langcake P, Pryce RJ. 1976. The production of resveratrol by Vitis vinifera and other members of the Vitaceace as a response to infection or injury. Physiol Plant Pathol, 9, 77-86. 14. Bavaresco L, Petegolli D, Cantu E, Fregoni C, Chiusa G. And Trevisan M. 1997. Elicitation and accumulation of stilbene phytoalexins in grapevine berries infected by Botrytis cinerea. Vitis, 36 (2), 77-83. 15. Romero-Pérez AI, Lamuela-Raventós RM, Andrés-Lacueva C. And De La Torre-Boronat MC. 2001. Method ort he quantitative extraction of resveratrol and piceid isomers in grape berry skins. Effect of powdery mildew on the stilbene content. J Agric Food Chem, 49, 210-215. 16. Langcake P, Pryce RJ. 1977. The production of resveratrol and viniferins by grapevines in responce to ultraviolet irradiation. Photochem,16, 1193-1196. 17. Melzoch K, Hanzlikova I, Filip V, Buckiova D and Smidrkal J. 2001. Resveratrol in parts of vine and wine originating from Bohemian and Moravian vineyard regions. Agric Conspec Sci, 66(1), 53-57. Farklı Vinifikasyon Tekniklerinin Kalecik Karası Şaraplarındaki... 18. Adrian M, Jeandet P, Bessis R. And Joubert MJ. 1996. Induction of phytoalexin (resveratrol) synthesis in grapevine leaves treated with Aluminum chloride (AlCl3). J Agric Food Chem, 44,1979-1981. 19. Coulomb C, Lizzi Y, Coulomb PJ, Roggero JP, Coulomb PO and Agullon O. 1999. Can copper be an elicitor? Phytomorphology, 512, 41-46. 20. Ban T, Shiozaki S, Ogata T and Horiuchi S. 2000. Effects of abscisic acid and shading treatments on the levels of anthocyanin and resveratrol in skin of Kyoho grape berry. Acta Horticulturae, 514, 83-89. 21. Bavaresco L and Fregoni C. 2001. Physiological role and molecular aspects of grapevine stilbenic compounds.. In: Molecular Biology and Biotechnology of the Grapevine. Ed. RoubelakisAngelakis, K. A., Ed.: Kluwer Acad Publ Netherlands, P: 153-182 22. Tinttunen S, Lehtonen P. 2001. Distinguishing organic wines from normal wines on the basis of concentrations of phenolic compounds and spectral data. Euro Food, 212(3), 390-394. 23. Artés-Hernandez F, Artés F, Tomás-Baerberán FA. 2003. Quality and enhancement of bioactive phenolics in cv. Napoleon table grapes exposed to differrent postharvest gaseous treatments, J Agric Food Chem, 51, 5290-5295. 24. Bavaresco L, Vezzulli S, Battilani P, Giorni P, Pietri A. And Bertuzzi T. 2003. Effect of ochratoxin A-producing Aspergilli on stilbenic phytoalexin syntheisis in grapes. J Agric Food Chem, 51, 6151-6157. 25. Göktürk Baydar N. 2006. Organic Acids, Tocopherols and Phenolic Compositions of Some Turkish Grape Cultivars. Chemistry of Natural Compounds, 42, 2, 156-159. 26. Souquet JM, Labarbe B, Le Guerneve C, Cheyneir V, Moutounet M. 2000. Phenolics Composition of Grape Stems. J Agric Food Chem, 48, 1076-1080. 27. Monagas M, Garrido I, Bartolome B, Gomez Cordovez C. 2006. Chemical Characterization of Commercial Dietary Ingredients from Vitis vinifera L. Anal Chim Acta, 563, 401-410. 28. Poudel RP, Tamura H, Kataoka I, Mochioka R. 2008. Phenolic Compounds and Antioxidant Activities of Skins and Seeds of Five Wild Grapes and Two Hybrids Native to Japan. J Food Compos Anal, 21, 622-625. 29. Özden M, Vardin H. 2009. fianl›urfa Koflullar›nda Yetifltirilen Baz› fiarapl›k Üzüm Çeflitlerinin Kalite ve Fitokimyasal Özellikleri. HRÜZF Dergisi, 13(2):21-27. 30. Melzoch K, Hanzlikova I, Filip V, Buckiova D. And Smidrkal J. 2001. Resveratrol in parts of vine and wine originating from Bohemian and Moravian vineyard regions. Agric Consp Sci, 66(1), 53-57. 31. Prajitna A, Dami E I, Steiner E T, Ferree C D, Scheerens C J, Schwartz JS. 2007. Influence of Cluster Thinning on Phenolic Composition, Resveratrol, and Antioksidant Capacity in Chambourcin Wine. Am J Enol Vitic, 58,3. 32. Pezet R, Cuenat P. 1996. Resveratrol ‹n Wine: Extraction from Skin During Fermantation and Post-Fermantation Standing of Must From Gamay Grapes. Enol Vitic, Vol. 47, No:3. 33. Anl› E. 2004. Farkl› fiarap ‹flleme Yöntemlerinin Kalecik Karas› fiarab›n›n Fenol Bileflimi Ve Antioksidan Kapasitesi Üzerine Etkisi. G›da, 29 (6):451-455. 34. Leblanc M. R. 2006. Cultivar, juice extraction, ultra violet irraditation and storage influence the stilbene content of muscadine grape (Vitis rotundifolia Michx.).Ph.D. Loisiana State University. Loisiana. 120 p. 35. Singleton VL, Rossi JJA. 1965. Colorimetric of totalmphenolics with phosphomolybdic– phosphotungstic acid reagents. Am J Enol Vitic, 16(3): 144-158. 36. Giusti M, Wrolstad R. 2001. Characterization and measurement of anthocyanins by UV-visible spectroscopy. Current Protocols in Food Analytical Chemistry, F1.2.1-F1.2.13 37. Re R, Pellegrini, N, Proteggente A, Pannala A, Yang M. And Rice-Evans C. 1999. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Biol Med, 26, 1231-1237. 38. Waterhouse AL. 2005. Determination of total fenolics, in Handbook of Food Analytical Chemistry, ed. By Wrolstad RE, Acree TE, Decker EA, Penner MH, Reid DS, Schwartz SJ, Shoemaker CF, Smith DM, Sporns P. John Wiley & Sons Inc; New Jersey, p. 463-470. 39. Anli R E, Vural N. 2009.Antioxidant Phenolic Substances of Turkish Red Wines from Different Wine Regions. Molecules, 14, 289-297. 40. Porgal› E, Büyüktuncel E. 2012. Determination of phenolic composition and antioxidant capacity of native red wines by high performance liquid chromatography and spectrophotometric methods. Food Res Int, 45 (2012) 145–154. 41. Heredia FJ, Escudero-Gilete ML, Hernanz D, Gordillo B, Melendez-Martinez AJ, Vicario IM, Gonzalez-Miret ML. 2010. Influence of the refrigeration technique on the colour and phenolic composition of Syrah red wines obtained by pre-fermentative cold maceration. Food Chem, 118, 377-383. 225 H. Tahmaz, G. Söylemezoğlu 42. Özkan G, Göktürk Baydar N. 2006. A Direct RP-HPLC Determination of Phenolic Compounds in Turkish Red Wines. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 19 (2), 229-234. 43. Langcake P, Pryce R J. 1976. The production of resveratrol by Vitis vinifera and other membres of the Vitaceae as a response to infection or injury. Physiol. Plant Pathol. 9, 77-86. 44. Langcake P, McCarthy W V. 1979. The relationship of resveratrol production to infection of grapevine leaves by Botrytis cinerea. Vitis, 18, 244-253. 45. Creasy L L, Coffee M. 1988. Phytoalexin production potential of grape berries. J Am Soc Hortic Sci, 113, 230-234. 46. Jeandet P, Bessis R, Gautheron B. 1991. The production of resveratrol (3, 5, 4¢ trihydroxystilbene) by grape berries in different developmental stages. Am J Enol Vitic, 42, 41-46. 47. Liswidowati M F, Hohmann F, Burkhardt S, Kindl H. 1991. Induction of stilbene synthase by Botrytis cinerea in cultured grapevine cells. Planta, 183, 307-314. 48. Jeandet P, Bessis R, Sbaghi M, Meunier P. 1995. Production of the phytoalexin resveratrol by grape as a response to Botrytis cinerea attacks under natural conditions. J Phytopathol, 143, 135-139. 49. Adrian M, Jeandet A C, Douillet-Breuil L, Bessis R. 2000. Stilbene content of mature Vitis vinifera berries in response to UV-C elicitation. J Agric Food Chem, 48, 6103-6105. 50. Bais A J, Murphy P J, Dry I B. 2000. The molecular regulation of stilbene phytoalexin biosynthesis in Vitis vinifera during grape berry development. Aust J Plant Physiol, 27, 425-433. 51. Cantos E, Garci´a-Viguera C, Pascual-Teresa S, Toma´s-Barbera´n F A. 2000. Effect of postharvest ultraviolet irradiation on resveratrol and other phenolics of cv. Napoleon table grapes. J Agric Food Chem, 48, 4606-4612. 52. Siemann E H, Creasy L L. 1992. Concentration of the phytoalexyn resveratrol in wine. Am J Enol Vitic, 43, 49-52. (17). 53. Jeandet P, Bessis R, Maume B F, Sbaghi M. 1993. Analysis of resveratrol in Burgundy wines. J. Wine Res, 4, 79-85. 226 54. Goldberg D M, Yan J, Ng E, Diamandis E P, Karumanchiri A, Soleas G J, Waterhouse A L. 1995. A global survey of trans-resveratrol concentrations in commercial wines. Am J Enol Vitic, 46, 159- 165. 55. Mattivi F, Reniero F, Korhammer S. 1995. Isolation, characterization, and evolution in red wine vinification of resveratrol monomers. J Agric Food Chem, 43, 1820-1823. 56. Goldberg D M, Ng E, Karumanchiri A, Diamandis E P, Soleas G J. 1996. Resveratrol glucosides are important components of commercial wines. Am J Enol Vitic, 47, 415-420. 57. Pezet R, Cuneat Ph. 1996. Resveratrol in wine: extraction from skin during fermentation and post-fermentation standing of must from Gamay grapes. Am J Enol Vitic, 47, 287-290. 58. Romero-Pe´rez A I, Lamuela-Ravento´s R M, Waterhouse A L, de la Torre-Boronat M C. 1996. Levels of cisand trans-resveratrol and their glucosides in white and rose´ Vitis vinifera wines from Spain. J Agric Food Chem, 44, 2124-2128. 59. Vrhovsek U, Wendelin S, Eder R. 1997. Effects of variousvinification techniques on the concentrations of cis- and trans-resveratrol and resveratrol glucoside isomers in wine. Am J Enol Vitic, 48, 214-219. 60. Threlfall R T, Morris J R, Mauromoustakos A. 1999. Effect of variety, ultraviolet light exposure, and enological methods on the trans-resveratrol level of wine. Am J Enol Vitic, 50, 57-64. 61. Roggero J P, Garcia-Parrilla C. 1995. Effects of ultraviolet irradiation on resveratrol and changes in resveratrol and various of its derivatives in the skins of ripening grapes. Sci Aliments, 15, 411-422. 62. Fritzemeier K H, Kindl H. 1981. Coordinate induction by UV light of stilbene synthase phenylalanine ammonialyase and cinnamate 4-hydroxylyase in leaves of Vitaceae. Planta, 151, 48-52. 63. Melchior F, Kindl H. 1990. Grapevine stilbene synthase cDNA only slightly differing from chalcone synthase cDNA is expressed in Escherichia coli into a catalytically active enzyme. FEBS Lett, 268, 17-20. 64. Versari A, Parpinello G, Tornielli G, Ferrarini R, Giulivo C. 2001. Stilbene compounds and stilbene synthase expression during ripening, wilting, and UV treatment in grape cv. Corvina. J Agric Food Chem, 49, 5531-5536. GIDA (2014) 39 (4): 227-233 doi: 10.5505/gida.51523 GD13076-51523 Araflt›rma / Research KURU MEYVELERİN KURUYEMİŞLER ile BİRLİKTE TÜKETİMİNİN FLAVONOİDLERİN IN VITRO BİYOYARARLILIĞINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ Senem Kamiloğlu, Ayça Ayfer Paslı, Esra Çapanoğlu*, Beraat Özçelik ‹stanbul Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, G›da Mühendisli¤i Bölümü, ‹stanbul Gelifl tarihi / Received: 10.12.2013 Düzeltilerek Gelifl tarihi / Received in revised form: 19.02.2014 Kabul tarihi / Accepted: 14.03.2014 Özet Kuru meyveler ve kuruyemifller sa¤l›kl› at›flt›rmal›klar olup, Türk diyetinde s›kça beraber tüketilmektedirler. Bu çal›flmada, baz› kuru meyvelerin (incir, kay›s›, üzüm) çeflitli kuruyemifller (badem, ceviz, f›nd›k) ile birlikte tüketiminin etkisini araflt›rmak amac›yla gastrointestinal sindirim sistemi simülasyonunun farkl› evrelerinde toplam flavonoid madde miktar› in vitro model kullan›larak spektrofotometrik olarak de¤erlendirilmifltir. Elde edilen sonuçlar incir-badem, kay›s›-f›nd›k ve incir-f›nd›k kar›fl›mlar›n›n birlikte tüketiminin ayr› ayr› tüketilmesine göre s›ras›yla %9, %18 ve %92 daha fazla toplam flavonoid madde emilimi sa¤lad›¤›n› göstermifltir. Bu çal›flma birlikte tüketimi yayg›n olan kuru meyve ve kuruyemifllerin in vitro gastrointestinal sindirimi s›ras›nda toplam flavonoid madde içeri¤inde meydana gelen de¤iflimlerle ilgili de¤erli bilgiler sa¤lam›flt›r. Anahtar kelimeler: Kuru incir, kuru kay›s›, kuru üzüm, badem, ceviz, f›nd›k, gastrointestinal sindirim INVESTIGATING THE IN VITRO BIOAVAILABILITY of FLAVONOIDS DURING CONSUMPTION of DRIED FRUITS with NUTS Abstract Dried fruits and nuts are considered as healthy snacks and they are often consumed together in the Turkish diet. In this study, in order to evaluate the effect of consumption of some dried fruits (figs, apricots, raisins) together with several nuts (almonds, walnuts, hazelnuts), total flavonoids have been investigated spectrophotometrically at different phases of simulated gastrointestinal digestion, using an in vitro model. The results revealed that consumption of fig-almond, apricot-hazelnut and fig-hazelnut mixtures resulted in respectively 9, 18 and 92% higher total flavonoid recoveries in the dialyzed fraction in comparison to their consumption alone. Current study provided valuable insights into the changes that occur in total flavonoid content during in vitro gastrointestinal digestion of dried fruits and nuts, commonly consumed together. Keywords: Dried fig, dried apricot, raisin, almond, walnut, hazelnut, gastrointestinal digestion * Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author; [email protected], ✆ (+90) 212 285 7340, (+90) 212 285 7333 227 S. Kamiloğlu, A. A. Paslı, E. Çapanoğlu, B. Özçelik GİRİŞ ba¤l› olup, birçok çal›flmada uygulanan kimyasal ekstraksiyon metotlar›ndan nicel ve nitel olarak farkl› olabilmektedir (15). Epidemiyolojik çal›flmalar yüksek oranda meyve ve sebze tüketiminin kronik hastal›k riskinin azalmas› ile iliflkili oldu¤unu göstermifltir. Bu potansiyel yararl› etkiler flavonoidler gibi biyoaktif bilefliklerin varl›¤› ile iliflkilendirilmifltir (1). Flavonoid al›m›n›n koroner kalp hastal›klar› ile kanser gibi hastal›klar›n engellenmesinde rol oynad›¤› çeflitli çal›flmalarla ortaya konmufltur (2, 3). Kuru meyveler ve kuruyemifller sa¤l›kl› at›flt›rmal›klar olup, Türk diyetinde s›kça beraber tüketilmektedir. Bilindi¤i kadar›yla daha önce yap›lm›fl hiçbir çal›flma kuru meyvelerin kuruyemifller ile birlikte tüketiminin flavonoidlerin in vitro biyoyararl›l›¤›na olan etkisini de¤erlendirmemifltir. Yukar›dakiler göz önüne al›nd›¤›nda, bu çal›flman›n amac›; Türkiye’de yayg›n olarak tüketilen kuru meyve ve kuruyemifllerin birlikte sindiriminin flavonoidlerin biyoyararl›l›¤›na olan etkisini araflt›rmakt›r. G›da ve Tar›m Örgütü (FAO) 2011 senesi istatistiksel verilerine göre Türkiye incir, kay›s› ve f›nd›k dahil olmak üzere birçok meyve ve kuruyemiflin dünyada önde gelen üreticisidir (4). Kuru meyvelerin stabilitesi, onlar›n genifl alanlara nakliyesini mümkün k›lmakla beraber g›dalar›n bozulmas›ndan sorumlu baz› mikroorganizmalar›n geliflimini önleyerek raf ömrünü de uzatt›¤› için, taze meyveler s›kça kuru halde muhafaza edilmektedirler (5). Ayr›ca, taze meyveler ile karfl›laflt›r›ld›¤›nda, düflük nem içeri¤i dolay›s›yla kuru meyvelerin polifenol içeri¤inin daha yüksek olmas› beklenmektedir (6). MATERYAL ve YÖNTEM Materyal Kuru meyve ve kuruyemifl örnekleri ‹stanbul'daki bir dükkândan üç tekrarl› olarak temin edilmifltir. Örneklerin çeflitleri ve yöreleri Çizelge 1'de detayl› olarak aç›klanm›flt›r. Meyveler güneflte kurutulmufl olarak sat›n al›nm›flt›r. Çal›flmada kuru meyve-kuruyemifl kar›fl›mlar› yar› yar›ya harmanlanarak haz›rlanm›flt›r. Tüm numuneler, önceden so¤utulmufl de¤irmen (IKA A11, Almanya) kullan›larak s›v› azot içinde ince bir toz halinde ö¤ütülmüfl ve analizden önce -80 °C'de muhafaza edilmifltir. Son zamanlarda gastrointestinal koflullar› taklit etmek amac›yla h›zl› ve güvenli olan, ayr›ca da in vivo metotlar gibi etik k›s›tlamas› olmayan in vitro sindirim ve diyaliz yöntemleri oldukça yayg›n olarak kullan›lmaktad›r (7). Daha önce birçok çal›flmada in vitro gastrointestinal sindirimin meyve flavonoidlerinin stabilitesi üzerine olan etkisi incelenmifltir (8-13). Flavonidlerin sindirim sonras› vücutta muhtemel kullan›labilirli¤i, birçok çal›flmada da belirtildi¤i gibi baz› flavonoidlerin biyoyararl›l›¤› düflük olup sa¤l›k üzerinde s›n›rl› etkileri olabilmesi nedeniyle oldukça önemlidir. Meyvelerin sindirim öncesi flavonoid madde içeriklerini bilmek karfl›laflt›rma amaçl› faydal› olmakla beraber potansiyel sa¤l›k etkilerinin gerçek bir yans›mas› de¤ildir (14). Bu nedenle, flavonoidlerin biyolojik özellikleri sindirim s›ras›nda g›da matrisinden serbest b›rak›lmalar›na Kimyasallar Kimyasal ekstraksiyon, in vitro gastrointestinal sistem taklidi ve toplam flavonoid madde tayininde kullan›lan metanol (≥99.9%), formik asit (≥98%), hidroklorik asit (37%), pepsin, pankreatin, safra tuzlar›, sodyum bikarbonat (NaHCO 3), (+)-kateflin (≥98%), sodyum nitrit (NaNO2), alüminyum klorür (AlCl3) ve sodyum hidroksit (NaOH) Sigma-Aldrich Chemie GmbH’den (Steinheim, Almanya), diyaliz membran› ise (Membra-Cel MD34 - 14 x 100 CLR, molekül a¤›rl›¤›: Çizelge 1. Çal›flmada incelenen kuru meyve ve kuruyemifl örnekleri Table 1. Dried fruits and nuts examined in this study 228 Örnekler Samples Bilimsel Ad› Scientific name Çeflit Variety Yöre Region ‹ncir Fig Kay›s› Apricot Üzüm Raisin Badem Almond Ceviz Walnut F›nd›k Hazelnut Ficus carica Prunus armeniaca Vitis vinifera Prunus dulcis Juglans regia Corylus avellana Sar›lop Hac›halilo¤lu Sultana Akbadem fiebin Tombul Ayd›n Malatya Manisa Mu¤la Giresun Giresun Kuru Meyvelerin Kuruyemişler ile Birlikte Tüketiminin... 