sÜt dii fermente besİnlerİn mİkrobİyotaya...
TRANSCRIPT
SÜT DIŞI FERMENTE BESİNLERİN
MİKROBİYOTAYA ETKİSİ
Prof.Dr.Efsun KARABUDAK Gazi Üniversitesi
Sağlık Bilimleri Fakültesi Beslenme ve Diyetetik Bölümü, Ankara
1
SÜT BAZLI OLMAYANLAR
SÜT BAZLI
PROBİYOTİK BESİNLER
5
2
Tozlar
Sıvılar
Kapsül
Yoğurt
Peynir,
lor Asidofilus
süt
pulp
Tahıl
bazlı
Sebze,
meyve
suları
püreler Soya
bazlılar
Süt bazlı-
FERMENTE besinler
Süt bazlı
olmayan
FERMENTE
besinler
Probiyotik
Besinler
Süt bazlı ve
FERMENTE
olmayanlar Dondurma
Fermente
olmayan
sütlü
içecekler
Dondurulmuş
Sinbiyotikli
tatlılar
Probiyotik Besinlerin Sınıflandırılması ve Çeşidi
Süt bazlı-
FERMENTE
olmayan
besinler
3
5
6
«YETERLİ MİKTARDA alındığında konakçı sağlığı
üzerinde olumlu etkileri olan CANLI
mikroorganizmalardır.”
FAO/WHO (2006)
7
8 Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol 2014;11: 506–514.
«Probiyotik» terimini kullanmada genel bir çerçeve;
9
Probiyotik olarak kabul edilen mikroorganizmalar
Aynı türün farklı suşları arasındaki probiyotik etkinlik farklılıkları
10
SINIF/TÜR/SUŞ ETKİ
Bifidobacterium longum W11
IL10 indüksiyonunu azaltır ve Th1 indüksiyonunu artırır
Bifidobacterium longum NCIMB8809 ve Bifidobacterium longum BIF53
IL10 indüksiyonunu artırır ve Th1 indüksiyonunu azaltır
Lactobacillus rhamnosus GG ve Lactobacillus rhamnosus 1970-2
İn vivo kolonizasyon yeteneği farklıdır
Lactobacillus crispatus M247 ve Lactobacillus crispatus MU5
In vivo kolonizasyon yeteneği farklıdır
Clin Exp Immunol 2007;150:531–8 J Dairy Sci 2001;84:1001–10 Appl Environ Microbiol 1999;65:4949–56
Probiyotik suşların seçiminde temel kriterler
11
KRİTERLER ÖZELLİK
GÜVENİRLİK *Orjin *Patojenitesi ve infektivitesi *Virülans faktörleri-toksisite, metabolik aktivite ve içsel özellikler, antibiyotik direnci
TEKNOLOJİK *İşleme ve saklama sırasında canlı kalma oranı *İyi duyusal özellikler
*Büyük ölçekli üretim uygunluğu *Bakteriyofaj direnci *Genetik olarak istikrarlı suşlar
FONKSİYONEL *Gastrik asit ve meyve suları için tolerans *Safraya tolerans *Mukozal yüzeye yapışma *Doğrulanmış ve belgelenmiş sağlık etkileri
FİZYOLOJİK *immünomodülasyon *Gastrointestinal patojenlere karşı antagonistik etkinlik *Antimutagenik ve antikarsinojenik özellikler
İlk mikroorganizma nasıl kullanıldı?
12
Ekşi hamur mayası (Sourdough)
Kendiliğinden fermente olan besinler
(~109 kob/g; 24 sa.; 30-37 °C)
13
Ekşi m
ayad
a >
50 f
ark
lı L
AB
tü
rü izo
le e
dil
miş
tir.
(Leu
co
no
sto
c, L
ac
toc
oc
cu
s, E
nte
roc
oc
cu
s, P
ed
ioco
cc
us
, W
eis
se
lla g
en
era
)
14
LAB; çeşit/suş, fenolik evrelere, diğer Firmicutes cinslerine, çevre sıcaklığı ve bitkinin su aktivitesinden
etkilenir.
