Ekşi hamur temelli weissella cibaria N4 suşunun teknolojik niteliklerinin belirlenmesi
Determination of technological properties of sourdough isolate weissella cibaria N4 strain
- Tez No: 960762
- Danışmanlar: PROF. DR. ENES DERTLİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Gıda Mühendisliği, Biotechnology, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Laktik asit bakterileri, ekşi hamur, ekzopolisakkarit, glutensiz kek, Lactic acid bacteria, sourdough, exopolysaccharide, gluten-free muffin
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Gluten intoleransı ve çölyak hastalığı, bireylerin gluten içeren tahılları tüketememesi nedeniyle günlük beslenme düzenlerinde ciddi kısıtlamalara yol açmaktadır. Bu durum, yapı, lezzet ve besin kalitesinden ödün vermeyen glutensiz ürünlerin geliştirilmesini zorunlu kılmıştır. Glutensiz ürünlerde yapısal bütünlüğün sağlanabilmesi için doğal kıvam artırıcılar, yapı düzenleyiciler ve biyolojik olarak aktif bileşenlerin kullanımı önem kazanmıştır. Bu kapsamda, mikrobiyal çeşitliliği artıran ve yapı geliştirici etkileriyle öne çıkan ekşi hamur fermentasyonu dikkat çeken bir yöntemdir. Ekşi hamur mikroflorasında bulunan laktik asit bakterileri (LAB) tarafından sentezlenen ekzopolisakkaritler (EPS), gıda yapısını iyileştirici potansiyele sahip doğal bileşikler arasında yer almaktadır. Bu çalışmada, yerel üreticilerden temin edilen geleneksel ekşi hamurlardan LAB izole edilmiş ve bu izolatların EPS üretim potansiyeli ile gıda uygulamalarındaki etkileri değerlendirilmiştir. İlk aşamada toplam 23 adet gram-pozitif LAB izole edilmiş; RAPD-PCR analiziyle genetik çeşitlilik belirlenmiş ve tür düzeyinde tanımlama amacıyla seçilen 9 izolatın 16S rRNA gen sekanslaması gerçekleştirilmiştir. İzolatların Lactiplantibacillus plantarum, Weissella cibaria ve Weissella confusa türlerine ait olduğu belirlenmiştir. Kalitatif EPS üretim taramaları sonucunda W. cibaria N4, W. cibaria N7 ve W. confusa S9 suşları yüksek üretimleriyle öne çıkmış; en yüksek üretim kapasitesine sahip W. cibaria N4 karakterizasyon için seçilmiştir. HPLC ve NMR analizleriyle bu EPSN4'nün %96,1 oranında (1→6) bağlı α-D-glikoz ve %3,9 oranında (1→3) bağlı α-D-glikoz içeren, homopolimerik glukan yapısında bir dekstran olduğu belirlenmiştir. FTIR analizinde polisakkarit yapıya özgü -OH, C-H, C=O ve C-O-C bağları; TGA ve DSC analizlerinde 270 °C üzeri termal bozunma ile yüksek stabilite; XRD analizinde baskın amorf yapı ve düşük kristalin düzen; SEM ve AFM analizlerinde ise gözenekli, granüler, ipliksi ve hidrofilik yüzey morfolojisi gözlenmiştir. Çalışmanın son aşamasında, EPS'nin fonksiyonel etkisi glutensiz kek uygulamasıyla değerlendirilmiştir. W. cibaria N4 suşunun in-situ (ekşi hamur fermentasyonu ile) ve ex-situ (saf EPS ilavesi ile) uygulamaları içeren örneklerle yapılan analizlerde; in-situ EPS üretiminin hamur viskoelastisitesini, ürün yüksekliğini, hacmini ve doku özelliklerini anlamlı düzeyde iyileştirdiği, ex-situ EPS ilavesinin ise daha sınırlı etki gösterdiği ortaya konmuştur. Ekşi hamurla hazırlanan keklerde daha düşük su aktivitesi kaybı, belirgin dairesellik ve gözenekli yapı elde edilmiştir. Ayrıca, sertlik parametresinde, depolama süresine bağlı olarak daha az sertleşme yaşandığı tespit edilmiştir. Bu sonuçlar, W. cibaria N4 suşunun yüksek EPS üretim kapasitesi ve bu EPS'in glutensiz ürünlerdeki fonksiyonel etkileriyle hem biyoproses uygulamaları hem de glutensiz gıda geliştirme açısından önemli bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Gluten intolerance and celiac disease cause significant dietary restrictions due to the inability of affected individuals to consume gluten-containing cereals. Consequently, the development of gluten-free products that do not compromise on structure, taste, and nutritional quality has become essential. To achieve structural integrity in gluten-free formulations, the use of natural thickeners, structural improvers, and bioactive compounds has gained importance. In this