14 kDa) Serva Electrophoresis GmbH’den (Heidelberg, Germany) sat›n al›nm›flt›r. Analizde kullan›lan su, ar›tma sistemi (TKA GenPure, Almanya) yard›m›yla saflaflt›r›lm›flt›r. Kimyasal Ekstraksiyon Her numune için daha önce Çapano¤lu ve di¤erleri (16) taraf›ndan tarif edilen flekilde birbirinden ba¤›ms›z üç ekstraksiyon gerçeklefltirilmifltir. Her örnekten 2.00 ± 0.01 gram, 5 mL %0.1 formik asit içeren %75’lik metanol ile 15 dakika boyunca önceden so¤utulmufl ultrasonik banyoda (USC900TH, VWR ultrasonik temizleyici, ABD) ekstrakte edilmifltir. Muamele edilen numuneler 4 °C'de 10 dakika boyunca 2700 g h›zda santrifüjlenip (Universal 32R, Hettich Zentrifugen, Tuttlingen, Almanya), süpernatanlar toplanm›flt›r. Daha sonra tekrar 5 mL %0.1 formik asit içeren %75’lik metanol pelete ilave edilip bu ifllem iki kez daha tekrar edilmifltir. Bu üç süpernatan birlefltirip, son hacim 15 mL olarak ayarlanm›flt›r. Haz›rlanan ekstraktlar, analiz edilinceye kadar -20 °C'de saklanm›flt›r. In vitro Gastrointestinal Sindirim McDougall ve di¤erlerinin (17) çal›flmas›ndan uyarlanan in vitro gastrointestinal sindirim modeli fiekil 1'de gösterilmifltir. Mide ve ba¤›rsak sindirimi aflamalar›ndan oluflan prosedür Memmert çalkalay›c›l› su banyosu kullan›larak (Nürnberg, Almanya) her numune için üç tekrarl› olarak gerçeklefltirilmifltir. Numuneler hariç ayn› kimyasallarla ayn› koflullar tekrarlanarak kör 5 gram kuru meyve-kuru yemifl/ 5 gram dried fruit-nut + 20 mL saf su/ 20 mL distilled water + 1.5 mL pepsin çözeltisi/ 1.5 mL pepsin solution 5 M HCl eklenerek kar›fl›m›n pH’s› ∼ 1.7’ye sabitlenir/ Adjust pH of sample solution to ∼ 1.7 with addition of 5 M HCl + Çalkalay›c›l› su banyosunda 37°C’de 2 saat 100 rpm h›z›nda inkübasyon/ Incubation at 37°C for 2 h in shaking water bath at 100 rpm 2 ML mide sindirimi (PG) numunesi al›n›r Collect 2 mL aliquot of the post-gastric digestion (PG) 4.5 Ml pankreatin ve safra tuzu kar›fl›m›/ 4.5 Ml pancreatin and bile salt mixture + NaHCO3 dolu diyaliz torbalar› yerlefltirilerek örneklerin asiditesi nötrlenir/ Place dialysis bags filled with NaHCO3 to neutralize the sample’s acidity Çalkalay›c›l› su banyosunda 37°C’de 2 saat 100 rpm h›z›nda inkübasyon/ Incubation at 37°C for 2 h in shaking water bath at 100 rpm! Diyaliz torbalar›n›n içinden (IN) ve d›fl›ndan (OUT) numuneler al›n›r/ Collect samples inside (IN) and outside (OUT) the dialysis bags PG, IN ve OUT numuneleri analize kadar -20°C’de depolan›r/ PG, IN and OUT samples were stored at 20°C until further analysis fiekil 1. In vitro gastrointestinal sindirim metodunun ak›m flemas› Figure 1. Flow chart of the in vitro gastrointestinal digestion method 229 S. Kamiloğlu, A. A. Paslı, E. Çapanoğlu, B. Özçelik (blank) haz›rlanm›flt›r. -20 °C'de depolanan örnekler analizlenmeden önce çözülmüfl ve 23000 g h›z›nda santrifüjlenmifltir (Universal 32R, Hettich Zentrifugen, Tuttlingen, Almanya). Toplam Flavonoid Madde Analizi Toplam flavonoid madde miktar› daha önce Kim ve di¤erleri (18) taraf›ndan uygulanan flekilde UV-Vis spektrofotometre (Optima SP-3000 nano, Tokyo, Japonya) yard›m›yla 510 nm’de ölçülmüfltür. Bafllang›çta 1 mL ekstrakta 0.3 mL %5’lik NaNO2 eklenmifltir. Befl dakika sonra 0.3 mL %10’luk AlCl3 ilave edilmifltir. Alt›nc› dakikada kar›fl›ma 2 mL 1 M NaOH eklenmifltir. Hemen ard›ndan 2.4 mL saf su ilave edilip, kar›fl›m vortekslenmifltir. Örneklerin toplam flavonoid madde miktarlar› (+)-kateflin standart e¤risi kullan›larak belirlenip, sonuçlar miligram (+)-kateflin eflitli¤i (KE)/ 100 gram örnek fleklinde ifade edilmifltir. Her bir ekstrakt üç tekrarl› olarak analizlenmifltir. İstatistiksel Analiz Üç ba¤›ms›z deneyden toplanan veriler ortalama ± standart sapma fleklinde rapor edilmifltir. Çoklu karfl›laflt›rmalar için, veriler SPSS yaz›l›m› kullan›larak (sürüm 20.0) tek yönlü varyans analizine (ANOVA) tabi tutulmufltur. Örnekler aras›ndaki farkl›l›klar› görmek amac›yla Duncan testi kullan›lm›flt›r (P<0.05). SONUÇ ve TARTIŞMA Çizelge 2 in vitro gastrointestinal sindirimin kuru meyve, kuruyemifl ve kar›fl›mlar›n›n toplam flavonoid madde miktarlar›na olan etkilerini göstermektedir. Bafllang›ç de¤erleri aras›nda en yüksek de¤ere sahip kuru meyve, en düflük de¤ere sahip olan kuru incirden 32 kat fazla toplam flavonoid madde miktar›na sahip olan kuru üzümdür. Kuru üzümün elma, dut, incir, kay›s›, erik, k›z›lc›k ve viflne gibi di¤er baz› kuru meyvelere göre daha yüksek miktarda toplam flavonoid madde içerdi¤i daha önceki bir çal›flmam›zda da tespit edilmifltir (19). Kuruyemifl örnekleri aras›ndan en yüksek bafllang›ç de¤erine sahip olan ceviz ise en düflük de¤ere sahip bademden 6 kat daha fazla toplam flavonoid madde içermektedir. Literatür bu sonuçlar›n aksine bademin ceviz, f›nd›k ve flam f›st›¤› gibi di¤er birçok kuruyemiflten daha yüksek miktarda 230 toplam flavonoid madde içeri¤ine sahip oldu¤u göstermektedir (20). Bu çeliflkinin sebebinin kullan›lan farkl› analitik teknikler, farkl› kuruyemifl varyeteleri, ya da farkl› iflleme veya depolama koflullar›ndan kaynaklanabilece¤i düflünülmektedir. Birkaç örnek hariç (ceviz, f›nd›k, üzüm kar›fl›mlar›) di¤er tüm örneklerde mide sindirimi neticesinde tespit edilen toplam flavonoid madde miktar›n›n (PG) bafllang›ç de¤erinden daha yüksek oldu¤u görülmüfltür (0.3-3.9 kat). Bu art›fl midedeki asit hidrolizi neticesinde flavonoid glikozitlerin aglikonlar›na parçalanmas›na ba¤l› olabilir. Bu sonuçlar kimyasal ekstraksiyon ile elde edilen de¤erlerin, mide sindirimden sonraki serbest miktarla karfl›laflt›r›ld›¤›nda, flavonoidler gibi g›dalar›n baz› aktif bileflenlerinin kullan›labilirli¤ini az›msad›¤›n› vurgulamaktad›r. Benzer flekilde meyve sular›nda yap›lan bir çal›flmada da mide sindirimi sonras›nda aktif bileflenlerin miktar›nda art›fllar gözlenmifltir (21). Ba¤›rsak sindiriminden sonra diyalize u¤rayan toplam flavonoid madde miktar› (IN) bafllang›çta tespit edilen toplam flavonid madde miktar›n›n %2-30’unu oluflturmufltur. Bu yüksek kayb›n sebebi mideden sonra pH’daki ani art›fl (pH=7) ve de safra tuzlar›n›n varl›¤› ile aç›klanabilir. Ayr›ca pankreatik sindirimin flavonoidlerle birleflerek diyaliz membran›ndan geçmelerini engelleyerek diyalize u¤ramayan k›s›mda kalmalar›n› sa¤layan (OUT) birçok bilefleni (proteinler ve lif gibi baz› makro moleküller) de a盤a ç›karmas› mümkündür (22). Baflka bir yaklafl›m da kuru meyvelerde bulunan yüksek fleker miktar›n›n (39-65%) in vitro gastrointestinal sindirim s›ras›nda flavonoidlerin difüzyonunu etkileyebilece¤i yönündedir. Daha önce Gil-Izquierdo ve di¤erleri (23) taraf›ndan yap›lan bir çal›flmada yüksek fleker içeri¤ine sahip numunelerde flekerin, suyun diyaliz torbas›n›n içinden d›fl›na do¤ru difüzyona u¤rayarak diyalize u¤rayan k›sm›n hacmini azaltmas›na sebep oldu¤unu belirtilmifltir. Di¤er taraftan, yine yüksek fleker içeri¤ine sahip olan pekmez ve pestil örnekleri için de yüzdesel olarak benzer aral›kta (3-17%) flavonoid emilimi tespit edilmifltir (24). Mide sindiriminde elde edilen sonuçlarla benzer flekilde, ba¤›rsak sindiriminden sonra diyalize u¤ramayan toplam flavonoid madde miktarlar›nda (OUT) da birçok örnekte bafllang›ç de¤erinden daha yüksek de¤erler saptanm›flt›r (0.1-2.9 kat). Kuru Meyvelerin Kuruyemişler ile Birlikte Tüketiminin... Çizelge 2. In vitro gastrointestinal sindirim s›ras›nda kuru meyve, kuruyemifl ve kar›fl›mlar›n toplam flavonoid madde miktarlar›nda meydana gelen de¤iflimler (mg KE/ 100 gram örnek) Table 2. Changes in the total flavonoid content of dried fruits, nuts and their mixtures during in vitro gastrointestinal digestion (mg CE/ 100 gram sample) Gruplar Group Örnekler Samples 1 ‹ncir Fig Badem Almond ‹ncir - Badem Fig - Almond ‹ncir Fig Ceviz Walnut ‹ncir - Ceviz Fig - Walnut ‹ncir Fig F›nd›k Hazelnut ‹ncir - F›nd›k Fig - Hazelnut Kay›s› Apricot Badem Almond Kay›s› - Badem Apricot - Almond Kay›s› Apricot Ceviz Walnut Kay›s› - Ceviz Apricot - Walnut Kay›s› Apricot F›nd›k Hazelnut Kay›s› - F›nd›k Apricot - Hazelnut Üzüm Raisin Badem Almond Üzüm - Badem Raisin - Almond Üzüm Raisin Ceviz Walnut Üzüm -Ceviz Raisin - Walnut Üzüm Raisin F›nd›k Hazelnut Üzüm - F›nd›k Raisin - Hazelnut 2 3 4 5 6 7 8 9 Bafllang›ç Initial PG IN OUT 14±3 b 24±5 a 21±3 ab 14±3 c 162±16 a 79±18 b 14±3 c 90±4 a 36±5 b 25±1 a 24±5 a 19±2 a 25±1 c 162±16 a 94±27 b 25±1 c 90±4 a 36±4 b 461±56 a 24±5 c 200±16 b 461±56 a 162±16 c 313±17 b 461±56 a 90±4 c 355±18 b 68±4 a 60±8 ab 51±7 b 68±4 c 156±6 a 136±4 b 68±4 b 76±8 b 97±13 a 84±11 a 60±8 b 64±4 b 84±11 c 156±6 a 119±5 b 84±11 b 76±8 b 113±9 a 670±79 a 60±8 b 52±2 b 670±79 a 156±6 b 167±8 b 670±79 a 76±8 b 90±12 b 3.3±0.8 a 1.5±0.9 b 2.7±0.1 ab 3.3±0.8 c 22±1 a 10±2 b 3.3±0.8 b 1.9±0.3 b 5±1 a 7.4±0.7 a 1.5±0.9 b 2.5±0.3 b 7.4±0.7 c 22±1 a 15±2 b 7.4±0.7 a 1.9±0.3 b 5±2 a 33±3 a 1.5±0.9 c 9±2 b 33±3 a 22±1 b 18±3 b 33±3 a 1.9±0.3 c 11±3 b 41±6 b 70±3 a 82±8 a 41±6 c 114±8 a 59±8 b 41±6 a 44±10 a 48±9 a 55±13 ab 70±3 a 46±6 b 55±13 c 114±8 a 85±7 b 55±13 b 44±10 b 107±13 a 482±28 a 70±3 b 61±6 b 482±28 a 114±8 b 114±16 b 482±28 a 44±10 c 83±5 b Bu çizelgede sunulan veriler birbirinden ba¤›ms›z üç örne¤in ortalama ± standart sapma de¤erlerinden oluflmaktad›r. Sütunlarda bulunan farkl› harfler her bir grubun (1’den 9’a kadar) kendi içerisindeki istatistiksel olarak anlaml› farkl›l›klar›n› temsil etmektedir (P<0.05). Bafllang›ç: In vitro gastrointestinal sindirimden önce %0.1 formik asit içeren %75’lik metanol kullan›larak kimyasal ekstraksiyon ile belirlenen de¤er, PG: Mide sindiriminden sonra tespit edilen de¤er, IN: Ba¤›rsak sindiriminden sonra diyalize u¤rayan de¤er, OUT: Ba¤›rsak sindiriminden sonra diyalize u¤ramayan de¤er. *The data presented in this table consist of average values ± standard deviation of three independent samples. Different letters in the columns within each group (1 through 9) represent statistically significant differences (P<0.05). Initial, as initially determined from sample matrix using 75% aqueous-methanol containing 0.1% formic acid; PG, compounds remaining after gastric digestion; IN, dialyzed fraction after intestinal digestion; OUT, non-dialyzed fraction after intestinal digestion. Hatta badem örne¤i için tespit edilen OUT de¤eri PG de¤erinden de yüksektir. Bu durum ek ekstraksiyon süresi (art› iki saat) ve/veya ba¤›rsak sindirim enzimlerinin (pankretin) g›da matriksine ba¤l› bilefliklerin serbest kalmas›n› kolaylaflt›rmas› ile aç›klanabilir (10). Kuru meyve ve kuruyemifllerin beraber tüketilmesinin bafllang›ç, PG, IN ve OUT de¤erlerine olan etkisine bak›ld›¤›nda, incir-ceviz ve kay›s›ceviz örneklerinde meyvelerin kendileri ile karfl›laflt›r›ld›¤›nda istatistiksel olarak önemli art›fllar görülürken, üzüm-kuruyemifl kar›fl›mlar›nda ise istatistiksel olarak önemli düflüfller görülmüfltür (P<0.05). Gözlenen (kuru meyve + kuruyemifl kar›fl›m›) ve beklenen (sadece kuru meyve + sadece kuruyemifl) diyalize u¤rayan toplam flavonoid madde de¤erleri (IN) aras›ndaki fark yüzde cinsinden fiekil 2’de gösterilmektedir. Buna göre elde edilen sonuçlar incir-badem, kay›s›-f›nd›k ve incir-f›nd›k kar›fl›mlar›n›n birlikte tüketiminin ayr› ayr› tüketilmesine göre s›ras›yla %9, %18 ve %92 daha fazla toplam flavonoid madde emilimi sa¤lad›¤›n› a盤a ç›karm›flt›r. McDougall ve di¤erlerinin (17) ahududu antosiyaninlerinin çeflitli g›da maddeleri (ekmek, dondurma, k›yma, ö¤ütülmüfl bu¤day) ile birlikte sindiriminin etkisini araflt›rd›klar› çal›flmalar›nda da emilime u¤rayan toplam antosiyanin miktar›nda sindirim sonucu art›fllar görülmüfltür. Benzer flekilde Green ve di¤erlerinin (25) çal›flmas›nda % 50 s›¤›r, soya ve pirinç sütü ile formüle edilen çaylarda sade çaya k›yasla kateflin emiliminde istatistiksel olarak 231 S. Kamiloğlu, A. A. Paslı, E. Çapanoğlu, B. Özçelik önemli art›fllar görülmüfltür. Bu durumun sebebi reaktif kateflinin fiziksel hapsine neden olan protein-kateflin etkileflimi ile aç›klanm›flt›r. Benzer flekilde bizim çal›flmam›zda gözlenen art›fl›n sebebi de birlikte sindirim esnas›nda kuru meyve flavonoidlerinin kuruyemifllerdeki proteinlere ba¤lanarak korunabilmeleri fleklinde aç›klanabilir. Di¤er yandan bu üç kar›fl›m haricindeki di¤er tüm örneklerde birlikte sindirim, emilen toplam flavonoid madde miktar›nda azalmaya neden olmufltur (%1-48). In vitro çal›flmalar› kullan›lan farkl› hammaddeler ve de farkl› in vitro sindirim prosedürlerinden dolay› birbirleri ile karfl›laflt›rmak oldukça zordur. Diyaliz için kullan›lan çözeltinin hacmi ve kompozisyonu, örne¤in fleker konsantrasyonu ya da baz› moleküllerin membrana ba¤lanmas› gibi çeflitli faktörlerden etkilenen karmafl›k bir süreçtir. Bütün bu parametreler belirli bir bilefli¤in diyalizini etkileyebilir ve bu etki do¤rudan bilefli¤in in vivo sindirimi ile ba¤lant›l› olmayabilir (8). Literatürde daha önce yap›lm›fl hiçbir çal›flma kuru meyvelerin kuruyemifller ile birlikte tüketiminin flavonoidlerin in vitro biyoyararl›l›¤›na olan etkisini de¤erlendirmemifltir. Bu çal›flmada in vitro sindirim sonucunda kuru meyve ve kuruyemifl kar›fl›mlar›n›n toplam flavonoid madde miktarlar› ölçülerek test edilen örneklerin biyoyararl›l›klar› ile ilgili ayr›nt›l› bilgi sa¤lanm›flt›r. Bu çal›flma, incirbadem, kay›s›-f›nd›k ve incir-f›nd›k kar›fl›mlar›n›n birlikte tüketiminin ayr› ayr› tüketilmesine göre daha fazla toplam flavonoid madde emilimini sa¤lad›¤›n› a盤a ç›karm›flt›r. In vitro gastrointestinal sindirim modelleri yeni teknikler olup, bu çal›flmada elde edilen verileri do¤rulamak için daha fazla çal›flma yap›lmal›d›r. Daha sonraki çal›flmalarda daha net sonuçlar elde edilmesi amac›yla toplam flavonoid miktar› yerine in vitro biyoyararl›l›k sonras› elde edilen fraksiyonlardaki bireysel flavonoidlerin HPLC gibi yöntemlerle incelenmesinin faydal› olaca¤› düflünülmektedir. fiekil 2. Birlikte sindirim deneyleri sonucunda gözlenen (kuru meyve + kuruyemifl kar›fl›m›) ve beklenen (sadece kuru meyve + sadece kuru yemifl) IN de¤erleri aras›ndaki fark›n yüzdesel ifadesi Figure 2. Expression of the percentage difference between the observed (dried fruit + nut) and the expected (dried fruit alone + nut alone) IN values obtained as a result of codigestion experiments. 232 Kuru Meyvelerin Kuruyemişler ile Birlikte Tüketiminin... KAYNAKLAR 1. Lemos MRB, Siqueira EMDA, Arruda SF, Zambiazi RC. 2012. The effect of roasting on the phenolic compounds and antioxidant potential of Baru nuts [Dipteryx alata Vog.]. Food Res Int 48: 592-597. 2. Chen ZY, Chan PT, Ho KY, Fung KP, Wang J. 1996. Antioxidant activity of natural flavonoids is governed by number and location of their aromatic hydoxyl groups. Chem Phys Lipids 79: 157-163. 3. Serafini M, Villano D, Spera G, Pellegrini N, 2006. Redox molecules and cancer prevention: the importance of understanding the role of the antioxidant network. Nutr Cancer 56: 232-240. 4. Anon 2011. Food and Agriculture Organization of the United Nations. http://apps.fao.org/page/ collections?subset= agriculture. 5. Santos PHS, Silva MA. 2008. Retention of vitamin C in drying processes of fruits and vegetables-A review. Drying Technol 26: 1421-1437. 6. Reddy CVK, Sreeramulu D, Raghunath M, 2010. Antioxidant activity of fresh and dry fruits commonly consumed in India. Food Res Int 43: 285-288. 7. Liang L, Wu X, Zhao T, Zhao J, Li F, Zou Y, Mao G, Yang L. 2012. In vitro bioaccessibility and antioxidant activity of anthocyanins from mulberry (Morus atropurpurea Roxb.) following simulated gastro-intestinal digestion. Food Res Int 46: 76-82. 8. Bermudez-Soto MJ, Tomas-Barberan FA, Garcia-Conesa MT. 2007. Stability of polyphenols in chokeberry (Aronia melanocarpa) subjected to in vitro gastric and pancreatic digestion. Food Chem 102: 865-874. 9. Tagliazucchi D, Verzelloni E, Bertolini D, Conte A. 2010. In vitro bio-accessibility and antioxidant activity of grape polyphenols. Food Chem 120: 599-606. 10. Bouayed J, Hoffmann L, Bohn T. 2011. Total phenolics, flavonoids, anthocyanins and antioxidant activity following simulated gastro-intestinal digestion and dialysis of apple varieties: Bioaccessibility and potential uptake. Food Chem 128: 14-21. 11. Chiang CJ, Kadouh H, Zhou K. 2013. Phenolic compounds and antioxidant properties of gooseberry as affected by in vitro digestion. LWT-Food Sci Technol 51: 417-422. 