15
60 0C’de nişasta jelatinize olur 70 0C’de ekmek katılaşır
Pişirme çoğu probiyotik bakteriyi
öldürmektedir.
*Organik asitler,
*Diasetil,
*Asetoin,
*Hidrojen Peroksit,
*Antifungal peptidler,
*REUTERİN,
*BAKTERİOSİNLER
LA
B T
ara
fın
dan
Üre
tile
n
An
tim
ikro
biy
al
Mad
del
er
Probiyotik bakteriler fermantasyon sırasında termostabil biyoaktif bileşen sentezleyerek ekmek yapımında yararlı olabilir.
16
17
BAKTERİYOSİNLER; duyarlı hücrelere bakteriyostatik veya
bakteriyosidal etki gösterirler.
Gram (-) bakterileri sınırlamak, Gram (+) bakterileri ise inhibe etmek seklindedir
Besin Ülke Malzeme Mikroorganizma
Ogi Nijerya Sorgum, Darı, Mısır L. plantarum, L. brevis, L. fermentum, Ln. mesenteroides, Candida spp., Saccharomyces spp.
Me Vietnam Pirinç Laktik Asit Bakterileri
Kisra Sudan, Irak, Arap Körfez Ülkeleri
Sorgum, Darı Lactobacillus spp., Lb. brevis,L. fermentum, E. faecium, Acetobacter spp., S. cerevicia
Tarhana Türkiye, Yunanistan Buğday, Süt (yoğurt)
Laktik Asit Bakterileri
Yosa Finlandiya Yulaf Kepeği Laktik Asit Bakterileri, Bifidobacterium spp.
Puta Flipinler Pirinç Ln. mesenteroides, Sc. faecalis, S. cerevicia
Kulcha Hindistan, Pakistan Yulaf Lactik Asit Bakterileri, Maya
Nan Hindistan, Pakistan, Afganistan, İran
Yulaf Laktik Asit Bakterileri
LAB Fermantasyonu ile Meydana Gelen ve Az Bilinen Fermente Tahıl Ürünlerine Bazı Örnekler
18
Tarhana Türkiye, Yunanistan Buğday, Süt (yoğurt)
Laktik Asit Bakterileri
TARHANA
19
Food Microbiology 28 (2011) 1367-73
Food Science and Technology 42 (2009) 514–18
Food Research International 36 (2003) 527–43
Food Microbiology 27 (2010) 1–11
Substratı ise; buğday unu ve yoğurt (1-7 gün fermantasyon)
Karabuğday tarhanası; fitik asit ; K, Mg, P, lisin
Düşük pH (3.8-4.2) ve düşük nem (%6-9) patojenler üremez Fermantasyon süresince Koliform bakteriler ürememiştir.
Ticari olarak pastörize edilmiş sebzelerin eklendiği tarhana.… 30-40 0C’de pastörizasyonu sonucu LAB ve maya sayısı sabit
Termofilik LAB (50-70 0C)….. yoğurt bazlı,
LAB…. bakteriosinler, ekzopolisakkaritler, asetik asit, etanol, aroma bileşikleri, çeşitli enzimleri üretir.
Mezofilik LAB (20-45 0C; Lactobacillus spp., Pediococcus spp., Enterococcus spp.)….
süt bazlıdır
20 Food Microbiol 2010;27:691-697
LAB… Streptococcus thermophilus (%19), Pediococcus acidilactici (%27), Lb. Fermentum (%12), Enterococcus faecium (%12), Lb. bulgaricus,
MAYALAR…..Saccharomyces cerevisiae
107-108 cfu/g
21
“YETERLİ MİKTAR”
kavramı ülkeden ülkeye de farklılık gösterebilmektedir.