context, sourdough fermentation has emerged as a promising method owing to its ability to enhance microbial diversity and improve product texture. Exopolysaccharides (EPS) synthesized by lactic acid bacteria (LAB) present in sourdough microbiota are among the natural compounds with the potential to improve food structure. In this study, LAB strains were isolated from traditional sourdough samples obtained from local producers, and their EPS production potential and effects on food applications were evaluated. Initially, a total of 23 gram-positive LAB strains were isolated. Genetic diversity was assessed by RAPD-PCR, and 16S rRNA gene sequencing was conducted for species-level identification of 9 selected isolates. These isolates were identified as Lactiplantibacillus plantarum, Weissella cibaria, and Weissella confusa. Based on qualitative EPS screening, W. cibaria N4, W. cibaria N7, and W. confusa S9 showed high production capacity, and W. cibaria N4, the highest producer, was selected for further characterization. HPLC and NMR analyses revealed that the EPSN4 produced by the N4 strain is a homopolymeric dextran composed of 96.1% (1→6)-linked α-D-glucose and 3.9% (1→3)-linked α-D-glucose. FTIR analysis identified functional groups specific to polysaccharides (-OH, C-H, C=O, and C-O-C). TGA and DSC analyses showed high thermal stability above 270 °C, while XRD indicated a predominantly amorphous structure with low crystallinity. SEM and AFM analyses demonstrated a porous, granular, filamentous, and hydrophilic surface morphology. In the final stage of the study, the functional effects of EPS were evaluated in a gluten-free cake model. Comparative analyses of cakes prepared via in-situ (through sourdough fermentation) and ex-situ (with purified EPS addition) applications revealed that in-situ EPS production significantly improved dough viscoelasticity, product height, volume, and texture. Lower water activity loss, more defined roundness, and porous structure were observed in sourdough cakes. Furthermore, texture profile analysis indicated reduced firmness over storage. These findings highlight the high EPS-producing capability of W. cibaria N4 and its promising potential for bioprocessing and gluten-free product development.
Benzer Tezler
- Ekşi hamur mayasından izole edilen Lactobacillus türlerinin klasik ve moleküler yöntemlerle tanımlanması
Identification of Lactobacillus species isolated from sourdough with classical and molecular methods
MEHMET METİN ÇİFCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
MikrobiyolojiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRAH TORLAK
- Kefir temelli ekşi maya kullanımının hamur fermantasyonuna etkilerinin belirlenmesi
Determination of the effects of kefir based sourdough use on dough fermentation
BİLGENUR ÜÇGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gıda MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP BANU SEYDİM
- Ekşi hamurlardan izole edilen Lactobacillus plantarum türünün dondurarak kurutulmasında farklı sütçülük yan ürünlerinin kriyoprotektif rollerinin belirlenmesi
Determination of the cryoprotective roles of different dairy by-products in the freeze-dried Lactobacillus plantarum isolated from sourdough
GAMZE ÜÇOK
Doktora
Türkçe
2020
BiyomühendislikNecmettin Erbakan ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DURMUŞ SERT
- Development of gluten-free bread formulations based on chickpea flour: Optimization of formulation, evaluation of dough properties and bread quality
Nohut unu bazlı glutensiz ekmek formülasyonlarının geliştirilmesi: Formülasyon optimizasyonu, hamur özellikleri ve ekmek kalitesinin değerlendirilmesi
GÖKÇEN KAHRAMAN
Doktora
İngilizce
2016
Gıda Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRİYE ŞEBNEM HARSA
PROF. DR. MARA LUCISANO
- Glutensiz buğday ekmeği üretimi
Production of gluten free wheat bread
BÜŞRA ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiMersin ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHİR TURHAN