12. Kamiloglu S, Capanoglu E. 2013. Investigating the in vitro bioaccessibility of polyphenols in fresh and sun-dried figs (Ficus carica L.). Int J Food Sci Technol 48: 2621-2629. 13. Toydemir G, Capanoglu E, Kamiloglu S, Boyacioglu D, de Vos RC, Hall RD, Beekwilder J. 2013. Changes in sour cherry (Prunus cerasus L.) antioxidants during nectar processing and in vitro gastrointestinal digestion. J Funct Foods 5: 1402-1413. 14. Ryan L, Prescott SL. 2010. Stability of the antioxidant capacity of twenty-five commercially available fruit juices subjected to an in vitro digestion. Int J Food Sci Technol 45: 1191-1197. 15. Serrano J, Goni I, Saura-Calixto F. 2007. Food antioxidant capacity determined by chemical methods may underestimate the physiological antioxidant capacity. Food Res Int 40: 15-21. 16. Capanoglu E, Beekwilder J, Boyacioglu D, Hall R, De Vos R. 2008. Changes in antioxidant and metabolite profiles during production of tomato paste. J Agric Food Chem 56: 964-973. 17. McDougall GJ, Dobson P, Smith P, Blake A, Stewart D. 2005. Assessing potential bioavailability of raspberry anthocyanins using an in vitro digestion system. J Agric Food Chem 53: 5896-5904. 18. Kim D, Jeong SW, Lee CY. 2003. Antioxidant capacity of phenolic phytochemicals from various cultivars of plums. Food Chem 81: 321-326. 19. Capanoglu E. 2014. Investigating the antioxidant potential of Turkish dried fruits. Int J Food Prop 17: 690-702. 20. Alasalvar C, Shahidi F. 2009. Natural antioxidants in tree nuts. Eur J Lipid Sci Technol 111: 1056-1062. 21. Wootton-Beard PC, Moran A, Ryan L. 2011. Stability of the total antioxidant capacity and total polyphenol content of 23 commercially available vegetable juices before and after in vitro digestion measured by FRAP, DPPH, ABTS and Folin-Ciocalteu methods. Food Res Int 44: 217-224. 22. Vallejo F, Gil-Izquierdo A, Perez-Vicente A, Garcia-Viguera C. 2004. In vitro gastrointestinal digestion study of broccoli inflorescence phenolic compounds, glucosinolates, and vitamin C. J Agric Food Chem 52: 135-138. 23. Gil-Izquierdo A, Zafrilla P, Tomas-Barberan FA. 2002. An in vitro method to simulate phenolic compound release from the food matrix in the gastrointestinal tract. Eur Food Res Technol 214: 155-159. 24. Kamiloglu S, Capanoglu E. 2013. In vitro gastrointestinal digestion of polyphenols from different molasses (pekmez) and leather (pestil) varieties. Int J Food Sci Technol, doi:10.1111/ijfs. 12396. 25. Green RJ, Murphy AS, Schulz B, Watkins BA, Ferruzzi MG. 2007. Common tea formulations modulate in vitro digestive recovery of green tea catechins. Mol Nutr Food Res 51:1152-1162. 233 234 GIDA (2014) 39 (4): 235-241 doi: 10.5505/gida.43434 GD13078 Derleme /Review FOURIER DÖNÜŞÜMLÜ KIZILÖTESİ (FTIR) SPEKTROSKOPİSİ ve GIDA ANALİZLERİNDE KULLANIMI Tuba Büyüksırıt1*, Hakan Kuleaşan2 Hitit Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, G›da Mühendisli¤i Bölümü Çorum Süleyman Demirel Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, G›da Mühendisli¤i Bölümü, Isparta 1 2 Gelifl tarihi / Received: 16.12.2013 Düzeltilerek Gelifl tarihi / Received in revised form: 06.05.2014 Kabul tarihi / Accepted: 07.05.2014 Özet K›z›lötesi (IR) absorbsiyon spektroskopisi bir tür titreflim spektroskopisidir; IR ›fl›nlar› molekülün titreflim hareketleri taraf›ndan so¤urulmaktad›r. Her dalga boyunu ayr› ayr› tarama gerekmeksizin h›zl› ve yüksek çözünürlükte spektrumlar elde edilir. Az miktarda örnekle bile k›sa sürede sonuç vermektedir. Bilimin bir çok dal›nda oldu¤u gibi g›da mühendisli¤inde de mikrobiyal hücrelerin tan›mlanmas›, makromoleküllerin yap›sal analizi, organik maddelerin kalitatif ve kantitatif analizi, yap›lar›n›n ayd›nlat›lmas›, stereokimyasal özelliklerinin bulunmas› ve safl›k kontrolü gibi amaçlarla kullan›lmaktad›r. Anahtar kelimeler: FTIR, spektroskopi, kalitatif ve kantitatif analiz. FOURIER TRANSFORM INFRARED (FTIR) SPECTROSCOPY and UTILIZATION in FOOD Abstract Infrared (IR) absorption spectroscopy is a kind of vibrational spektroscopy, IR radiation is absorbed by the molecule’s vibrational motion. Each wavelength is obtained fast and high resolution spectra without requiring individually scanning. Even a small amounts of sample are given result in a short time. As in many branches of science are used in food engineering for such purposes as identification of microbial cells, the structural analysis of macromolecules, qualitative and quantitative analysis of organic materials, structural identifications, determination of stereochemistry structures and purity control. Keywords: FTIR, spectroscopy, qualitative and quantitative analysis. *Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author; [email protected], ✆ (+90) 364 227 4535, (+90) 364 227 4533 235 T. Büyüksırıt, H. Kuleaşan GİRİŞ Elektromanyetik ›fl›man›n organik moleküller taraf›ndan so¤urulmas›, moleküldeki atomlar›n türüne, düzenlenmesine, moleküllerin flekline, büyüklü¤üne ba¤l› oldu¤undan spektroskopik yöntemler, organik maddelerin kalitatif ve kantitatif analizi, yap›lar›n›n ayd›nlat›lmas›, stereokimyasal özelliklerinin bulunmas› ve safl›k kontrolü gibi çok genifl alanda uygulanmaktad›r (1, 2). FTIR çeflitli mikroorganizmalar›n kimyasal bileflimini karakterize etmek için kullan›labilecek h›zl›, güvenilir, hassas ve ucuz bir tekniktir (3). Birçok FTIR çal›flmas› grafiklerle desteklenerek spektral veri analizi yap›lmaktad›r (4). Bu çal›flman›n amac›, FTIR spektroskopisi ve bu yöntemin g›da alan›nda özellikle mikrobiyoloji çal›flmalar›nda uygulanmas› hakk›nda bilgi vermektir. Derlemede, mikroorganizmalar›n ve mikroorganizmalar taraf›ndan üretilen organik maddelerin tan›mlanmas›na yönelik çal›flmalara de¤inilmifltir. FTIR SPEKTROSKOPİSİ Fourier Transform Infrared Spektroskopisi K›z›lötesi (IR) spektroskopisi, organik veya inorganik bilefliklerin karakterize edilmesinde kullan›lan bir araçt›r (5). IR spektrumu, maddeyi oluflturan atomlar aras›ndaki ba¤lar›n titreflimiyle oluflan frekanslar›na karfl›l›k gelen absorpsiyon pikleri ile örne¤in parmak izini göstermektedir (6). Her maddenin kendine has bir spektrumu vard›r. Bunun tek istisnas› optik izomerlerdir. Organik madde spektrumlar›n›n özellikle de 2000 cm-1 den sonra gelen k›sm› daha ayr›nt›l›d›r. Bu bölgeye parmak izi bölgesi denir ve spektrumu iki kat geniflleterek al›n›r. Böylece madde hakk›nda daha ayr›nt›l› bilgi elde edinilmektedir (7). Veri, farkl› moleküler ba¤lardan kaynaklanan farkl› titreflim frekanslar›n› temsil eder. (4). FTIR Spektroskopisinin Avantajları FTIR sadece mikrobiyal hücrelerin tan›mlanmas›nda (fenotip, tür, alt-tür, patojenite, direnç vb.) de¤il ayn› zamanda makromoleküllerin yap›sal analizinde (do¤all›k, miktar ve moleküler ba¤lar›n konformasyonu) de kullan›lmaktad›r (8). Genifl spektrum elde edildi¤i için uygulama alanlar› (g›da, tar›m, t›p, biyomedikal uygulamalar, kimya) 236 genifltir (9). Kalibrasyon kayd›, analiz sonuçlar›n›n do¤ru, güvenilir ve kalite güvencesi sa¤lamaktad›r. Tek tuflla kalibrasyon yap›lmaktad›r (10). Örne¤e zarar vermeden ve h›zl› sonuç elde edilmesi geleneksel FTIR kullan›m›n› yayg›nlaflt›rm›flt›r (6). Örne¤e ön ›s›tma yap›labilmektedir ve ayar gerektirmeden otomatik olarak kendini temizlemektedir (10). FTIR spektroskopisi do¤rudan ve geri dönüfllü bir yöntemdir. Az miktarda örnekle k›sa sürede sonuç vermektedir (11). FTIR spektroskopisi kat›, s›v› ve gaz örneklerin analizinde kullan›lmaktad›r. FTIR analizi yap›lmas› planlanan kat› örnekler için üç farkl› haz›rlama tekni¤i kullan›lmaktad›r. Bu yöntemlerden ilkinde örnek KBr (130 °C’ de 4 saat kurutularak (12) elde edilen) ile kar›flt›r›larak ince disk haline getirilmektedir. ‹kinci teknikte ise KBr kullan›lmaks›z›n örne¤in kendisi ince bir film haline getirilmektedir. Üçüncü yöntem olan solüsyon tekni¤inde ise örnek bir çözgen içerisinde çözülerek analize haz›rlanmaktad›r (13). ‹nce film veya disk tekni¤inde film formuna getirilmifl maddelerin kalitatif ve kantitatif analizi yap›lmaktad›r. Solüsyon tekni¤inde ise çözünmüfl maddelerin kalitatif analizi yap›labilmektedir (2, 14). G›dalar temel olarak ya¤lar, proteinler, karbonhidratlar ve sudan oluflurlar ki bunlar›n hepsi de infrared spektruma katk›da bulunurlar. Karakteristik absorpsiyon bandlar› ile g›da bileflenleri aras›nda iliflkiler kurulabilmektedir (15,16). Farkl› gruplardan kaynaklanan NH, OH, CH, C = O, C = C ve C = N bantlar kilit bantlar› olarak adland›r›l›r (17). Karbonil ester ve CH ya¤lar›; amid grubu proteinleri; COH gruplar› karbonhidratlar› ve HOH ba¤lanmas› da su absorpsiyonunu göstermektedir. Su, IR spektrumunda spektrumdan rahatl›kla ç›kar›labilir veya oranlanabilir (15). Süt endüstrisinde süt bileflenlerinin geleneksel analitik yöntemlerle analizi, zaman al›c› ve pahal› oldu¤undan enstrümantal yöntemler gelifltirilmifltir (18). FTIR-ATR protein haritalama tekni¤inin, süt endüstrisinde membran modüllerinin belirlenmesi için kullan›labilecek güvenilir bir yöntem oldu¤u belirlenmifltir (19). Avrupa da ekonomik ve besleyici olmas› için ya¤lara kat›lan ama %50’den fazla olunca ticari olarak etikette belirtilen zeytin ya¤› miktar›n›n Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi... tespitinde FTIR spektroskopisi ile en küçük kareler regresyon analizine (PLSDA) dayal› yöntem kullan›larak zeytin ya¤› hem saf ya¤ örne¤inden hem de di¤er ya¤ kar›fl›mlar›ndan ayr›lm›flt›r (20). Ayn› zamanda tüketilebilir kat› ve s›v› ya¤lar›n ayr›lmas›nda spektroskopik yöntemlerin performanslar› karfl›laflt›r›lm›flt›r. Tüketilebilir kat› ve s›v› ya¤lar ve doymam›fll›k ba¤lar› (C-C) IR spektrumlar› diskriminant analizde kullan›lmak için tan›mlanm›flt›r. FTIR spektroskopisi s›v› ve kat› ya¤lar›n s›n›fland›r›lmas›nda %98 etkili oldu¤u tespit edilmifltir (21). Zeytinya¤›n›n, ayçiçek-m›s›r ya¤lar› kar›fl›m›, pamuk ve kolza ya¤lar› ile ta¤flifli, FTIR verilerinin kemometrik yöntemlerle de¤erlendirilmesi sonucu tespit edilmifltir (22). Palm ya¤› kar›flt›r›lm›fl sahte s›zma zeytinya¤›nda saf ve kar›flt›r›lm›fl örnekler FTIR spektrumlar›na dayal› diskriminant analizi ile s›n›fland›r›lm›flt›r (23). FTIR SPEKTROSKOPİSİNİN KULLANIM ALANLARI Fourier transform infrared (FTIR) spektroskopisi, g›da endüstrisinde kantitatif bir kontrol yöntemi olarak önemli bir potansiyele sahiptir ve çeflitli g›dalarda kimlik do¤rulama ve ta¤flifl sorunlar› çözmek için bugüne kadar baflar›yla kullan›lm›flt›r (24, 25). Hücreleri oluflturan temel biyomoleküller hakk›nda bilgi vermektedir (26). Proteinleri oluflturan amino asitleri, kofaktör, redoks reaksiyonu, reaksiyona kat›lan enzimlerin oluflumu ve ba¤lar›n yap›sal de¤iflikliklerini incelemek için kullan›lan bir tekniktir (27). FTIR Spektroskopisi ile Organik Maddelerin Tanımlanması FTIR kimyasal s›n›flar›n (ya¤ asitleri, proteinler, karbonhidratlar, nükleik asitler ve polisakkaridler) belirlenmesi ve bileflik yap›lar›n ayd›nlat›lmas› için en çok kullan›lan yöntemlerden biridir (28, 29). Bu teknik g›da bozulmalar›n›n belirlenmesi, patojenlerin tespiti ve stres koflullar›nda bakterilerdeki yap›sal de¤iflikliklerin çal›fl›lmas› gibi kompozisyon analizinde ve g›da kalite kontrolünde kullan›lmaktad›r. Ya¤ asitleri, membran ve intraselüler proteinler, polisakkaritler ve nükleik asitler gibi hücre bileflenlerinin spektral karakterlerini göstermektedir (30). Renk maddelerinin yap›lar›n›n ortaya konmas› ve karakterize edilmesi amac›yla kullan›lm›flt›r (31-33). FTIR teknikleri melanin pigment yap›s›nda ana fonksiyonel gruplar hakk›nda bilgi vermifltir (34). Antosiyaninlerin 1630-1640 cm-1 aral›¤›nda pik oluflturdu¤u belirlenmifltir (35). Birçok alanda özellikle biyolojik bilimlerde DNA’n›n yap›s›n›n belirlenmesi önem arz etmektedir. Gen terapisi ve genetik mühendisli¤i çal›flmalar›nda ortam›n elektriksel (katyonik) yap›s›n›n de¤ifltirilmesinin DNA aktar›mlar›n›n (transformasyonlar›n) gerçekleflmesinde önemli bir rol oynad›¤› belirlenmifltir. Bu tarz farkl› elektriksel yüklere sahip ortamlarda DNA’da oluflan flekilsel farkl›l›klar›n belirlenmesinde FTIR tekni¤i pratik bir uygulama olarak kullan›lmaktad›r. (36). FTIR spektroskopisi ile kinonlar›n IR titreflim bantlar› ölçülmüfltür ve kinon türleri yap›sal olarak aç›klanm›flt›r (37). ‹ki hidrojen ba¤› olan karboksilik asitlerin C=O bantlar› 1703-1710 cm-1 aral›¤›nda görüldü¤ü bildirilmifltir ve bu aral›k içinde bir grubun daha önce karboksilik asit grubundan kaynakland›¤› öne sürülmüfltür (27). Gallik asitin, FTIR spektroskopisi ile analizi yap›ld›¤›nda 407.05, 960.40, 931.51, 865.75, 639.70, 509.58, 420.99, 153.78, 97.08, 777.58, 663.54, 601.28, 462.89 cm-1 aral›¤›nda pik oluflturdu¤u görülmektedir (38). FTIR yöntemi soya proteininin konformasyonunu incelemek için kullan›lm›flt›r. Soya fasulyesi proteinleri ekstraksiyon yöntemine göre 400-4000 cm-1 aral›¤›nda sinyal yo¤unlu¤unda ve/veya IR bantlar›n›n konumunda de¤ifliklik göstermifltir (39). Bir baflka çal›flmada ise serum albumin ve globulin fraksiyonlar›n›n pH ve s›cakl›¤a karfl› duyarl›l›¤› FTIR ile belirlenmifltir (40). FTIR analizi tarç›n kabuklar› uçucu bilefliklerinin tespitinde kullan›lm›flt›r. Dokuz numunenin uçucu ya¤ ana bilefli¤inin (%66,28-81,97) transsinamaldehit oldu¤unu göstermifltir. Hiyerarflik kümeleme analizi, benzerlik de¤erlendirme ve temel bileflenler analizi dokuz örnekten etkin tan›mlama ve de¤erlendirme imkan› sa¤lam›flt›r (41). K›rm›z› flaraptaki toplam antioksidan kapasitenin belirlenmesi için FTIR kullan›lm›flt›r. 83 farkl› k›rm›z› flarap örne¤inin FTIR spektrumu, karakteristik parmak izi bölgesini 965-1543 cm-1 aral›¤›nda göstermifltir. Genellikle k›rm›z› flaraplarda çeflitli antioksidanlar (örne¤in; resveratrol, SO2, askorbik 237 T. Büyüksırıt, H. Kuleaşan asit, polisakaritler) FTIR hassasiyetinin alt›ndaki konsantrasyonda bulunmakta ve bunlar›n toplam katk›s› Y - Varyans (%44) ile tahmin edilmifltir (42). kullan›lmaktad›r. Bu sayede, bakterinin küçük spektral mesafe de bulunan ama bilinmeyen FTIR spektrumlar› tahmin edilebilmektedir (47). Hidrojen peroksit tayininde basit ve h›zl› bir yöntem olan FTIR spektroskopisi kullan›lm›flt›r. NaCl pencerede 669.18 cm-1 ve KBr pencerede 418.48 cm-1’de pik görülmüfltür. Askorbik asit, riboflavin ve sitrat bufferdan oluflan 0.1M konsantrasyonundaki çözeltide 10-4 M hidrojen peroksit belirlenmifltir. Bu yöntem, sulu çözelti içinde hidrojen peroksit miktar›n›n belirlenmesini sa¤lam›flt›r (43). FTIR spektroskopisi ile bilgisayar tabanl› teknik kullan›larak bakteri örneklerinin s›n›fland›r›lmas› ve tan›mlanmas› yap›lm›flt›r. On dört türe ait referans spektrumu içeren veri taban› oluflturulmufl ve Staphylococcus, Streptococcus, Clostridium, Legionella ve Escherichia coli’nin seçilmifl sufllar› tan›mlanm›flt›r (48). FTIR Spektroskopisi ile Mikroorganizmaların Tanımlanması Spektroskopik yöntemler, moleküler yöntemlerin ötesinde sufllar› karfl›laflt›rmak için ileri sürülmüfltür. FTIR spektrumlar› tür ve alt tür seviyesinde mikroorganizmalar›n spektroskopik parmak izini belirlemektedir (8, 44). Ayr›ca iyi karakterize edilmifl mikroorganizmalar için genifl spektral kütüphanelerin oluflturulmas› tür ya da alt tür düzeyinde bilinmeyen izolatlar›n belirlenmesini mümkün k›lmaktad›r (17). Bakterilerin FTIR spektrumlar› belirli bir sufl için özeldir. Ayr›ca FTIR tekni¤i, mayalar›n yan› s›ra çeflitli patojen ve bozulmaya neden olan bakterilerin tan›mlanmas›nda da uygulanm›flt›r (3, 45). Bir bakteri hücresinin belirli bileflenlerinin özgül absorpsiyon bantlar›yla örtüflmesi s›n›rl›d›r. Mikroorganizmalar›n spektrumlar› aras›ndaki farklar› gözle belirlemek zordur ve bu nedenle istatistiksel yöntemler kullan›lmaktad›r. ‹statistiksel yöntemler kontrollü ve denetimsiz yöntemler olarak iki gruba ayr›lm›flt›r (30). Kontrollü yöntemler, mikroorganizmalara ait ›fl›k dizileri aras›ndaki benzerlikleri göstererek mikroorganizmalar›n tan›mlanmas›n› sa¤lamaktad›r. Bu amaçla hiyerarflik kümeleme analizi (HCA), temel bileflen analizi (PCA), uyum analizi (CA) ve aritmetik ortalamaya dayal› a¤›rl›ks›z efllefltirme yöntemi (UPGMA) gibi yöntemlerden yararlan›lmaktad›r. Denetimsiz yöntemlerde ise önce her ›fl›k dizisi belirli bir s›n›fa dahil edilir, böylece kalitatif veriler kantitatif spektral verilere eklenir. Daha sonra eldeki spektral verilerle oluflturulan s›n›flar aras›ndaki iliflkinin ayd›nlat›lmas›na çal›fl›l›r (46). Bu yöntemler, çal›fl›lan mikroorganizmalar hakk›nda bir ön bilgi ile bakteri sufllar›n›n ve gruplar›n›n ayr›lmas›nda 238 Fenotipik, fiziksel (FTIR spektroskopi) ve moleküler yöntemleri geleneksel Gravyer peynirinden izole edilen laktik asit bakterilerine uygulanm›flt›r. Peynir örne¤indeki yayg›n olan LAB türlerinin Lactobacillus casei/paracasei (%68.8), Lactobacillus plantarum (19.5%), Streptococcus thermophilus (8.9%), Enterococcus faecium (2.1%) ve Lactococcus lactis (0.7%) oldu¤u belirtilmifltir (49). Dört yak›n akraba laktobasil türleri olan L. sakei, L. plantarum, L. curvatus ve L. paracasei’nin 56 suflu kullan›larak FTIR spektroskopisi ile analizi yap›lm›flt›r. Bu çal›flma ile FTIR spektroskopisinin hem büyük veri kümesi hem de laktobasillerin tür düzeyinde tan›mlanmas› için son derece uygun oldu¤u bildirilmifltir (50). Bir çal›flmada hiyerararflik düzenlenmifl modelden Pseudomonacae’nin 42 farkl› suflu, Bacillus’un 33 suflu, Staphylococcus’un 46 suflu ve maya türü olan Candida’n›n 24 suflu ve 6 türünden oluflan dört mikroorganizma türü ay›rt edilmifltir. Candida albicans türleri antibiyoti¤e karfl› duyarl›l›klar›na göre s›n›fland›r›lm›flt›r (51). Fourier Transform K›z›lötesi fenotipik yaklafl›m›yla hastalardan 29 Candida glabrata suflu izole edilmifltir. 16 sufl aras›ndan en iyi ayr›m› yapacak spektrum penceresi belirlenmifltir. Bulunan bölgelerde spektral ölçümler al›nm›fl ve tan›mlama yap›lm›flt›r (8). Ayr›ca Saccharomyces cerevisiae, Debaryomyces hansenii ve Rhodotorula minuta türüne ait sufllar›n kirlenme tahmini için FTIR kullan›lm›flt›r (52). S›¤›r tüberkülozu etkeni olan Mycobacterium bovis’in tan›s›nda FTIR kullan›lm›flt›r (53). G›da güvenli¤i ile ilgili büyük bir endifle oluflturan yayg›n g›da kaynakl› patojen Listeria monocytogenes alt tiplerinin serotip ve haplotip seviyelerinde belirlenmesi için FTIR yans›ma mikroskobu kullan›labilen bir yöntem gelifltirilmifltir. Dört farkl› PCR serotiplerine (1/2ã, 1/2B, 4b, 4c ve) ait L. monocytogenes’in otuz suflunun FTIR Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi... tabanl› tan›mlama ve s›n›fland›rmas› yap›lm›flt›r. Spektrumlar›n kanonik de¤iflken analizi (CVA) ile serotip düzeyinde tan›mlamas›n›n % 96.6 ve hiyerarflik kümeleme analizi (HCA) ile haplotip düzeyde % 91,7 do¤ru oldu¤u görülmüfltür (17). 5. Ono D, Bamba T, Oku Y, Yonetani T, Fukusaki E. 2011. Application of Fourier transform near-infrared spectroscopy to optimization of gren tea steaming process conditions. J Biosci Bioeng, vol:112 No. 3, 247-251. Bir çal›flmada, FTIR spektroskopisi (fonksiyonel gruplara göre, 3500-500 cm -1 spektral aral›¤›) farkl› mikotoksin üretme kapasitesine sahip cinsleri (Özellikle Aspergillus sp. ve Mucor sp.) ay›rt etmek için kullan›lm›flt›r. Mikotoksin üretebilen küf sufllar›n›n her biri için uygun bir "parmak izi" elde edilmifltir. Bu çal›flmada elde edilen sonuçlar, FTIR’›n mikotoksin üretme yetene¤ine sahip küflerde kal›p belirlenmesi için büyük bir potansiyel oldu¤unu göstermifltir (3). 6. Lin SY, Wang SL. 2011. Advances in simultaneous DSC–FTIR microspectroscopy for rapid solid-state chemical stability studies: Some dipeptide drugs as examples. Adv Drug Delivery Rev, 64 (2012) 461-478. SONUÇ Teknolojinin geliflmesiyle bilimde geleneksel yöntemlerin yerini modern yöntemler alm›flt›r. Mikrobiyel hücrelerin tan›mlanmas›, makromoleküllerin yap›sal analizi, organik maddelerin kalitatif ve kantitatif analizi, yap›lar›n›n ayd›nlat›lmas›, stereokimyasal özelliklerinin bulunmas› ve safl›k kontrolü gibi bilimin bir çok alan›nda FTIR spektroskopisi kullan›m olana¤› bulmufltur. Yap›lan çal›flmalarla FTIR spektroskopisinin g›da, tar›m, t›p, biyomedikal uygulamalar, kimya gibi bir çok alanda kullan›labilece¤i kan›tlanm›flt›r. KAYNAKLAR 1. Erdik E. 1993. Organik Kimyada Spektroskopik Yöntemler. Gazi Kitabevi, ISBN: 975-7373-04-1, 531s., Ankara. 2. Do¤an A, Siyakus G, Severcan F. 2007. FTIR spectroscopic characterization of irradiated hazelnut (Corylus avellana L.). Food Chem, 100 (2007) 1106-1114. 3. Bhat R. 2011. Potential use of fourier transform infrared spectroscopy for identification of molds capable of producing mycotoxins. Int J Food Prop, vol:14, is:6. 4. Ergin Ç, ‹lkit M, Gök Y, Özel MZ, Çon AH, Kabay N, Söyleyici S, Dö¤en A. 2013. Fourier transform infrared spectral evaluation for the differentiation of clinically relevant Trichophyton species. J Microbiol Methods, 93 (2013) 218-223. 7. Gündüz T. 2001. ‹nstrümental Analiz. Gazi Kitabevi, ISBN: 978-975-7313-43-4, 1357 s., Ekim 2007, Ankara. 8. Essendoubi M, Toubas D, Lepouse C, Leon A, Bourgeade F, Pinon JM, Manfait M, Sockalingum GD. 2007. Epidemiological investigation and typing of Candida glabrata clinical isolates by FTIR spectroscopy. J Microbiol Methods, 71 (2007) 325-331. 9. Kane SR, Ashby PD, Pruitt LA. 2008. ATR-FTIR as a Thickness Measurement Technique for Hydrated Polymer-on-Polymer Coatings. Wiley InterSci, DOI: 10.1002/jbm.b.31436. 10. Anon 2012. NOACK Group of Companies. LactoScope FTIR Advanced Infra-red high precision analyser for milk & dairy products. 11. Gómez-Ordóñez E, Rupérez P. 2010. FTIR-ATR spectroscopy as a tool for polysaccharide identification in edible brown and red seaweeds. Food Hydrocoll, 25 (2011) 1514-1520. 12. Zhang Q, Liu C, Sun Z, Hu X, Shen Q, Wu J. 2012. Authentication of edible vegetable oils adulterated with used frying oil by Fourier Transform Infrared Spectroscopy. Food Chem, 132 (2012) 1607-1613. 13. Mak YW, Chuah LO, Ahmad R, Bhat R. 2013. Antioxidant and antibacterial activities of Hibiscus (Hibiscus rosa-sinensis L.) and Cassia (Senna bicapsularis L.) flower extracts. J King Saud Univ Sci. 14. Anon 2010. JASCO FTIR Seminar. http://www.jasco.hu/konyvtar/FT-IR-Grundl.Seminar.pdf. 15. Erkahveci A, Karaali A. 1996. Fourier Transform Infrared (FTIR) Spektroskopinin G›da Analizlerine Uygulanmas›. GIDA (1996) 21 (5): 337-345. 239 T. Büyüksırıt, H. Kuleaşan 16. Konwar M, Baruah GD. 2011. On the nature of vibrational bands in the FTIR spectra of medicinal plant leaves. Scholars Research Library, Archives of Applied Science Research, 2011, 3 (1): 214221. 17. Davis R, Mauer LJ. 2011. Subtyping of Listeria monocytogenes at the haplotype level by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and multivariate statistical analysis. Int J Food Microbiol, 150 (2011) 140-149. 18. Öner Z. 2009. Süt ve Süt Ürünlerinin Kimyasal Analizinde Infrared Yöntemlerin Kullan›m›. Süt Dünyas›, Süt Ürünleri ve Teknolojileri Dergisi, ocak-flubat 2009, y›l:3 say›:18. 19. Delaunay D, Rabiller-Baudry M, Goz´alvezZafrilla JM, Balannec B, Frappart M, Paugam L. 2006. Mapping of protein fouling by FTIR-ATR as experimental tool to study membrane fouling and fluid velocity profile in various geometries and validation by CFD simulation. Chem Eng Process, 47 (2008) 1106-1117. 20. Mata P, Dominguez-Vidal A, Bosque-Sendra JM, Ruiz-Medina A, Cuadros-Rodríguez L, AyoraCañada MJ. 2011. Olive oil assessment in edible oil blends by means of ATR-FTIR and chemometrics. Food Control, 23 (2012) 449-455. 21. Yang H, Irudayaraj J, Paradkar MM. 2004. Discriminant analysis of edible oils and fats by FTIR, FT-NIR and FT-Raman spectroscopy. Food Chem, 93 (2005) 25-32. 22. Gürdeniz G, Tokatl› F, Özen B. 2008. Zeytinya¤›nda Ta¤sis Tespiti için Fourier Dönüflümlü K›z›l Ötesi (FTIR) Spektroskopi Kullan›m›. Türkiye 10. G›da Kongresi; 21-23 May›s 2008, Erzurum. 23. Rohman A, Che Man YB. 2009. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy for analysis of extra virgin olive oil adulterated with palm oil. Food Res Int, 43 (2010) 886-892. 24. Papadopoulou O, Panagou EZ, Tassou CC, Nychas GJE. 2011. Contribution of Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy data on the quantitative determination of minced pork meat spoilage. Food Res Int, 44 (2011) 3264–3271. 240 25. Reis N, Franca AS, Oliveira LS. 2013. Performance of diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy and chemometrics for detection of multiple adulterants in roasted and ground coffee. LWT - Food Sci Technol, 53 (2013) 395-401. 26. Mecozzi M, Pietroletti M, Tornambe A. 2011. Molecular and structural characteristics in toxic algae cultures of Ostreopsis ovata and Ostreopsis spp. evidenced by FTIR and FTNIR spectroscopy. Spectrochim Acta Part A Mol Biomol Spectrosc, 78 (2011) 1572–1580. 27. Iwaki M, Cotton PJ, Quirk PG, Rich PR, Jackson JB. 2005. Molecular Recognition between Protein and Nicotinamide Dinucleotide in Intact, ProtonTranslocating Transhydrogenase Studied by ATR-FTIR Spectroscopy. JACS Articles, Published on Web 02/04/2006. 28. Adiana MA, Mazura MP. 2011. Study on Senna alata and its different extracts by Fourier transform infrared spectroscopy and twodimensional correlation infrared spectroscopy. J Mol Struct, 991 (2011) 84-91. 29. Dole MN, Patel PA, Sawant SD, Shedpure PS. 2011. Advance Applications Of Fourier Transform Infrared Spectroscopy. Int J Pharm Sci Rev Res, Volume 7, Issue 2, March – April 2011; Article-029. 30. Dziuba B, Babuchowski A, Nalecz D, Niklewicz M. 2005. Identification of lactic acid bacteria using FTIR spectroscopy and cluster analysis. Int Dairy J, 17 (2007) 183-189. 31. Mukherjee G, Singh SK. 2011. Purification and characterization of a new red pigment from Monascus purpureus in submerged fermentation. Process Biochem, 46 (2011) 188-192. 32. Deveo¤lu O, Çakmakç› E, Taflköprü T, Torgan E, Karada¤ R. 2012. Identification by RP-HPLCDAD, FTIR, TGA and FESEM-EDAX of natural pigments prepared from Datisca cannabina L.. Dyes and Pigments, 94 (2012) 437-442. 33. Büyüks›r›t T, Kuleaflan H. 2013. Farkl› kaynaklardan do¤al renk maddesi üreten mikroorganizmalar›n izolasyonu, tan›s› ve elde edilen pigmentlerin karakterizasyonu. GIDA (2013) 38 (4): 199-206. Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi... 34. Tan M, Gan D, Wei L, Pan Y, Tang S, Wang H. 2011. Isolation and characterization of pigment from Cinnamomum burmannii peel. Food Res Int, 44 (2011) 2289-2294. 44. Duygu Yalç›n D, Baykal T, Aç›kgöz ‹, Y›ld›z K. 2009. Fourier Transform Infrared (FT-IR) Spectroscopy for Biological Studies. G.U. J Sci, 22(3): 117-121. 35. Pappas CS, Takidelli C, Tsantili E, Tarantilis PA, Polissiou MG. 2011. Quantitative determination of anthocyanins in three sweet cherry varieties using diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy. J Food Compos Anal, 24 (2011) 17-21. 45. Santos C, Fraga ME, Kozakiewicz Z, Lima N. 2010. Fourier transform infrared as a powerful technique for the identification and characterization of filamentous fungi and yeasts. Res Microbiol, 161, 168-175. 36. Abu-Teir V, Abu-Taha M, Al-Jamal A, Eideh H. 2008. DNA Infrared Absorbency Detection using Photopyroelectric Technique and FTIR Spectroscopy. J Appl Biol Sci, 2 (3): 113-119, 2008 ISSN: 1307-1130. 37. Büschel M, Stadler C, Lambert C, Beck M, Daub J. 1999. Heterocyclic quinones as core units for redox switches: UV-vis/NIR, FTIR spectroelectrochemistry and DFT calculations on the vibrational and electronic structure of the radical anions. J Electroanal Chem, 484 (2000) 24-32. 46. Baflyi¤it K›l›ç G, Karahan AG. 2010. Fourier Dönüflümlü K›z›lötesi (FTIR) Spektroskopisi ve Laktik Asit Bakterilerinin Tan›s›nda Kullan›lmas›. GIDA, (2010) 35 (6): 445-452. 47. Preisner OE, Menezes JC, Guiomar R, Machado J, Lopes JA. 2012. Discrimination of Salmonella enterica serotypes by Fourier transform infrared spectroscopy. Food Res Int, 45 (2012) 1058-1064. 48. Helm D, Labischinski H, Schallehn G, Naumann D. 1991. Classification and identification of bacteria by Fourier-transform infrared spectroscopy. J Gen Microiol, (137)1: 69-79. 38. Meenakshi S, Umayaparvathi S, Arumugam M, Balasubramanian T. 2011. In vitro antioxidant properties and FTIR analysis of two seaweeds of Gulf of Mannar. Asian Pac J Tropical Biomed, (2012)S66-S70. 49. Samelis J, Bleicher A, Delbès-Paus C, Kakouri A, Neuhaus K, Montel MC. 2011. FTIR-based polyphasic identification of lactic acid bacteria isolated from traditional Greek Graviera cheese. Food Microbiol, 28 (2011) 76-83. 39. Chen X, Ru Y, Chen F, Wang X, Zhao X, Ao Q. 2013. FTIR spectroscopic characterization of soy proteins obtained through AOT reverse micelles. Food Hydrocoll, 31 (2013) 435-437. 50. Oust A, Møretrø T, Kirschner C, Narvhus JA, Kohler A. 2004. FT-IR spectroscopy for identification of closely related lactobacilli. J Microbiol Meth, 59, 149-162. 40. Saguer E, Alvarez PA, Sedman J, Ramaswamy HS, Ismail AA. 2009. Heat-induced gel formation of plasma proteins: New insights by FTIR 2D correlation spectroscopy. Food Hydrocoll, 23 (2009) 874-879. 51. Udelhoven T, Naumann D, Schmitt J. 2000. Develop-ment of a hierarchical classification system with artificial neural networks and FT-IR spectra for the identification of bacteria. Appl. Spectrosc, 54, 1471-1479. 41. Li Y, Kong D, Wu H. 2013. Analysis and evaluation of essential oil components of cinnamon barks using GC–MS and FTIR spectroscopy. Ind Crops Prod, 41 (2013) 269-278. 42. Versari A, Parpinello GP, Scazzina F, Del Rio D. 2010. Prediction of total antioxidant capacity of red wine by Fourier transform infrared spectroscopy. Food Control, 21 (2010) 786-789. 43. fiansal Ü, Somer G. 1999. Detection of H2O2 in food samples by FTIR. Food Chem, 65(1999) 259-261. 52. Rellini P, Roscini L, Fatichenti F, Morini P, Cardinali G. 2009. Direct spectroscopic (FTIR) detection of intraspecific binary contaminations in yeast cultures. FEMS Yeast Res, 9 (2009) 460467. 53. Winder CL, Gordon SV, Dale J, Hewinson RG, Goo-dacre R. 2006. Metabolic fingerprints of Mycobacterium bovis cluster with molecular type:implications for genotype–phenotypelinks. Microbiol, 152, 2757–2765. 241 GIDA (2014) 39 (4): 243-250 doi: 10.5505/gida.00719 GD13079 Derleme/Review SELÜLOZ ve SELÜLOZ TÜREVİ DİYET LİFLERİN ÖZELLİKLERİ ve FIRIN ÜRÜNLERİNDE KULLANIM İMKANLARI Sultan Arslan*, Mustafa Erbaş Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, G›da Mühendisli¤i Bölümü, Antalya Gelifl tarihi / Received: 18.12.2013 Düzeltilerek Gelifl tarihi / Received in revised form: 03.02.2014 Kabul tarihi / Accepted: 06.03.2014 Özet Diyet lifler iyi hali gelifltirici ve hastal›k oluflma riskini azalt›c› etkilerinden dolay› yayg›n olarak g›dalara katk›lanmaktad›r. Selüloz ve selüloz türevleri insan sindirim sisteminde sindirilmeden kal›n ba¤›rsa¤a geçerek yararl› etki gösterdiklerinden dolay› diyet lif olarak kabul edilmektedir. Selüloz ve selüloz türevi bileflikler, sa¤l›¤› iyilefltirici etkilerinin yan›nda f›r›n ürünlerinde teknolojik yönleri ile de yayg›n kullan›m imkan› bulmaktad›r. Selüloz ve selüloz türevleri, f›r›n ürünlerinin ifllenmesi s›ras›nda yap›daki di¤er makro moleküllerle interaksiyona girerek hamurun su tutma kapasitesini, hacmini ve stabilizasyonunu artt›rmaktad›r. Böylece bu polimerler, bir taraftan son ürünün tektürünü gelifltirirken di¤er bir taraftan ise ürünün raf ömrünü uzatmaktad›r. Ayr›ca diyet lif özelli¤i tafl›yan selüloz ve selüloz türevleri enerji de¤erini düflürerek toplum sa¤l›¤›n›n korunmas› amac›yla da f›r›n ürünlerine katk›lanmaktad›r. Bu makalede selüloz ve selüloz türevi bilefliklerin diyet lif özellikleri, sa¤l›¤› gelifltirici etkileri ve f›r›n ürünlerine kullan›m imkanlar› derlenmifltir. Anahtar kelimeler: Karboksimetilselüloz, hidroksipropilmetilselüloz, mikrokristalselüloz, selüloz, selüloz türevi, diyet lif THE PROPERTIES of CELLULOSE and DERIVATIVES DIETARY FIBERS and USEABILITY in BAKERY PRODUCTS Abstract Dietary fibers are commonly added in foods due to its decreasing effect of health risks. Cellulose and cellulose derivatives are accepted as dietary fiber because they resist in food process and are not digested in human gastrointestinal system. Cellulose and cellulose derivatives are prevalently used in bakery products with technological properties besides their health beneficial effects. These compounds interact with other macromolecules, which is in structure, during process of bakery product and they increase water absorption, volume and stability of dough by this way. So this polymers improve textural properties of final product thereby they extend the shelf life. Additionally, they are added in bakery products with aim of decreasing calorific value and protection of community health care. It was reviewed in this paper that dietary fiber properties, health improve effects and using possibilities of cellulose and cellulose derivatives in bakery products. Keywords: Carboxymethyl cellulose, hydroxypropylmethyl cellulose, microcrystalline cellulose, Cellulose, cellulose derivatives, dietary fiber *Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author; [email protected], ✆ (+90) 242 227 4333, (+90) 242 2274564 243 S. Arslan, M. Erbaş GİRİŞ Günümüzde artan sa¤l›k bilinci ile birlikte toplum, tüketilen g›dalar›n besleyici özelliklerinin yan›nda yaflam kalitesini artt›r›c› özelliklere de sahip olmas›na dikkat etmektedir. Bu nedenle g›da endüstrisi, sa¤l›¤a faydal› yeni fonksiyonel g›dalar›n üretimini desteklemektedir (1). Günlük diyet ile g›da formunda tüketilen, sentetik bileflen içermeyen, besleyici etkisinin yan›nda sa¤l›¤› ve iyi hali gelifltirici özelliklere sahip g›dalar, fonksiyonel g›dalar olarak tan›mlanmaktad›r (2-6). Bu grup g›dalar›n içerisinde önemli bir yere sahip olan diyet lifler ise, vücuda al›nd›klar›nda büyük bir ço¤unlu¤u sindirilmeden kal›n ba¤›rsa¤a geçen, probiyotik mikroorganizmalar taraf›ndan fermente edilebilen bileflikler olarak tan›mlanmaktad›r (3, 7-11). Diyet lif bileflenleri içerisinde en önemli grubu, selüloz ve selüloz türevleri oluflturmaktad›r. Selüloz, β-D-glukopiranozil yap›lar›n›n, glikozidik ba¤larla ba¤lanmas›yla oluflan ve bitki hücre duvarlar›n›n temelini oluflturan bir tür polisakkarittir. Selüloz polimerlerinin çeflitli kimyasallarla muamele edilerek yap›s›nda bulunan hidroksil ve hidrojenlerin metil, etil, karboksimetil ve asetil gruplar› ile yer de¤ifltirmesi ile modifiye selüloz olarak da bilinen türev selülozlar elde edilmektedir. Selüloz, suda çözünmeyen bir formda iken türevleri ise yap›lar›na eklenen elektronegatif gruplar nedeniyle suda çözünür özellik kazanmaktad›r (12). Bu bileflikler sa¤l›¤a faydal› diyet lif özelliklerinin yan› s›ra tekstür ve lezzet gelifltirme, fleker ve ya¤ ikamesi, ›s›l iflleme direnç kazand›rma, viskozite artt›rma, su ba¤lama, donma noktas›n› düflürme, kristal oluflumunu engelleme, ya¤ absorbsiyonunu azaltma gibi fizikokimyasal ve organoleptik özellikleri ile de g›da sanayinde kullan›lmaktad›rlar. Birçok ülkede kullan›mlar›, katk› maddesi say›lmay›p g›da ve g›da bilefleni olarak kabul edilmektedir (7, 9, 10, 13). Selüloz ve selüloz türevlerinin, bu tür diyet lif ve yap› gelifltirici özellikleri yayg›n olarak f›r›n ürünlerine katk›lanmalar›n› da sa¤lamaktad›r. miktar› ile do¤ada en çok bulunan karbonhidrat özelli¤indedir. Selülozun bitkilerde do¤al olarak bulunan ve sentez yoluyla üretilen dört formu bulunmaktad›r (12, 14-17). Selülozun yap›s›nda bulunan hidroksil gruplar› kendi aralar›nda zincir içi hidrojen ba¤lar› yaparak yap›y› daha kararl› bir hale getirmekte ve biyolojik degradasyona, asit hidrolizine ve mekanik zedelenmeye karfl› stabil bir özellik kazanmas›n› sa¤lamaktad›r. Odunsu dokularda selüloz polimeri ligninle birlikte kristal mikrofibriler formda bulunurken, bitkisel dokularda ise pektin ve proteinlerle birlikte bulunarak daha az lifli bir yap› oluflturmaktad›r. Yüksek molekül a¤›rl›¤a sahip olan selüloz, insanlarda selülaz enzimi üretilmedi¤inden sindirilememekte ve bu nedenle diyet lif özelli¤i göstermektedir. Selülozun absorbsiyon yetene¤i yüksek oldu¤undan kendi a¤›rl›¤›n›n birkaç kat› kadar su tutabilmektedir. Selüloz bu tür fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle g›da sanayinde k›vam verici, topaklanmay› engelleyici ve viskozite artt›r›c› özellikleri ile yayg›n kullan›m imkan› bulmaktad›r (16-19). SELÜLOZ TÜREVLERİ Selüloz polimerinin çeflitli kimyasal ajanlarla muamele edilmesi ve yap›s›ndaki hidroksil gruplar›n›n reaksiyona girmesiyle selüloz eterleri veya selüloz esterleri üretilebilmektedir. G›da sanayinde en çok kullan›lan selüloz türevleri ise eter grubudur. Türevlendirme iflleminde ilk aflamada, selüloz kayna¤› amaca yönelik olarak asit veya alkali çözeltiler ile muamele edilir. Eterlefltirici ajan olarak ise genellikle etilen oksit ve propilen oksit kullan›lmaktad›r (20). Kimyasal olarak modifiye edilmifl selüloz türevleri, proses aflamas›nda güvenilir ve fonksiyonel olmalar› aç›s›ndan farmakoloji ve g›da alan›nda kaplama ve membran materyali olarak, emülsifiyer, stabilizatör ve viskozite artt›r›c› ajan olarak yayg›n kullan›lmaktad›r. Ayr›ca diyet lif özelliklerinden dolay› düflük kalorili diyet g›dalar›n üretiminde de katk› maddesi olarak kullan›labilmektedir (21, 22). SELÜLOZ POLİMERİNİN ÖZELLİKLERİ Selüloz, D-glikopiranoz birimlerinin β-1-4 ba¤lar› ile ba¤lanmas› ile oluflan düz zincir fleklinde suda çözünmeyen bir polimerdir. Bitkilerin hücre duvar›n› oluflturan selüloz, y›ll›k 1010-1011 ton sentez 244 Karboksimetilselüloz ve Metilselüloz Karboksimetilselüloz (CMC), alkali selüloz polimerinin monokloroasetik asit sodyum tuzu ile muamele edilmesi sonucu üretilmektedir. Selüloz ve Selüloz Türevi Diyet liflerinin Özellikleri... Selüloz gam› olarak da adland›r›lan ve ticari olarak önemli bir stabilizatör olan karboksimetilselüloz, suda çözünür özelli¤inden dolay› her alanda farkl› amaçlarla kullan›lmaktad›r. CMC; dondurulmufl ürünlerde küçük buz kristalleri oluflturma, krema, puding ve haz›r çorba gibi g›dalarda serum ayr›lmas›n› engelleme, f›r›n ürünlerinde hacim art›fl› sa¤lama ve bayatlamay› geciktirme ve dondurmada stabilizatör özellikleri ile kullan›lmaktad›r (15, 23, 24). Metilselüloz (MC) ise selüloz polimerlerinin metil klorür ile muamele edilmesi ile üretilen suda çözünebilen, renksiz, kokusuz ve stabil bir selüloz türevidir. G›da sanayinde CMC gibi benzer özellikleri nedeniyle katk› maddesi olarak kullan›lmaktad›r (18). Hidroksipropilselüloz ve Hidroksipropilmetilselüloz Hidroksipropilselüloz (HPC) ve hidroksipropilmetilselüloz (HPMC), sodyum hidroksit ile muamele edilen alkali selüloza metil klorit ve propilen oksit ilave edilerek yap›s›nda bulunan hidroksil gruplar›n›n metil ve hidroksipropil gruplar› ile yer de¤ifltirmesi sonucu elde edilmektedir. HPC ve HPMC tats›z, kokusuz, fibröz veya granüler yap›l› bir selüloz türevidir (25). HPC ve HPMC suda çözünebilmekte ve s›cakl›k art›fl› ile jel yapma kapasitesi kazanmaktad›r. Yap› içerisinde bulunan metil ve propil gruplar› selüloz zincirinin kendi aras›nda interaksiyona girmesini engellemekte olup eter gruplar› ise yüzey aktif özellikte özellik kazand›rmaktad›r. Bu durum emülsiyon ve köpük yap›daki fazlar›n yap›s›n›n stabilizasyonunu sa¤lamaktad›r (18). HPMC g›da endüstrisinde emülsifiyer, film tabakas›, koruyucu kolloid, stabilizatör ve kal›nlaflt›r›c› ajan olarak kullan›labilmektedir. G›da katk› maddesi olarak kullan›m› ise FDA (Food and Drug Administration) ve JECFA (The Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives) taraf›ndan onaylanm›flt›r (25). Mikrokristalselüloz Mikrokristalselüloz (MCC), g›dalara diyet lif içeri¤inin zenginlefltirilmesi için ilave edilen bir selüloz türevi katk› maddesidir. MCC, selülozun yüksek s›cakl›k alt›nda mineral tuzlarla muamele edilmesiyle elde edilmektedir. MCC’nin kristal yap› özellikleri, uygulanan depolimerizasyon aflamas›yla do¤rudan iliflkilidir (18, 24). Mikrokristalselülozun toz formu tat ve koku tutucu olarak kullan›l›rken, kolloidal formu ise köpük ve emülsiyonlar› stabilize etmek, pektin ve niflasta jellerini ›s›ya dayan›kl› hale getirmek, meyve suyu ve düflük ya¤ içerikli g›da üretiminde tekstür ve viskozite özelliklerini gelifltirmek ve buz kristallerinin büyümesini kontrol alt›na almak amac›yla kullan›lmaktad›r. Ayr›ca MCC, yüksek bas›nç alt›nda stabil fiziksel özellikleri nedeniyle günümüzde bas›nç gerektiren proseslerde de yayg›n kullan›m imkan› bulmaktad›r (18, 24, 26). SELÜLOZ ve SELÜLOZ TÜREVİ DİYET LİFLERİN PREBİYOTİK ÖZELLİKLERİ Prebiyotik bileflenler, vücuda al›nd›klar›nda büyük bir ço¤unlu¤u sindirilmeden kal›n ba¤›rsa¤a geçen, sindirim sisteminde geliflip konukçusunun sa¤l›¤›na faydal› etkileri olan, probiyotik mikroorganizmalar taraf›ndan fermente edilebilen ve seçici olarak bu mikroorganizmalar›n geliflimini destekleyen bileflikler olarak tan›mlanmaktad›r (3, 7-11). Yap›lan araflt›rmalar sonucunda bir bilefli¤in prebiyotik olarak kabul edilebilmesi için baz› kriterler belirlenmifltir. Buna göre prebiyotik bileflenler; g›da iflleme prosesinde yüksek s›cakl›k ve bas›nç gibi koflullarda kimyasal özelliklerini koruyabilme, mide asitli¤ine ve ince ba¤›rsaktan emilime direnç gösterebilme, sindirim sistemi floras› taraf›ndan fermente edilebilme ve bu probiyotik mikroorganizmalar›n geliflimini patojenlere göre daha seçici olarak teflvik edebilme gibi özelliklere sahip olmal›d›r (3, 7, 9, 11, 27). Selüloz ve baz› selüloz türevleri, insan gastrointestinal sisteminde sindirilemedikleri, ekstrem ortam koflullar›nda stabil kalabildikleri ve baz› selüloz türevlerinin suda çözünerek probiyotik mikroorganizmalarca fermente edilebilmesinden dolay› prebiyotik bileflen grubunda de¤erlendirilebilmektedir (22). Bu bileflikler, yüksek su tutma kapasitesi, çözünebilirlik, viskozite gibi fiziksel ve düflük glisemik indeks de¤eri ve gastrointestinal sistemin düzenlenmesini sa¤lama gibi fonksiyonel özellikleri ile günlük diyette gerekli olan bilefliklerdir (28). Günümüzde glisemik indeks de¤eri 55’den düflük olan diyet lifçe zengin g›dalar tavsiye edilmektedir (29). Ancak g›dalarda do¤al olarak bulunan diyet lif miktar› ileri rafinasyon ve iflleme aflamalar›nda giderek azalmaktad›r. Diyet lifçe 245 S. Arslan, M. Erbaş fakir haz›r g›dalarla beslenen geliflmifl toplumlarda medeniyet hastal›klar› olarak s›n›fland›r›lan fleker, koroner hastal›klar, kolon kanseri ve obezite gibi rahats›zl›klar s›kça görülmektedir. Dünyada her y›l 8-14 milyon kiflinin diyabet, kanser ve kalp-damar ve kronik solunum yolu rahats›zl›klar› gibi hastal›klar nedeniyle kaybedildi¤i bildirilmektedir. Yap›lan tahminlere göre 2009 y›l› verilerine göre 285 milyon olan diyabetli hasta say›s›n›n 2030 y›l›nda 438 milyona ve 2005 y›l›nda 12 milyon olan kanserli hasta say›s›n›n ise 2030 y›l›nda 24 milyona ulaflaca¤› bildirilmektedir. Yine önümüzdeki yirmi y›l içerisinde dünya nüfusunun %23-45’inin obezite sorunuyla karfl› karfl›ya kalabilece¤i bildirilmektedir. Yap›lan çal›flmalar bu tür hastal›klar›n oluflum riskinin yaln›zca sa¤l›kl› yaflam tarz› de¤ifliklikleri ile %44-58 oran›nda azalt›labilece¤ini ortaya koymaktad›r (30, 31). Elde edilen bu veriler dikkate al›nacak olursa diyet lif aç›s›ndan zenginlefltirilmifl yeni g›dalar›n üretimi, toplum beslenmesi ve sa¤l›¤› aç›s›ndan önemli bir yer tutmaktad›r. DİYET LİFLERİN SAĞLIK ÜZERİNE ETKİLERİ Diyet liflerin sa¤l›k üzerine faydal› etkileri birçok kuramsal ve deneysel çal›flma ile ortaya konulmufltur. Diyet liflerin sa¤l›¤a faydal› etkileri genellikle kal›n ba¤›rsakta laksatif etki, seyreltme ve absorbsiyon mekanizmalar› ile gerçekleflmektedir. Bu mekanizmalar; intestinal mikrofloran›n geliflimini destekleme, besinleri seyreltme, su tutma, fekal at›k hacimini artt›rarak ba¤›rsak aktivitesini sa¤lama, yavafl absorbsiyon ile kanda monosakkarit ve trigliserit dalgalanmalar›n› önleme, kalsiyum absorbsiyonunu artt›rma, safra tuzlar›n›n kolonda kalma süresini azaltma, kolesterolü ve kolon kanseri oluflum riskini düflürme gibi etkiler göstermektedir (16, 25, 28, 29, 32-37). Beslenme ile al›nan diyet liflerin fermentasyonu ile ortaya ç›kan asetat, propiyonat ve bütirat gibi k›sa zincirli ya¤ asitleri de kanser hücrelerini inhibe edici etki göstermektedirler. Kolonda üretilen bu tür k›sa zincirli ya¤ asitleri kolon mukozas›n›n temel enerji kayna¤›n› oluflturmakta ve hücre ço¤almas›n› destekleyerek mukus üretimini ve mukoza kan ak›fl›n› sa¤lamaktad›r. Yap›lan bir çal›flmada deney fareleri %0, 10 ve 20 oran›nda selüloz içeren diyet ile beslenmifl ve 4 hafta sonunda selüloz içerikli diyet ile beslenen 246 deneklerin mukus miktar›n›n kontrol grubuna göre önemli derecede yüksek oldu¤u tespit edilmifltir (38). HPMC tüketiminin artt›r›lmas› ile y›pranm›fl sindirim sistemi hücrelerinin kendini yenileme oranlar›n›n artt›¤› bildirilmifltir (25). Ayr›ca diyet liflerin kal›n ba¤›rsakta laksatif etki yaratmas›ndan dolay› karsinojenik ve mutajenik toksinlerin metabolizmada kalma süreleri de azalmakta ve yüksek su tutma kapasitesi ile bu zararl› bilefliklerin seyrelmesini sa¤layarak kolon kanserine karfl› koruyucu bir etki göstermektedir. Ayr›ca FDA’da, diyet liflerin kanser oluflum riskini azaltt›¤›n› onaylam›flt›r (9, 28, 36, 37, 39, 40). Diyet liflerin yavafl absorbsiyon sa¤lama özellikleri de kanda trigliserit ve glikoz oran›n› azaltma gibi fizyolojik etkilere sahiptir. Yap›lan bir model çal›flmada CMC varl›¤›n›n yüzeyde biriken çok tabakal› kolesterol moleküllerini azaltmada k›smen baflar›l› oldu¤u tespit edilmifltir (42). Bir baflka çal›flmada 29 hafta süresince %4-14 oran›nda lif içeren diyet ile beslenen deney hayvanlar›n›n vücut a¤›rl›klar›nda art›fl gözlenmemifl olup deney hayvanlar›n›n kan örneklerindeki kolesterol ve yüksek yo¤unluklu lipoproteinlerde önemli bir azalma tespit edilmifltir (41). Yap›lan baflka bir çal›flmada ise günlük 10g HPMC tüketiminin kolondan glikoz emilimini geciktirebilece¤i ve böylece glisemik indeks de¤erini dengeleyerek diyabeti önleyebilece¤i de bildirilmektedir (25). Diyet liflerin bir baflka sa¤l›¤a faydal› etkileri ise vücut kitle indeksini azaltmalar›d›r. Bu etkilerini, kolon içerisinde hacim art›fl› nedeniyle lipaz-lipit interaksiyonunu engelleme yoluyla gerçeklefltirmekte olup karbonhidrat ve lipit metabolizmas›nda yer alan, triaçilgliserol lipaz, asetil-CoA karboksilaz gibi hormon ve enzimleri etkileyerek de bu bilefliklerin emilimini ve sentezini azaltmaktad›r. Yap›lan bir çal›flmada günlük 5g diyet lif al›m›n›n lipit sentezinde rol olan ve sentez h›z›n› düzenleyen Asetil-CoA karboksilaz enzimininin aktivatörü olan AMP-kinaz›n fosforilasyonunu sa¤layarak inhibisyonu artt›rd›¤› tespit edilmifltir. Ayr›ca 74 bin kad›n üzerinde 12 y›l boyunca yap›lan bir çal›flmada diyet lif al›m›n›n obezite sorununu %49 oran›nda azaltt›¤› da bildirilmifltir (36). Diyet liflerin tüm bu olumlu etkilerini yan›nda fazla al›nmas› halinde kar›nda fliflkinlik ve a¤r›, fitik asit konsantrasyonun artmas›ndan dolay› mineral absorbsiyonunda güçlük, esansiyel amino asit ve ya¤ asitlerinin emiliminde azalma gibi olumsuz yönleri de göz ard› edilmemelidir. Selüloz ve Selüloz Türevi Diyet liflerinin Özellikleri... SELÜLOZ ve SELÜLOZ TÜREVİ DİYET LİFLERİNİN FIRIN ÜRÜNLERİNDE KULLANIM İMKNLARI Dünyada ekilebilir alanlar›n›n %73’ünde tar›m› yap›lan tah›llar, tek bafl›na günlük g›da ihtiyac›n›n %60’›n› ve diyet lif ihtiyac›n›n ise %50’sini karfl›lamaktad›r. Günümüzde selüloz ve selüloz türevleri ile zenginlefltirilmifl birçok g›da bulunmakla birlikte bunlar›n aras›nda f›r›n ürünleri en çok tercih edilenlerini oluflturmaktad›r. Diyet lif miktar› k›zartma ve piflirme gibi ifllem proseslerinde degradasyona u¤rayarak azalmakta olup eksikli¤inin giderilmesi için de f›r›n ürünlerine ilave edilmektedir (16, 23, 32, 33, 35). Farkl› kaynaklardan elde edilen diyet lifler, enerji de¤erini düflürerek toplum sa¤l›¤›n›n korunmas› ve tekstürel özelliklerin iyilefltirilmesi amac›yla f›r›n ürünlerine katk›lanmaktad›r. Yüksek lif içerikli olarak s›n›fland›r›lan (>6g/100g) g›dalar, katk›s›z g›dalara oranla %8-20 daha az enerji sa¤lamaktad›r. Yap›lan bir çal›flmada CMC ve fruktooligosakkaritin birlikte kullan›m› ile üretilen ekmeklerin niflasta emiliminin, kontrol örne¤ine göre daha az oldu¤u ve %20 oran›nda daha az enerji sa¤lad›¤› tespit edilmifltir (29). Birçok çal›flmada selüloz ve selüloz türevlerince yap›lan katk›laman›n f›r›n ürünlerinin su tutma kapasitesini artt›rarak piflme ve tekstür özelliklerini iyilefltirdi¤i bildirilmektedir. F›r›n ürünlerine eklenen bu polimerler protein ve niflasta gibi makromolekülerle interaksiyonlara girerek hamurun reolojik ve viskozimetrik özellikleriyle kar›flma ve yo¤urma kalitesini artt›rmaktad›r (33, 40). Yap›lan bir çal›flmada eriflte hamuruna %0, 5, 10, 15 ve 20 artan oranlar›nda bu¤day ve yulaf kepe¤i ilave edilmifl ve hamurun fiziksel özellikleri takip edilmifltir. Artan oranlarda ilave edilen kepek ilavesinin hamurun farinografta su tutma de¤erlerini yükseltti¤i ve ya¤ absorbsiyonu de¤erlerini azaltt›¤› tespit edilmifltir (43). Baflka bir çal›flmada ise ekmeklik una %10-40 aras›nda diyet lifçe zengin olan arpa ununun artan ilave oranlar›nda örneklerin penetrometre de¤erini yükseltti¤i, renk de¤eri ve lif içeri¤ini artt›rd›¤› tespit edilmifltir (44). Mckee ve Lanter (2000) taraf›ndan yap›lan bir araflt›rmada ekmek hamuruna artan oranlarda m›s›r kepe¤i ilavesinin su tutma kapasitesini artt›rd›¤› ve ekmeklerin organoleptik ve raf ömrü özelliklerini olumlu etkiledi¤i tespit edilmifltir. Bir baflka çal›flmada ise dondurulmufl hamur üretiminde yap›lan CMC ilavesinin, unun su tutma kapasitesini artt›rd›¤› ve farinografik ve miksografik özelliklerini iyilefltirerek raf ömrünü artt›rd›¤› tespit edilmifltir (23, 25). Sindirilemeyen ve diyet lif olarak kabul edilen HPC, HPMC ve MC hamur yo¤urma aflamas›nda viskozite ve piflirme s›ras›nda jel oluflumunu artt›r›c› etkilerinden dolay› f›r›n ürünlerine katk›lanmaktad›r. Yap›lan bir araflt›rmada HPMC ilavesinin ekmek hacmini artt›rd›¤›, hamur stabilizasyonunu sa¤lad›¤› ve uzun proses sürecinde kullan›m›n›n hamurun yap›sal özelliklerini korudu¤u için faydal› olaca¤› bildirilmifltir (45, 46). Selüloz türevi bileflikler glutensiz ekmek üretiminde viskoelastik yap›n›n sa¤lanmas› amac›yla da yayg›n olarak kullan›lmaktad›r (47- 49). Yap›lan bir glutensiz ekmek üretimi çal›flmas›nda, una ilave edilen metilselülozun tekstürü iyilefltirdi¤i ve hamurda oluflan da¤›lmay› engelledi¤i tespit edilmifltir (50). Ayr›ca CMC, MC ve HPMC kullan›m›n›n k›zartma yöntemiyle üretilen f›r›n ürünlerinin ya¤ absorbsiyonunu azaltt›¤› da tespit edilmifltir (13, 51, 52). F›r›n ürünlerini selüloz ve selüloz türevleri diyet liflerce zenginlefltirmenin tüm bu olumlu etkilerinin yan›nda, bir tak›m olumsuz etkilerinin bulundu¤u da bildirilmektedir. Selüloz türevi bilefliklerin yüksek su tutuma özelli¤i, gevrek f›r›n ürünlerinin üretiminde yumuflak bir tekstür sa¤lad›¤› için genellikle tercih edilmemektedir (13). Ayr›ca artan diyet lif miktar› hamurun uzama kabiliyetini azalt›rken parlak son ürün renginin de kaybolmas›na neden olmaktad›r (53-56). Ayn› zamanda kepekte zengin olarak bulunan ve mineral emilimini azalt›c› etki gösteren fitik asitte diyet lifçe zenginlefltirme sonucu son ürünün yap›s›nda fazla miktarda bulunmaktad›r. SONUÇ Günümüzde afl›r› ifllenmifl g›da tüketiminin artmas›yla birlikte kalp damar rahats›zl›klar› ve obezite gibi medeniyet hastal›klar›n›n görülme oran› da artm›flt›r. Bu tür hastal›klar›n önlenmesinde önemli bir yere sahip olan ve do¤al halde g›dalarda bulunan selüloz gibi diyet lif özellikli bileflenler, g›dalar›n ifllenmesi s›ras›nda hammadden bafllayarak azalmakta ve son üründe oldukça iz miktarda kalmaktad›r. Bu nedenle bu tür diyet liflerce g›dalar›n katk›lanmas› önem kazanmaktad›r. Tah›l ve tah›l ürünleri ekonomik, kolay bulunabilir 247 S. Arslan, M. Erbaş ve çok miktarda tüketilen bir hammadde olarak diyet liflerce zenginlefltirilebilecek en elveriflli kaynakt›r. Yap›lan çal›flmalarda selüloz ve selüloz türevlerince katk›lama iflleminin, f›r›n ürünlerinin kalite ve teknolojik özelliklerini artt›rd›¤› bildirilmifltir. Ayr›ca bu bileflenlerce katk›lama f›r›n ürünlerinin kalori de¤erini düflürmesi ve doygunluk hissini artt›rmas› nedenleriyle de toplum sa¤l›¤›n›n korunmas› ve gelifltirilmesinde son derece önemlidir. 11. Laparra JM, Sanz Y. 2010. Interactions of gut microbiota with functional food components and nutraceuticals. Pharm Res, 61(3), 219-225. KAYNAKLAR 14. Ako¤lu A, Karahan AG, Çakmakç› ML, Çak›r ‹. 2010. Bakteriyel Selülozun Özellikleri Ve G›da Sanayisinde Kullan›m› GIDA 35:127-134. 1. Perez CD, Denobili MD, Rizzo SA, Gerschenson LN, Descalzo AM, Rojas AM. 2012. High methoxyl pectin-methyl cellulose films with antioxidant activity at a functional food ›nterface. J Food Eng, 116(1), 162-169 2. Hardy G. 2000. Nutraceuticals and functional foods: Introduction and meaning. Func Foods, 16, 688-697. 3. Roberfroid M. 2007. Prebiotics: The concept revisited. J Nutr, 137, 830-837. 13. Primo-Martin C, Sanz T, Steringa DW, Salvador A, Fiszman SM, Van Vliet T. 2010. Performance of cellulose derivatives in deep-fried battered snacks oil barrier and crispy properties. Food Hydrocoll, 24(8), 702-708. 15. Ibrahim AA, Adel AM, Abd El-Wahab ZH, Al-Shemy MT. 2011. Utilization of carboxymethyl cellulose based on bean hulls as chelating agent: synthesis, characterization and biological activity. Carbohydr Polym, 83, 94-115. 16. Dhingra D, Michael M, Rajput H, Patil RT. 2012. Dietary fibre in foods: a Review. J Food Sci Technol, 49, 255-66. 4. Anon 2004. Position of The American Dietetic Association: Functional Foods J Am Diet Assoc 104: 814-822. 17. Lavoine N, Desloges I, Dufresne A, Bras J. 2012. Microfibrilated cellulose ›ts barrier properties and applications ›n celulosic materials: a review. Carbonhydr Polym, 90, 735-764. 5. Noonan WP, Noonan C. 2004. Legal requirements for functional food claims. Toxicol Letter, 150, 19-24. 18. Saldaml› ‹. 2005. G›da Kimyas›. Hacettepe üniversitesi Yay›nlar›, Ankara, 106 p. 6. Stanson C, Ross RP, Fitzgerald GF, Sinderen D. 2005. Fermented functional foods based on probiotics and their biogenic metabolites. Curr Opinions Biotechnol, 16, 1-6. 7. Wang YC, Yu RC, Chou CC. 2002. Growth and survival of bifidobacteria and lactic acid bacteria during the fermentation and storage of cultured soymilk drinks. Food Microbiol, 19, 501-508. 8. Cashman K. 2003. Prebiotics and calcium bioavailability. Curr Isr Intest Microbiol, 4, 21-32. 9. Venter CS. 2006. Prebiotics for the ›mprovement of human health. Hum Ecol, 14, 1-6. 10. Lee, YK, Salminen, S. 2009. Handbook of Probiotics and Prebiotics. 2nd Edition, A John Wiley and Sons Inc. Publication, Canada, 115 p. 248 12. Chauvelon G, Buleon A, Thibault JF, Saulnier L. 2003. Preparation of sulfoacetate derivatives of cellulose by direct esterification. Carbohydr Res, 338, 743-750. 19. Chen X, Jie Y, Zhang Z, Lu C. 2011. Study on structure and thermal stability properties of cellulose fibers from rice. Straw Carbohydr Polym, 85, 245-50. 20. K›rc› H, Atefl S, Akgül M. 2001. Selüloz Türevleri ve Kullan›m Yerleri. Fen Mühendislik Dergisi 4: 119-30. 21. Nilsson S, Sundelof LO, Porsch B. 1995. On the characterization principles of some technically important water soluble non-ionic cellulose derivatives. Carbohydr Polym, 28, 265-75. 22. Espinoza-Herrera N, Pedroza-Islas R, San Martin-Martinez E, Cruz-Orea A, Tomas SA. 2011. Thermal, mechanical and microstructures properties of cellulose derivatives films: a comparative study. Food Biophys, 6(1), 106-114. Selüloz ve Selüloz Türevi Diyet liflerinin Özellikleri... 23. Asghar A, Anjum FM, Butt MS, Tariq MW, Hussain S. 2007. Rheological and storage effect of hydrophillic gums on the quality of frozen dough pizza. Food Sci Technol Res, 13, 96-102. 24. Schuh V, Allard K, Herrmann K, Gibis M, Kohlus R, Weiss J. 2013. Impact of carboxymethyl cellulose (CMC) and microcrystalline cellulose (MCC) on functional characteristics of emulsified sausages. Meat Sci, 93(2), 240-247. 25. Burdock GA. 2007. Safety assessment of hydroxypropyl methylcellulose as a food ingredient. Food Chem Toxicol, 45, 2341-51. 26. Rojas J, Kumar V. 2012. Effect of polymorphic form on the functional properties of cellulose: a comparative study. Carbohydr Polym, 87, 2223-30. 27. Manning TS, Gibson GR. 2004. Prebiotics. Best Pract Res Clin Gastroenterol, 18, 287-298. 28. Meier RF. 2009. Basics in clinical nutrition: fibre and short chain fatty acids. Eur J Clin Nutr Metab, 4, 69-71. 29. Angioloni A, Collar C. 2011. Physicochemical and nutritional properties of reduced-caloric density high-fibre breads. Lwt-Food Sci Technol, 44(3), 747-758. 30. Anon 2009. Türkiye’de Kanser Kontrolü. Sa¤l›k Bakanl›¤› Kanserle Savafl Dairesi Baflkanl›¤›, Ankara. 31. Anon 2011. Türkiye Diyabet Önleme ve Kontrol Program›. Eylem Plan› (2011-2014). Sa¤l›k Bakanl›¤› Temel Sa¤l›k Hizmetleri Genel Müdürlü¤ü, Ankara. 32. Mckee LH, Latner TA. 2000. Underutilized sources of dietary fiber: a review. Plant Foods Hum Nutr, 55, 285-304. 33. Rosell CM, Santos E, Collar C. 2009. Physico-chemical properties of commercial fibres from different sources: a comparative approach. Food Res Int, 42, 176-84. 34. Mann JI, Cummings JH. 2009. Possible implications for health of the different definitions of dietary fibre. Nutr Metab Cardiovasc Dis, 19, 226-29. 35. Gupta S, Abu-Ghannam N. 2012. Probiotic fermentation of plant based products: possibilities and opportunities. Crit Rev Food Sci Nutr, 52, 183-99. 36. Kaczmarczyk mm, miller mj, freund gg. 2012. The health benefits of dietary fiber: beyond the usual suspects of type 2 diabetes mellitus, cardiovascular disease and colon cancer. Metab Clin Exp, 61, 1058-66. 37. Paturi G, Butts CA, Monro JA, Hedderley D, Stoklosinski H, Roy NC, Ansell J. 2012. Evaluation of gastrointestinal transit ›n rats fed dietary fibres differing ›n their susceptibility to large ›ntestine fermentation. J Funct Foods, 4, 107-15. 38. Satchithanandam S, Klurfeld DM, Calvert RJ, Cassidy MM. 1996. Effects of dietary fibers on gastrointestinal mucin in rats. Nutr Res, 16, 1163-77. 39. Alm L. 2009. Probiotics and Human Health Akademik G›da 7 (5): 6-25. 40. Elleuch, M., Bedigian D, Roiseux O, Besbes S, Blecker C, Attia H. 2011. Dietary fibre and fibre-rich by-products of food processing: characterisation, technological functionality and commercial applications: a review. Food Chem, 124(2), 411-421. 41. Mongeau R, Brassard R, Malcolm S, Shah BG. 1991. Effect of dietary cereal brans on body-weight and blood-lipids ›n a long-term rat experiment. Cereal Chem, 68, 448-53. 42. Uskokovic V. 2008. Composites comprising cholesterol and carboxymethyl cellulose. Colloid Surface Biointerface, 61, 250-61. 43. Sudha ML, Rajeswari G, Rao GV. 2012. Effect of wheat and oat brans on the dough rheological and quality characteristics of ›nstant vermicelli. J Texture Stud, 43, 195-202. 44. Basman A, Koksel H. 1999. Properties And Composition Of Turkish Flat Bread (Bazlama) Supplemented With Barley Flour and Wheat Bran. Cereal Chem, 76, 506-11. 45. Majzoobi M, Farahnaky A, Ostovan R. 2007. Effects of microcrystalline cellulose and hydroxypropylmethyl cellulose on the properties of dough and flat bread. Iran Agric Res, 25(1), 87-98. 46. Turowski M, Deshmukh B, Harfmann R, Conklin J, Lynch S. 2007. A method for determination of soluble dietary fiber in methylcellulose and hydroxypropyl methylcellulose food gums. J Food Compos Anal, 20(5), 420-429. 249 S. Arslan, M. Erbaş 47. Onyango C, Unbehend G, Lindhauer MG. 2009. Effect of cellulose-derivatives and emulsifiers on creep-recovery and crumb properties of gluten-free bread prepared from sorghum and gelatinised cassava starch. Food Res Int, 42(8), 949-955. 48. Mohammadi M, Sadeghnia N, Azizi MH, Neyestani TR, Mortazavian AM. 2013. Development of gluten-free flat bread using hydrocolloids: Xanthan and CMC. J Ind Eng Chem, http://dx. doi.org/10.1016/j.jiec.2013.08.035 49. Mariotti M, Pagani MA, Lucisano M. 2013. The role of buckwheat and HPMC on the breadmaking properties of some commercial gluten-free bread mixtures. Food Hydrocoll, 30(1), 393-400. 50. Toufeili I, Dagher S, Shadarevian S, Noureddine A, Sarakbi M, Farran MT. 1994. Formulation of gluten-free pocket-type flat breads - optimization of methylcellulose, gum-arabic, and egg-albumin levels by response-surface methodology. Cereal Chem, 6, 594-601. 51. Rimac-Brncic S, Lelas V, Rade D, Simundic B. 2004. Decreasing of oil absorption in potato strips during deep fat frying. J Food Eng, 64(2), 237-241. 250 52. Salvador A, Hough G, Fiszman SM. 2005. Acceptability of batter-coated squid rings prepared without industrial pre-frying. Eur Food Res Technol, 221(1-2), 36-40. 53. Sudha ML, Vetrimani R, Leelavathi K. 2007. Influence of fibre from different cereals on the rheological characteristics of wheat flour dough and on biscuit quality. Food Chem, 100(4), 13651370. 54. Chillo S, Laverse J, Falcone PM, Protopapa A, Del Nobile MA. 2008. Influence of the addition of buckwheat flour and durum wheat bran on spaghetti quality. J Cereal Sci, 47(2), 144-152. 55. Barros F, Alviola JN. Rooney LW. 2010. Comparison of quality of refined and whole wheat tortillas. J Cereal Sci, 51(1), 50-56. 56. Foschia M, Peressini D, Sensidoni A. Brennan CS. 2013. The effects of dietary fibre addition on the quality of common cereal products. J Cereal Sci, 58(2), 216-227. GIDA (2014) 39 (4): 251-258 doi: 10.5505/gida.35744 GD13080-35744 Derleme/Review ET KALİTESİNİ BELİRLEMEDE YENİ TEKNİKLER Ceyda Söbeli*, Semra Kayaardı Celal Bayar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi G›da Mühendisli¤i Bölümü, Manisa Gelifl tarihi / Received: 23.12.2013 Düzeltilerek Gelifl tarihi / Received in revised form: 20.02.2014 Kabul tarihi / Accepted: 05.04.2014 Özet Ülkemizde kalite kavram› et sanayisi aç›s›ndan gittikçe önem kazanmaya bafllayan bir faktör durumundad›r. Et ve et ürünlerinde kalitenin belirlenmesi amac›yla y›llard›r birçok teknik kullan›lmaktad›r. Et kalitesinin belirlenmesinde her ne kadar geleneksel yöntemler önemli bir rol oynasa da son zamanlarda geleneksel kalite belirleme tekniklerine alternatif olarak ultrason gibi mekanik sistemler, nükleer manyetik rezonans (NMR), yak›n k›z›lötesi spektroskopisi (NIR) gibi spektroskopik teknikler ve daha pek çok yeni moleküler biyolojik ve immünolojik teknikler de kullan›lmaya bafllanm›flt›r. Bu yöntemler etin bileflen özelliklerini do¤rudan ölçebilmekle birlikte bir ya da birden çok ölçüm ve et bileflenleri aras›ndaki çeflitli korelasyonlar kullan›larak dolayl› olarak da ölçüm sa¤lanabilmektedir. Bu derlemede et kalitesini belirlemede kullan›lan yeni teknikler ve kullan›m alanlar› irdelenmeye çal›fl›lm›flt›r. Anahtar kelimeler: Et, kalite, yeni teknikler NEW TECHNIQUES FOR PREDICTING MEAT QUALITY Abstract Quality concept is becoming an important factor for meat industry in our country. Several techniques have been used to determine the quality of meat and meat products for many years. Although traditional methods play an important role for determination of meat quality, mechanical methods such as ultrasound, spectroscopic methods such as nuclear magnetic resonance (NMR) and near-infrared spectroscopy (NIR), and several new molecular biological and immunological techniques have been applied alternatively. These methods can either measure meat component properties directly, or calculate them indirectly by using obvious correlations between one or several measurements and meat component properties. In this article, these new techniques and their applications were reviewed. Keywords: Meat, quality, new techniques *Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author; [email protected], ✆ (+90) 236 201 2270, (+90) 236 241 2143 251 C. Söbeli, S. Kayaardı GİRİŞ Kalite, bir ürün veya hizmetin beklenilen veya olabilecek ihtiyaçlar› karfl›lama eflde¤erlili¤ine dayanan özelliklerin toplam›d›r. Bir üründe ne kadar çok özellik ölçülebilirse, o ürünün kalitesi hakk›nda o kadar çok bilgi edinilmifl olur (1). Tüketilecek etlerin kalitesi ise, duyusal özellikler yan› s›ra, fiziksel, kimyasal ve hijyenik özellikleri de kapsamaktad›r (2). Et kalitesi lezzetlili¤inden teknolojik yönüne güvenli¤ine kadar çeflitli yollarla tan›mlanabilir. Et kalitesinin tan›m› genel olarak "ette tüketici taraf›ndan de¤erlendirilen ve aran›lan özelliklerin ölçümüdür" fleklinde yap›labilir. Hoffman (1990) et kalitesini, "etin duyusal, besleyici, hijyenik ve teknolojik özellikleri gibi tüm faktörlerin toplam›" olarak tan›mlam›flt›r (3). Geleneksel olarak, "et kalitesi" terimi etin yeme, ileri iflleme ve perakende sat›fl›n› da içerecek flekilde depolamaya uygunlu¤u için gerekli olan yap›sal özelliklerini kapsamaktad›r. ‹lgili ana nitelikler güvenilirlik, besleyici de¤er, lezzet, tekstür, su tutma kapasitesi, renk, ya¤ içeri¤i, ya¤ kompozisyonu, oksidatif stabilite ve tekdüzeliktir (4). Son y›llarda, özellikle t›p alan›nda gelifltirilmifl çeflitli yeni teknikler et kalitesini belirlemek amac›yla da kullan›lmaya bafllanm›flt›r. Bu teknolojilerden baz›lar› afla¤›da ayr›nt›l› flekilde aç›klanmaktad›r. ULTRASON ‹nsan kula¤›n›n iflitebilece¤inin üstündeki ses dalgalar›na ultrason denmektedir. ‹nsan›n iflitme s›n›r› 15-20 Khz olup, ultrasonun frekans› 50 Khz’in üzerindedir. Ultrason cihazlar› yüksek frekansl› ses dalgalar›n›n vücut dokular›ndan geçirilmesi ilkesine göre çal›fl›r. Ses dalgalar› iki vücut dokusu aras›na geldi¤inde dalgalar›n bir k›sm› yans›r. Bir titreflim jeneratörü, aktar›c›da (transmitter) ses sinyallerine dönüfltürülen elektrik dalgalar› gönderir. Sonra bu elektrik dalgalar› ortak doku yüzeyinden yans›yana kadar doku içinden geçerler. Yans›yan sinyaller al›c›da toplan›r ve sesler yükseltilerek, bir sinyal dönüfltürücü (oscilloscope) yard›m›yla görsel bir forma getirilir (5-7). Vücudun önemli dokular› ve organlar› farkl› akustik yo¤unluklara sahiptirler. Bu nedenle deri, ya¤, kas ve organlar aras›nda farkl› yans›malar meydana gelmektedir. Temel olarak A-modu ve B-modu taray›c› olmak üzere iki tip ultrason söz konusudur. A-modu taray›c› ile lineer (do¤rusal) ya¤ kal›nl›¤› ölçümleri; B-modu taray›c› ile iki boyutlu ölçümler yani göz kas› ölçümleri ve ya¤ alan› ölçümleri yap›labilmektedir (8). Et endüstrisinde ultrason tekni¤i, mezbahalar için geneti¤i gelifltirme programlar›nda kullan›lan h›zl›, tekrarlanabilir ve güvenilir bir teknolojidir (7). ‹nsanlar›n gebeli¤inde oldu¤u gibi, canl› hayvanlarda da 252 çeflitli frekanslardaki ses dalgalar› kas, ya¤ ve iç organlar gibi dokular›n titreme-yans›ma görüntülerini üretmekte ve sürünün genetik geliflimi için çiftlik hayvan›n›n seçimi ve yerleflimi, ya¤ ve kas büyümesi ve vücut kompozisyonu, kas içi ya¤ oran› ve karkas özelliklerinin belirlenmesi için bir yönetim arac› olarak kullan›lmaktad›r (7). ‹ngiltere'de MLC (Meat and Livestock Comission)' nin iflbirli¤iyle çiftliklerde bu tip ölçüm cihazlar›n›n kullan›lmas› oldukça yayg›nlaflm›flt›r ve yetifltiricilerin pek ço¤u bu teknikleri kullanarak ya¤s›z et üretimine yönelik seleksiyon programlar›nda de¤erlendirmeler yapabilmektedirler (8). Ultrasonla yap›lan analizlerden elde edilen ya¤ ölçümleri ile do¤rudan karkas›n analizi ile elde edilen ya¤ ölçümlerinin uyum içinde oldu¤u görülmüfltür (9). Dana eti örneklerinden al›nan ölçümler, bu teknolojinin dana etinin yap›sal karakteristiklerini görüntülemede ne kadar yararl› oldu¤unu göstermektedir. Rigor bafllang›c› ve olgunlaflt›rma s›ras›nda etin yap›s›nda meydana gelen de¤iflmeler, pH ölçümleri ve miyofibrillerin mekanik direnci ile takip edilmektedir. Bu parametreler ve sonoelastografi analizlerinden gelen de¤iflkenler aras›nda karfl›laflt›rmalar yap›lmaktad›r. Sonuçlar sonoelastrografinin ette rigor mortis bafllang›c› ve olgunlaflt›rmay› izlemek için kullan›labilece¤ini belirtmektedir. D›flsal gerilimin neden oldu¤u kas içi ba¤lay›c› ve adipoz dokunun elastik deformasyonu ultrasonik olarak ortaya ç›kar›lmakta ve dana eti kalitesini önceden haber veren bir yöntem olarak düflünülmektedir (3). NÜKLEER MANYETİK REZONANS (NMR) Nükleer manyetik rezonans (NMR) görüntüleme, elektromanyetik spektrumun radyo frekans› aral›¤›ndaki enerjinin emisyonu ve absorpsiyonu temeline dayanmaktad›r. Tek say›da proton ve nötron içeren tüm çekirdekçikler NMR ile gözlenebilmektedir. S›kl›kla ölçülen çekirdekçikler 1 H ve 13C’dir. Temel olarak iki çeflit NMR uygulanmaktad›r: i) zaman alanl› NMR ve ii) spektroskopik NMR (sinyale karfl› frekans). Zaman alanl› NMR, relaksasyon zamanlar›n› vermektedir: eksenel (longitudinal) relaksasyon zaman› T1 ve çapraz (transversal) relaksasyon zaman› T2. Spektroskopik NMR, test edilen örne¤in belli moleküllerine karfl›l›k gelen pikleri vermektedir. Ayr›ca, NMR yakalamalar›, deneysel aletin statik manyetik alan›na ba¤l› olarak düflük alanl› (LF) ya da yüksek alanl› (HF) yap›labilmektedir (10). 1H NMR’nin domuz etinde su tutma kapasitesi, kas içi ya¤ ve toplam su içeri¤ini belirlemede görünür, floresans ve yak›n k›z›lötesi (NIR) reflektans spektrometriden daha iyi bir spektroskopik yöntem oldu¤u da belirtilmifltir (11). NMR çapraz relaksasyonun kas›n ete dönüflümü Et Kalitesini Belirlemede Yeni Teknikler s›ras›ndaki su da¤›l›m› ve molalitesini belirlemede ve bu de¤iflikliklerin et kalitesiyle nas›l ba¤lant›l› oldu¤unu aç›klamada mükemmel bir araç oldu¤u kan›tlanm›flt›r (12). Kas enerjisindeki de¤ifliklikler, ATP, kreatin fosfat, fleker fosfatlar› ve inorganik fosfat (Pi) gibi fosforlanm›fl bileflikleri ölçen 31P NMR ile kolayca görüntülenebilmektedir. pH Pi rezonans›n›n pozisyonundan ölçülebilmektedir. 31 P NMR kas hücreleri aras›nda pH heterojenli¤ini belirlemeyi mümkün k›lmaktad›r (13). Çeflitli et türlerinden elde edilen kaslarda 31P NMR kullan›larak post mortem metabolizma ve pH de¤ifliklikleri incelenmektedir. Li et al. (2012) yapt›klar› çal›flmada, farkl› kalitedeki domuz etlerinin düflük alanl› NMR ile s›n›fland›r›labilece¤ini belirtmifltir (14). Siciliano et al. (2013) ise domuz eti ürünlerinin ya¤ asidi zincir profillerini incelemifl ve 1H NMR’nin besinsel parametreleri belirlemede h›zl› ve do¤ru bir yöntem oldu¤u sonucuna varm›flt›r (15). NMR yöntemiyle di¤er biyofiziksel yöntemleri birlefltirmek genellikle faydal› olmaktad›r. Örne¤in LF 1H NMR, görünür (VIS) ve yak›n k›z›lötesi (NIR) reflektans, Raman saç›l›m› ve floresans emisyonu birlefltirilerek farkl› kesim öncesi stres seviyelerindeki hayvanlardan elde edilen domuz etlerinde istenmeyen lezzet karakteristi¤ini (warmed-over flavor; WOF) belirlemek için kullan›lm›flt›r (16). NMR tekni¤i, son y›llarda g›da analizleri, g›dalar›n kalite kontrolü ve g›dalar›n co¤rafi orijinlerinin belirlenmesinde kullan›m› yayg›nlaflan bir teknik olmufltur (17). ‹n vitro olarak kas örneklerinde kullan›labildi¤i gibi, in vivo olarak küçük ya da orta büyüklükteki hayvanlarda da kullan›lmaktad›r. Kimyasal tekniklerden daha çok avantaj› bulunmaktad›r. Bununla birlikte, NMR spektrometrelerinin yüksek maliyeti dezavantajlar›ndand›r (9). GÖRÜNTÜ ANALİZLERİ Video görüntü analizi, insan görme sisteminin iflleyiflinin taklit edilerek nesnelere ait görüntülerin say›sal olarak ifade edilmesidir. Bu sistemde, nesnelere ait flekil, uzunluk, alan, aç›, nisbi konum, tekstürel yap›, gri-ton de¤eri, RGB renk de¤erleri vb. parametreler ölçülmektedir (18). Ya¤ ve etin görsel olarak fark edilebilir karakteristi¤i taze etin yeme kalitesini belirlemektedir. Etteki bu ya¤ da¤›l›m›n›n kesin olarak belirlenmesinin zorlu¤u çeflitli tekniklerin geliflmesine olanak sa¤lam›flt›r. Kimyasal analizlerle etteki ya¤ oran› kesin olarak belirlenebilmektedir fakat bu hem maliyetli hem de zaman alan bir yöntemdir. Bir video kamera ve görüntü analizi kullan›larak haz›rlanan bir sistem kemiksiz taze et ve et ürünlerindeki görünür ya¤ ve et oran›n›n h›zl› ve zarars›z olarak ölçülmesinde kullan›lmaktad›r (19). Et kalitesini (özellikle gevreklik ve su tutma kapasitesi) on line ölçümlerle tahmin etmek ticari anlamda çok önemli bir potansiyeldir. Ölçümlerde kontaminasyon meydana gelmez, ürün çok az düzeyde zarar görür ve ölçümler oldukça h›zl› ve pratiktir (20). Video görüntüleme analizi karkas boyutu ve renk de¤erlendirmede otomatik ölçüm olana¤› tan›maktad›r (18). YAKIN KIZILÖTESİ (NIR) SPEKTROSKOPİ NIR spektroskopi, görünür spektrumun k›rm›z› ucuna çok yak›n olan, k›z›lötesinin özel bir bölgesiyle ilgilidir (3). NIR spektroskopi elektromanyetik spektrumun 780 ile 2500 nm dalga boyu aral›¤›ndaki bölgesini kapsamakta ve yap› içerisindeki O-H, C-H, C-O ve N-H gibi moleküler ba¤lar›n titreflimleri ile ilgili olarak absorpsiyon bantlar› oluflturmaktad›r. Söz konusu bölgede analiz edilecek olan örnek yak›n k›z›lötesi ›fl›nlar› ile karfl›laflt›¤› zaman, bu ba¤lar titreflimsel enerji de¤iflikliklerine maruz kalmakta ve bunun sonucu olarak da moleküller titreflti¤i zaman NIR bölgesindeki organik moleküllerin enerji absorpsiyonu meydana gelmektedir (3, 21). NIR spektroskopi, taranan örnekteki moleküler ba¤lar ve kimyasal bileflenler hakk›nda tam bilgi sa¤lamaktad›r, bu nedenle bu teknoloji sadece g›day› karakterize etmek için de¤il ayn› zamanda kalite ölçümü ve proses kontrol için de uygun bir araçt›r (22). NIR spektroskopinin dört temel avantaj› bulunmaktad›r: h›z (3 dakikadan daha az), örnek haz›rlama kolayl›¤› (bazen örnek haz›rlama gerektirmemesi), tek bir spektrumda çoklu analiz yapabilme (farkl› bileflenlerin ayn› anda belirlenmesi) ve örne¤in deforme olmamas› (analizden sonra örnek baflka bir amaçla kullan›labilmektedir) (19, 23-25). NIR spektroskopi g›da ve et ürünlerinde kabul edilebilir uygulamalar bulmufltur. Etteki yayg›n uygulamalar sadece ya¤ ve protein gibi kimyasal kompozisyonun belirlenmesiyle kalmay›p ayn› zamanda sertlik ve gevreklik gibi fiziksel karakteristiklerin de belirlenmesini kapsamaktad›r (16, 19, 24, 26-28). Su, et ve et ürünlerinde taze materyalin %75’ine kadar bulunabilen de¤iflken bir bileflendir. O-H ba¤lar›n›n NIR’da 14501940’taki özgül absorbans› bu bileflenin NIR ile belirlenebilirli¤ini aç›klamaktad›r. Ham protein ve kas içi ya¤ içeri¤inin belirlenmesinde NIR’›n iyi performans›, ham protein için N-H ba¤lar›n›n 1460-1570 nm ve 2000-2180 nm’de absorpsiyonuna ve kas içi ya¤lar için C-H ba¤lar›n›n (1100-1400, 1700 ve 2200-2400 nm) absorpsiyonuna ba¤l›d›r (26). Bunun yan› s›ra, su tutma kapasitesi, pH ve koku, lezzet, sululuk ve renk gibi duyusal özelliklerin belirlenmesinde de kullan›lmaktad›r (23, 29). Bu teknik ayr›ca piliç gö¤üs etinde ya¤ asitlerinin tespitinde de kullan›lm›fl (27, 30) ve 253 C. Söbeli, S. Kayaardı 0.10 g/kg konsantrasyonun üzerinde h›zl› ve uygulanabilir bir yöntem olaca¤› belirlenmifltir (30). Hamburger köftelerinde ta¤fliflin belirlenmesi (31), kanguru etinin s›¤›r etinden ayr›m›n›n yap›lmas› (32) gibi konularda baflar›l› kalibrasyon modelleri oluflturulmufltur. Bununla birlikte, bal›klarda kimyasal kompozisyonun belirlenmesinde de kullan›lmaktad›r (33). İMMUNOLOJİK YÖNTEMLER ‹mmünolojik yöntemler bir antikorun bir antijene spesifik olarak ba¤lanmas›n› temel almaktad›r. ‹mmünolojik testler homojen ve heterojen testler olarak ayr›lmaktad›r. Antikor-antijen kompleksi do¤rudan ölçülebilir ve test süresi k›sa oldu¤undan homojen testler için markörlere gerek yoktur. Aglütinasyon reaksiyonlar›, immünodiffüzyon ve türbidimetri bu tür testlere örnektir ve bu testler pek çok patojen için uygundur. Heterojen testler daha karmafl›k prosedürlerdir ve çeflitli destek ve raporlama sistemlerinde immobilize antikorlar› kullanmaktad›r. Bu prosedürler özel ekipman ihtiyac› olmaks›z›n yürütülebilmektedirler. Pek çok mikroorganizma için tespit limitleri 103-105 hücre/ml aras›ndad›r. G›dalarda do¤rudan tespit mümkün de¤ildir ve zenginlefltirme gerekmektedir. ‹mmüno testler ayn› zamanda bakteriyel toksinleri de tespit edebilmektedir (34). Mikroorganizmalar›n belirlenmesi ve karakterizasyonunda antikor antijen reaksiyonu y›llard›r uygulanmaktad›r. Ayr›ca, düflük moleküler a¤›rl›¤a sahip mikotoksin, pestisit veya veteriner ilaçlar› gibi g›da kontaminantlar›n›n belirlenmesinde de tercih edilmektedir. Bir immunolojik yöntemin spesifitesini büyük ölçüde kullan›lan antikorun spesifitesi belirlemektedir. ‹mmunolojik yöntemlerde üç çeflit antikor kullan›lmaktad›r: Poliklonal antikorlar, monoklonal antikorlar ve rekombinant antikorlar (35). Antijen antikor reaksiyonunu gerçeklefltirmek için birçok yöntem olmas›na ra¤men son y›llarda en çok kullan›lan yöntem "Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA)" testidir (35). ELISA yöntemi, antijen-antikor reaksiyonlar›n›n direkt olarak saptand›¤› bir enzim immunoassay yöntemidir (36). Bu yöntemde, antijen ya da antikor bir enzimle iflaretlenmekte ve immunolojik reaksiyon, enzimatik bir aktivite sonucu ölçülmektedir (35). ELISA hassas, spesifik, basit ve h›zl› bir yöntem olmas›ndan dolay› tür tespitinde tercih edilmektedir (37). Patojen mikroorganizmalar› ve toksinlerini belirlemek için birçok ELISA testi gelifltirilmifltir. Fakat bunun yan›nda ELISA’n›n manuel prosedürü çok zahmetli oldu¤u için son zamanlarda baz› ELISA testleri (VIDAS, Assurance EIA, Transia ElisamaticII, Detex vb) tamamen otomatik hale getirilmifltir. Bu sistemler ile Listeria, Listeria monocytogenes, Salmonella, E. coli 0157, stafilakokkal enterotoksin ve Campylobacter gibi 254 patojen ve toksinleri k›sa sürede otomatik olarak teflhis edilmektedir (35). MOLEKÜLER BİYOLOJİK YÖNTEMLER G›dalarla tafl›nan bakterilerin identifikasyonu ve karakterizasyonu için fenotipik yöntemlerin kullan›m› yayg›n flekilde devam etmekle birlikte, son yaklafl›mlar g›da kaynakl› patojenler için genotipik yöntemlerin kullan›m›na yöneliktir. Bu teknikler parmak izi yöntemleri olarak adland›r›lmaktad›r. Bunlar aras›nda, polimeraz zincir reaksiyonu (PCR), restriksiyon fragment uzunluk polimorfizmi (RFLP), rastgele ço¤alt›lm›fl polimorfik DNA (RAPD), vurgulu alan jel elektroforezi (PFGE) ve PCR ve RFLP’nin kombinasyonu olan AFLP bulunmaktad›r (34, 38). 1980'li y›llarda Kary Mullis taraf›ndan gelifltirilen PCR; DNA polimeraz enziminin kullan›lmas›yla in vitro flartlarda DNA ço¤alt›lmas›n› ifade etmektedir. PCR, hedeflenen DNA bölgesinin milyonlarca kopyas›n› bir iki saat gibi k›sa sürelerde oluflturabilen bir tekniktir. PCR'da DNA polimeraz enzimi yard›m›yla genomun tamam› de¤il, spesifik bölgelerin kopyalanmas› gerçeklefltirilir. Hangi bölgenin ço¤alt›laca¤› ise çal›flman›n amac›na ve kullan›lan yönteme ba¤l›d›r. PCR yönteminin uygulanabilmesi için teorik olarak tek kopya DNA bile yeterli görülmektedir (39). PCR çeflitleri, farkl› flekillerde s›n›fland›r›labilir. Kalitatif veya kantitatif özelli¤ine göre ise ikiye ayr›l›r: Klasik PCR çeflitleri ve Realtime- PCR (36). DNA’ya dayal› pek çok yöntem bulunmakla beraber bunlardan en umut verici olan›; h›z›, hassasiyeti, spesifitesi, seçicili¤i, hedef bakterinin kantitatif olarak belirlenebilmesi ve otomasyona uygun olmas› gibi nedenlerle real-time PCR tekni¤idir. Real-time PCR tekni¤inde, klasik PCR’dan farkl› olarak iflaretli PCR ürünlerinin yayd›¤› floresans sinyali belirleyen optik bir modül mevcuttur. PCR’›n her bir döngüsünde floresans sinyalin fliddeti enstrümental olarak belirlenir (40,41). Bu teknikte, ürün analizi reaksiyon s›ras›nda yap›ld›¤› için, amplifikasyon sonras›nda uygulanan agaroz jel elektroforez ifllemine de gerek kalmamaktad›r. Böylece sonuçlar reaksiyon an›nda al›nabilmekte ve çok say›da örnek, son derece az bir kontaminasyon riskiyle güvenli bir flekilde analiz edilebilmektedir. Araflt›rmac›lar, real-time PCR tekni¤inin genifl bir dinamik aral›¤a sahip olmas›n›n yan›nda, daha spesifik bir dedeksiyona ve kantitasyona imkan sa¤lamas› nedeniyle klasik PCR’a k›yasla oldukça avantajl› bir yöntem oldu¤unu bildirmifllerdir (41). PCR ayn› zamanda; bakteri, virüs, fungus, parazit ve protozoon gibi hastal›k etkenlerine ait hedef nükleik asit zincirlerinin, primerler (özgül tamamlay›c› oligonükleotitler) ile ›s›ya dayan›kl› Et Kalitesini Belirlemede Yeni Teknikler enzimleri kullanarak laboratuvar ortam›nda ço¤alt›lmas›n› sa¤layan özgün ve güvenilir bir yöntemdir. Üzerinde çal›flma yap›lan genetik materyal, çok az say›da ve hatta birçok ilgisiz DNA moleküllerinin aras›nda olsa bile ço¤alt›labilmekte, homojen bir DNA materyali haline getirilebilmekte ve böylelikle kolayca tan›mlanabilmektedir (42). RFLP tekni¤i DNA düzeyinde polimorfizm (çok biçimlilik) elde etmek amac›yla günümüzde yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Bakteriler, bakteriyofajlara (bakterileri enfekte ederek ço¤alan virüsler) karfl› savunma mekanizmas› olarak çeflitli restriksiyon enzimleri oluflturmaktad›rlar. Bu enzimler DNA molekülünü özgün tan›ma s›ralar›ndan kesebilen enzimlerdir (43). Restriksiyon enzimleri (RE), çok özgül olarak, DNA’y› belirli bölgelerden keserek 1000-20000 baz çiftlik parçalar olufltururlar. DNA’n›n bu enzimlerden bir veya birkaç› ile kesime u¤rat›ld›ktan sonra, agaroz jel elektroforezine tabi tutulmas› ve sonra etidyum bromür ile boyanan jelde oluflan DNA bantlar›n›n yeri ve say›s› k›yaslanarak elde edilen çeflitlili¤e "restriction fragment length polymorphism (RFLP)" denmektedir (44). Girish et al., (45) 12S rRNA mitokondrial geni üzerinde PCR-RFLP tekni¤ini kullanarak, farkl› et türlerinin tan›mlanmas›n› araflt›rm›fllard›r. S›¤›r, bufalo, koyun ve keçi etlerinin kalitatif olarak tan›mlanmas›nda taze ve ifllenmifl et örneklerinde tutarl› sonuçlar elde ettiklerini ancak et kar›fl›mlar›nda ayn› baflar›y› yakalayamad›klar›n› bildirmifllerdir. "Random amplification of polymorphic DNA (RAPD)"; kullan›lan k›sa oligonükleotid primerlerin hedef DNA dizisinde birden fazla yere ba¤lanarak bu bölgeleri ço¤altmas› ve ço¤alt›lan segmentlerin jel elektroforezde yürütülmesi ifllemidir . Jel elektroforezde oluflan DNA bantlar› karfl›laflt›r›larak türlerin ay›r›m› yap›lmaktad›r. (46). RAPD yöntemi genellikle 9-10 bazl›k k›sa, tek bir primer kullan›larak genomdaki rasgele bölgelerin ço¤alt›ld›¤› PCR temelli bir yöntemdir. Bu yöntemde özgün hedef DNA bölgesi ya da hedef gen yoktur. Her bir primer rasgele DNA molekülünün farkl› bölgelerine ba¤lanabilmekte ve bu bölgelerin ço¤alt›lmas›n› sa¤lamaktad›r (43). Bu yöntem bitki, bakteri ve hayvan türlerinin tespitinde baflar›yla kullan›lmaktad›r (46). Di¤er moleküler genetik yöntemlerle karfl›laflt›r›ld›¤›nda RAPD yönteminin çeflitli üstünlükleri ve de eksiklikleri bulunmaktad›r (43). DNA molekülleri ›s›l ifllem, tütsüleme, salamura, kurutulmufl vb. gibi ifllemlere tabi tutulmufl et ve ürünlerinde önemli veya önemsiz oranda genellikle daha küçük boyutlara parçalan›rlar. Bu gibi durumlarda etin türünü tespit etmek için küçük parçalara ayr›lm›fl DNA’y› kullanmak gerekir. Böyle durumlarda RAPD’nin spesifik PCR’ye göre daha elveriflli oldu¤u vurgulanm›flt›r (46). Elektroforez, moleküllerin ayr›lmas›nda basit ve h›zl› bir yöntemdir. Jel elektroforez, de¤iflken alan elektroforez, immunoelektroforez, kapiler elektroforez, iki boyutlu elektroforez gibi farkl› elektroforez yöntemleri vard›r. Et ve et ürünlerinde proteinlerin tan›mlanmas›nda en belirleyici elektroforez yöntemi, iki boyutlu (2D) elektroforez olarak belirtilmifltir. Bunun yan›nda SDS-PAGE yöntemi de yap›lan araflt›rmalarda en çok kullan›lm›fl olan yöntemlerdendir (39). Darbeli alan jel elektroforezi ilk kez 1982’de ifllevsel hale getirilmifl ve bu tarihten itibaren büyük DNA moleküllerini ay›rmak için çoklu elektrik alanlar›n› kullanan çeflitli ayg›tlar gelifltirilmifltir. Tüm sistemler DNA moleküllerini ayn› boyutta ay›r›r, ancak ay›rma h›z› ve netli¤inde farkl›l›klar vard›r (42). Bu yöntemde genomik DNA bir ya da daha fazla restriksiyon enzimi ile kesilir ve oluflan restriksiyon fragmentlerinin ay›r›m› ak›m› çeflitli yönlerde de¤iflen elektroforez ile gerçeklefltirilir. Aktiflefltirilmifl olan bakteriler düflük s›cakl›kta eriyebilen agaroza kar›flt›r›l›r ve küçük kal›plar içerisine dökülür. Agaroz içerisindeki hücrelerden DNA izolasyonu gerçeklefltirilir (41). ‹ki boyutlu elektroforez (2DE: 2 Dimension Electrophoresis); proteinlerin izoelektrik nokta ve molekül a¤›rl›¤›na göre, protein kar›fl›mlar›n› ay›rmada etkili yöntemlerden biridir. Bu yöntemle proteinler, izoelektriki nokta pH'lar›na, dolay›s›yla yüklerine göre duyarl› flekilde ayr›flt›r›labilirler. Birinci boyutta, yüke ba¤l› izoelektriki odaklama, ikinci boyutta molekül a¤›rl›¤›na ba¤l› elektroforez kullan›l›r (39). SDS-PAGE, denatüre edici maddeler (örne¤in; sodyumdodesilsülfat,ß-merkaptoetanol) kullan›larak proteinlerin poliakrilamid jelde ayr›lmas›n› sa¤layan bir tekniktir. Bu teknikte proteinler denatürasyona u¤rayarak üç boyutlu yap›dan lineer yap›ya dönüflerek poliakrilamid jelde ayr›l›rlar. Bu teknik etlerin orijinlerinin belirlenmesinde kullan›labilmektedir. Elektroforetik tekniklerin; numunelerdeki %2-10 aras›ndaki yabanc› et kar›fl›mlar›n›n tespit edilebilmesi, dondurulmufl, çok küçük parçalara ayr›lm›fl, kürlenmifl, 75 °C’ye kadar ›s›t›lm›fl et ürünlerinde uygulanabilmesi ve genetik olarak birbirine yak›n hayvan türlerinin etlerinin ay›rt edilebilmesi gibi avantajlar› bulunmaktad›r. SDS-PAGE tekni¤ini, Scope ve Penny, ilk defa et proteinlerinin ay›r›m› için kullanm›fllar ve daha sonralar› bu metodun, et kar›fl›mlar›ndaki ve et ürünlerindeki et türlerini belirlemede çok de¤erli bir yöntem oldu¤u anlafl›lm›flt›r. SDS-PAGE metodu kullan›larak yap›lan bir çal›flmada, SDS-PAGE metodunun yüksek çözünürlük sa¤lamas›, kolay tekrarlanabilirli¤i ve elektroferogramlarda proteinlerin molekül a¤›rl›klar›na göre hareket etmesinden dolay› 255 C. Söbeli, S. Kayaardı üstün oldu¤u bildirilmifltir (47). Yap›lan bir çal›flmada, ülkemizde yetifltirilen alabal›k (Oncorhynchus mykiss) ile ayn› familyadan olan ve Norveç’ten ithal edilen Atlantik somonunun (Salmo salar) sodyum dodesil sülfat poli-akrilamid jel elektroforezi (SDS-PAGE) yöntemiyle protein profilleri ve protein kaliteleri araflt›r›lm›flt›r. Protein bant profillerine göre Salmo salar bal›¤›n›n alabal›¤a göre daha yo¤un protein bantlar›na sahip oldu¤u tespit edilmifltir (48). SDS-PAGE tekni¤iyle rigor-mortis sonras› domuz kaslar›ndaki sarkoplazmik proteinlerin ay›r›m ve identifikasyonlar› yap›lm›fl, moleküler a¤›rl›klar› farkl› 14 tane sarkoplazmik protein elde edilmifltir. Elektroforez teknikler ayr›ca baz› bal›k türlerinin belirlenmesinde de kullan›labilmektedir (17). AFLP; genetik markör teknikleri içerisinde genetik karakterizasyon çal›flmalar› için gelifltirilmifl çoklu lokus parmak izi analizi tekniklerinden biridir. Genellikle birbirine yak›n türlerin karakter analizlerinde kullan›lan AFLP sonuçlar› günümüzde bakteriyel taksonomiyi aç›klamakta ve sonuçlar› DNA-DNA hibridizasyonu gibi teknikler ile desteklenmektedir. Genomik tiplendirme teknikleri, birbirine çok yak›n akraba türlerin tespiti, türlerin tan›mlanmas› ve ayr›m›, starter kültür analizleri, g›dalarda bozulmalara ve gastrointestinal enfeksiyonlara neden olan önemli mikroorganizmalar›n karakterizasyonlar›nda kullan›larak önem kazanm›flt›r (49). MİKROBİYOLOJİDE YENİ GELİŞMELER Son zamanlarda spesifik mikroorganizmalar›n belirlenmesi için alternatif yaklafl›mlar gelifltirilmifltir. Ak›fl sitometrisi, az say›da hücreyi (örn. 102-103) h›zl›ca (dakikalar içinde) belirleyebilen bir optik bazl› yaklafl›md›r fakat g›da matrisleri tekni¤e engel olabilmekte ve canl› ve ölü hücreler aras›ndaki ay›r›m problemli olabilmektedir (34). Ak›fl sitometrisi birçok bilim dal›nda yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Önceleri hematoloji laboratuvarlar›nda kullan›lan bu cihaz ve sistem günümüzde baflta hematoloji, immünoloji, onkoloji olmak üzere; viroloji, bakteriyoloji, mikoloji, organ nakil birimleri, araflt›rma laboratuvarlar› ile patoloji, histoloji, biyokimya gibi klinik laboratuvarlar›nda kullan›lan önemli bir araflt›rma yöntemi olarak yerini alm›flt›r. Klinik laboratuvarlar›n yan› s›ra g›da, toksikoloji, deniz bilimleri araflt›rmalar›nda da bu cihazdan oldukça s›k yararlan›lmaktad›r (50). Ak›fl sitometrisi, hücre veya partiküllerin akmakta olan bir ak›flkan›n içindeyken karakteristiklerinin ölçülmesidir. Ak›fl sitometrisi ile bir süspansiyon halindeki hücre ya da partiküller, lazer ›fl›¤› ile ayd›nlat›lmakta olan bir bölmeden geçirilir; hücrelerin ›fl›¤›n önünden geçerken verdikleri sinyaller toplanarak analiz edilir. Oluflan sinyallerin kayna¤›, hücrenin 256 büyüklük, parçac›kl› yap›da olma gibi fiziksel özellikleri olabildi¤i gibi; hücreye ba¤lanan çeflitli fluorokromlar da olabilir. Böylece hücre ya da partikülün immunfenotipi, DNA içeri¤i, enzim aktiviteleri, hücre membran potansiyeli, canl›l›¤› gibi çeflitli özellikleri hakk›nda bilgi toplanabilir (51, 52). ‹mpedans mikrobiyoloji, mikroorganizmalar› do¤rudan metabolik son ürünlerin üretimi ya da dolayl› olarak CO2 varl›¤›na göre tespit etmektedir. Mikrobiyel metabolizma, hem iletkenlik hem de kapasitansta art›flla sonuçlan›rken, impedansta düflüfle neden olmaktad›r. Bu impedans 20 saatlik bir periyot sonunda spesifik ortama inokule edilerek ölçülmektedir. Hedef organizman›n geliflimi nedeniyle s›v› ortam›n elektriksel iletkenli¤inin de¤iflmesini temel alan bu yönteme "Empedometri" denmektedir (34, 52). Bu yöntem h›zl› olmasa da, tam otomatik oldu¤undan ve birçok örnekle ayn› anda bafla ç›kabildi¤inden dolay›, yüksek ifl hacmine uygundur. Özgünlük hedef mikroorganizman›n geliflmesinde kullan›lan ortama ba¤l›d›r (34). Bu yöntem, klinik örneklerde bakterilerin ve spesifik g›da patojenlerinin tespiti ve kalitenin görüntülenmesi için oldukça uygundur (52). SONUÇ Et kalitesinin belirlenmesinde her ne kadar geleneksel yöntemler önemli bir rol oynasa da, moleküler yöntemlerin kullan›m›n›n yayg›nlaflaca¤› da aç›kça görülmektedir. Moleküler biyoloji alan›nda meydana gelen geliflmelerle birlikte, bu alanda k›s›tl› olan bilimsel çal›flmalar›n artarak, et ve et ürünlerinin kalitesinin belirlenmesinde kullan›lacak yöntemlerin standardize edilmesi, kolayca h›zl› ve güvenilir sonuçlara ulafl›lmas› aç›s›ndan faydal› olacakt›r. KAYNAKLAR 1. Öztan A. 2010. Et Bilimi Ve Teknolojisi. TMMOB G›da Mühendisleri Odas› Yay›nlar› Kitaplar Serisi No:1, Ankara, Türkiye, 526 s. 2. Kahraman T, Nazl› B, Ergün Ö. 2006. Elektrik Stimülasyonunun Et Kalitesi Üzerine Etkileri. ‹stanbul Üniv. Vet. Fak. Derg. 32 (2), 23-30. 3. Mullen AM. 2002. New Techniques For Analysing Raw Meat Quality. In: Meat Processing, Improving Quality. Editors: Kelly, J., Kelly, J., Ledward, D. Woodhead Publishing Limited And Crc Press LLC,Washington 4. Andersen HJ, Oksbjerg N, Young JF, Therkildsen M. 2005. Feeding And Meat Quality - A Future Approach. Meat Sci 70, 543–554. Et Kalitesini Belirlemede Yeni Teknikler 5. Çilek S, Tekin ME. (2005). Koyunlarda Karkas Derecelendirmesinde Ultrason Ve Sondalar›n Kullan›lmas›. Hayvanc›l›k Araflt›rma Dergisi, 15, 2: 17-2. 6. Çilek S, Dirican S. 2008. Koyun Karkaslar›n›n Derecelendirilmesinde Ultrasonografik Yöntemlerin Kullan›m›. Türkiye 10. G›da Kongresi; 21-23 May›s, Erzurum. 7. Awad TS, Moharram HA, Shaltout OE, Asker D, Youssef MM. 2012. Applications of ultrasound in analysis, processing and quality control of food: A review. Food Res Int 48, 410-427. 8. Kor A, Ertu¤rul M. 2000. Canl› Hayvanda Karkas Kompozisyonu Tahmin Yöntemleri. Hayvansal Üretim 41: 91-101. 9. Bayraktaro¤lu G, Obuz E. 2006. Ultrasound Yönteminin ‹lkeleri Ve G›da Endüstrisinde Kullan›m›. Türkiye 9. G›da Kongresi; 24-26 May›s, Bolu, Türkiye. 10. Damez JL, Clerjon S. 2013. Quantifying and predicting meat and meat products quality attributes using electromagnetic waves: An overview. Meat Sci 95 879-896 11. Brùndum J, Munck L, Henckel P, Karlsson A, Tornberg E, Engelsen SB. 2000. Prediction of water-holding capacity and composition of porcine meat by comparative spectroscopy. Meat Sci 55,177-185. 12. Pearce KL, Rosenvold K, Andersen HJ, Hopkins DL. 2011. Water distribution and mobility in meat during the conversion of muscle to meat and ageing and the impacts on fresh meat quality attributes - A review. Meat Sci 89, 111-124. 13. Monin G. 1998. Recent Methods For Predicting Qulity Of Whole Meat. Meat Sci, Vol.49, No. Supply.1, 231-243. 14. Li C, Liu D, Zhou G, Xu X, Qi J, Shi P, Xia T. 2012. Meat quality and cooking attributes of thawed pork with different low field NMR T21. Meat Sci 92, 79-83. 15. Siciliano C, Belsito E, De Marco R, Di Gioia ML, Leggio A, Liguori A. 2013. Quantitative determination of fatty acid chain composition in pork meat products by high resolution 1H NMR spectroscopy. Food Chem 136, 546-554. 16. Brùndum J, Byrne DV, Bak LS, Bertelsen G, Engelsen SB. 2000. Warmed-over flavour in porcine meat -a combined spectroscopic, sensory and chemometric study. Meat Sci 54, 83-95. 17. Ekici K, Akyüz N. 2003. Farkl› Hayvan Türlerine Ait Çi¤ Etlerin SDS-PAGE Yöntemiyle Belirlenmesi Üzerine Bir Araflt›rma. Yyü Vet Fak Derg 14 (2):78-82. 18. ‹nce D, Ayhan V. 2008. Koyunlarda Karkas Kalitesinin Belirlenmesinde Kullan›lan Yöntemler. Hayvansal Üretim 49(1): 57-61. 19. Serdaro¤lu M, Y›ld›z Turp G. 2004. Recent Techniques For Evaluation Of Meat Quality. Pamukkale J Eng Sci 10 (1) 111-117. 20. Swatland HJ. 2002. On-Line Monitoring Of Meat Quality. In: Meat Processing, Improving Quality. Editors: Kelly, J., Kelly, J., Ledward, D. Woodhead Publishing Limited And Crc Press Llc, Washington. 21. Ertugay MF, Bafllar M. 2011. G›dalar›n Kalite Özelliklerinin Belirlenmesinde Yak›n K›z›lötesi (NIR) Spektroskopisi. GIDA 36 (1): 49-54. 22. Andre´S S, Murray I, Navajas EA, Fisher AV, Lambe NR, Bünger L. 2007. Prediction Of Sensory Characteristics Of Lamb Meat Samples By Near Infrared Reflectance Spectroscopy. Meat Sci 76, 509-516. 23. Elmasry G., Sun D-W, Allen P. 2012. Near‹nfrared Hyperspectral Imaging For Predicting Colour, Ph And Tenderness Of Fresh Beef. J Food Eng 110, 127-140. 24. Cai J,Chen Q,Wan X, Zhao J. 2012. Determination Of Total Volatile Basic Nitrogen (TVB-N) Content And Warner–Bratzler Shear Force (WBSF) In Pork Using Fourier Transform Near ‹nfrared (FT-NIR) Spectroscopy. Food Chem 126, 1354-1360. 25. Kamruzzaman M, Elmasry G, Sun, D-W, Allen P. 2012. Nondestructive Prediction And Visualization Of Chemical Composition ‹n Lamb Meat Using NIR Hyperspectral ‹maging And Multivariate Regression, Innovative Food Science And Emerging Technologies, Doi: 10.1016/J.‹fset.2012.06.003. 26. Prieto N, Roehe R, Lavin P, Batten G, Andres S. 2009. Application Of Near ‹nfrared Spectrocopy To Predict Meat And Meat Products Quality: A Review. Meat Sci 83, 175-186. 27. De Marchi M, Riovanto R, Penasa M, Cassandro M. 2012. At-Line Prediction Of Fatty Acid Profile In Chicken Breast Using Near Infrared Reflectance Spectroscopy. Meat Sci 90, 653-657. 28. Zamora-Rojas E, Pérez-Marín D, De PedroSanz, E, Guerrero-Ginel JE, Garrido-Varo A. 2012. Handheld NIRs Analysis For Routine Meat Quality Control: Database Transfer From At-Line Instruments. Chemometrics And Intelligent Laboratory Systems 114, 30-35. 29. Sinelli N, Limbo S, Torri L, Di Egidio V, Casiraghi E. 2010. Evaluation Of Freshness Decay Of Minced Beef Stored ‹n High-Oxygen Modified Atmosphere Packaged At Different Temperatures Using NIR And MIR Spectroscopy. Meat Sci 86, 748-752. 257 C. Söbeli, S. Kayaardı 30. Zhou LJ, Wu H, Li JT, Wang ZY, Zhang LY. 2012. Determination Of Fatty Acids In Broiler Breast Meat By Near-‹nfrared Reflectance Spectroscopy. Meat Sci 90, 658-664. 31. Ding HB, Xu RJ. 2000. Near-Infrared Spectroscopic Technique For Detection Of Beef Hamburger Adulteration. J Agr Food Chem 48 (6): 2193-2198. 32. Ding HB, Xu RJ. 1999. Differentiation Of Beef And Kangaroo Meat By Visible/Near-‹nfrared Reflectance Spectroscopy. J Food Sci 64 (5): 814817. 33. Isaksson T, Togersen G, Iversen A, Hildrum KI. 2006. Non-Destructive Determination Of Fat, Moisture And Protein ‹n Salmon Fillets By Use Of Near-‹nfrared Diffuse Spectroscopy. J Sci Food Agr 69 (1): 95-100. 34. Mcclure PJ. 2002. Microbiological Hazard Identification In The Meat Industry In: Meat Processing, Improving Quality. Editors:Kelly, J., Kelly, J., Ledward, D. Woodhead Publishing Limited And Crc Press Llc,Washington. 35. Aras Z. 2011. Mikrobiyolojide Kullan›lan H›zl› Tan› Yöntemleri. Turk Hij Den Biyol Derg. 68 (2): 97-104. 36. Var I, Kabak B, Özkarsl› M. 2004. Mikotoksin Aranmas›nda Kullan›lan Analiz Yöntemleri. Orlab On-Line Mikrobiyoloji Dergisi, Cilt: 02 Say›: 11 Sayfa: 1-11.www.mikrobiyoloji.org/pdf/702041101.pdf. 37. Günflen U, Oval› BB, Coflkun Y. 2006. Çi¤ Et Ve Is›l ‹fllem Görmüfl Et Ürünlerinde ELISA Tekni¤i ‹le Farkl› Et Türlerinin Tespiti. ‹stanbul Üni. Vet. Fak. Derg. 32 (2), 45-52. 38. Mutlu MB. 2010. G›da Kalite Kontrolü. TC. Anadolu Üniversitesi Yay›n›. Eskiflehir ISBN: 978975-06-0748-6. 39. Gezgin T, Karakaya M. 2011. Et Ve Et Ürünlerinin Kalitesinin Belirlenmesinde Kullan›lan Moleküler Biyolojik Yöntemler. G›da Teknolojisi 15 (5), 90-96. 40. Törnük F, Kesmen Z, Yetim H. 2008. Et Ve Et Ürünlerinde Patojen Bakterilerin Tespitinde RealTime PCR Tekni¤inin Kullan›lmas›. Türkiye 10. G›da Kongresi; 21-23 May›s, Erzurum. 41. Kesmen Z, Güllüce A, Yetim H. 2008. Et Ürünlerinde Kullan›lan Farkl› Tür Hayvan Etlerinin Tespitinde Real-Time PCR Tekni¤i. Türkiye 10. G›da Kongresi; 21-23 May›s, Erzurum. 42. Çetinkaya E, Ayhan K. 2012. Mikrobiyolojide Kullan›lan Baz› Moleküler Teknikler. Karaelmas Fen Ve Mühendislik Dergisi /Karaelmas Science And Engineering Journal 2 (1), 53-62. 258 43. Özdil F. 2007. Mitokondriyel DNA PCR-RFLP (Restriksiyon Parça Uzunluk Polimorfizmi) Markerleri Kullan›larak Türkiye’nin Farkl› Yörelerine Ait Bal Ar›lar›n›n Tan›mlanmas›. Ankara Üni. Fen Bilimleri Enst. Zootekni Anabilim Dal›, Doktora Tezi, Ankara, Türkiye. 44. Ya¤c› A. 2001. Restriction Fragment Length Polymorphism Ve Polimeraz Zincir Reaksiyon Bazl› Tipleme Yöntemleri. web.inonu.edu.tr/ ~iozerol/rdurmaz/uygmolmikr/149.pdf. 45. Girish PS, Anjaneyulu ASR, Wiswas KN, Shivakumar BM, Anand M, Patel M, Sharma B. 2005. Meat Species ‹dentification By Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism (Pcr-Rflp) Of Mitochondrial 12s Rrna Gene. Meat Sci 70 (1):107-112. 46. ‹lhak ‹, Arslan A. 2003. Random Ampl›f›ed Polymorph›c DNA (RAPD) Yöntemiyle S›¤›r, Koyun, Keçi Ve Yabani Domuz Etinin Ay›rt Edilmesi. F.Ü. Sa¤l›k Bil. Dergisi, 17 (1), 59-63. 47. Atefl M, Ö¤üt S, fien ‹, Gümüfl BA, Polat M. 2010. Oncorhynchus Mykiss ‹le Salmo Salar L. Bal›k Türlerinin SDS-PAGE Elektroforezi Yöntemi ‹le Protein Bantlar›n›n Karfl›laflt›r›lmas›. Süleyman Demirel Üniversitesi Yaflam Dergisi, 2(2):01-03. 48. Yetim H, Çam M. 2009. Enstrümental G›da Analizleri. Erciyes Üniversitesi Yay›nlar› No.175, Kayseri, Türkiye. 49. Y›ld›r›m T. 2007. Laktik Asit Bakterilerine (LAB) Ait Baz› Türlerin AFLP (Ço¤alt›lan Parça Boy Farkl›laflmas›) Yöntemi ‹le Parmak ‹zi Analizleri. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dal› Yüksek Lisans Tezi, Ankara, Türkiye. 50. Azkur AK, Aslan ME. 2012. Ak›fl Sitometri Ve Veteriner Hekimlikteki Uygulamalar›. Atatürk Üniversitesi Vet. Bil. Derg., 7(1): 59-66. 51. Karaboz ‹, Kayar E, Akar S. 2008. Flow Sitometri Ve Kullan›m Alanlar›. Elektronik Mikrobiyoloji Dergisi Tr (Eski Ad›: Orlab On-Line Mikrobiyoloji Dergisi) Cilt: 06 Say›: 2 Sayfa: 01-18. www.mikrobiyoloji.org/pdf/702080201.pdf. 52. Mandal PK, Biswas AK, Choi K, Pal UK. 2011. Methods For Rapid Detection Of Foodborne Pathogens:An Overview. American Journal Of Food Technology 6 (2):87-102. Doi:10.3923/Ajft. 2011.87.102.