Bir ürün probiyotik olması için,
Japonya; min. 107 kob/g probiyotik bakteri
ABD; min. 108 kob/g probiyotik bakteri
İtalya; min 109 kob/g probiyotik bakteri
Ministero della Salute, Commissione unica per la nutrizione e la dietetica. Guidelines on
probiotics and prebiotics. Ministero della Salute, 2013
Int J Food Mirobiol 2011;149;185-93
Kanada,
Besinlerde suşa bağlı olmaksızın 1×109 cfu/ porsiyon düzeyinde verildiğinde;
-Bifidobacterium (adolescentis, animalis, bifidum, breve and longum)
-Lactobacillus (acidophilus, casei, fermentum, gasseri, johnsonii,
paracasei, plantarum, rhamnosus and salivarius)
probiyotikler olarak kabul etmiştir. Health Canada. Accepted Claims about the Nature of
Probiotic Microorganisms in Food.
22
Besin Etiketleme; Türkiye
TARHANA
23 Int J Food Microbiology 135 (2009) 105–111
Fermantasyon süresi
Buğday unu ve yoğurt tarhanası (1-7 gün fermantasyon) Oda sıcaklığı depolama
LWT 38 (2005) 409–416 24
Ay
Yoğurt miktarı (%75) Fermantasyon süresi Kurutma şekli (gölge, güneş) Depolama şekli, süresi Kaynama derecesi-yüksek ısıda pişirme
Maya….S.uvarum, S.cerevisia, Saccharomyces, Candida, Zygosaccharomyces, Geotrichum, Torulopsis
LAB bakterileri……..Lb. plantarum, Lb. brevis, Lb. rhamnosus, Lb. fermentum, Lb. pentosus, Lb. Paracasei, Leuconostoc, Streptococcus, Pediococcus, Micrococcus Bacillus
Buğday, darı, çavdar, pirinç, mısır gibi tahılların şeker
25
BOZA
9x106kob/mL
4.6x108 kob/mL
2.25x105kob/mL
8.1 x 106 kob/mL
30 0C
fermantasyon
Food Control 21 (2010) 1011–1021
Process Biochemistry 36 (2000) 127–130
J Appl Microbiol 2008;104, 465–477
Int J Food Microbiology 1997;35; 271-4
Process Biochemistry 42 (2007) 267–270
BOZA BAKTERİOSİNLERİ
26
ST69BZ, ST62BZ, ST63BZ, ST611BZ ve ST612BZ bakteriosinler;
E. coli, Pseudomonas aeruginosa, E.faecalis karşı etkin olmuştur.
Food Control 21 (2010) 1011–1021
27 Gıda 2008;33(5):241-250
28
SOYA; Oligosakkaritler,
Rafinoz, Stakyoz,
PREBİYOTİKLER
SİMBİYOTİK
29
n:8 sağlıklı birey; 4 K/4E; 100 mL Soya sütü
Soya Oligosakkaritlerinin KZYA ve NH3
Fekal pH azaltması
30
31
SEBZE TEMELLİ FERMENTE ÜRÜNLER
DÜŞÜK FERMANTASYON SICAKLIĞI;
-L.acidofilus, Bifidobacterium…..SORUN
-L. rhamnosus, L. casei ve L. plantarumun probiyotikleri….UYGUN
Sebzeler için; 37 0C…probiyotik bakteriler oldukça hızlı büyür.
Current Opinion in Biotechnology 2017, 44:94–102 Food Research International 2003:36, 527–543.
Geleneksel üretim
Endüstriyel üretim
33
Geleneksel üretim yöntemleri probiyotik kültürlerin inaktivasyonuna neden olabilir.
Fermente sebzelerde probiyotiklerin kullanılması, ürünlerin düşük sıcaklıkta depolanmasını gerektirir
34 World Journal of Microbiology and Biotechnology 2015; 31, 1947–1954
L. rhamnosus P1, L. plantarum P2, L. rhamnosus P3, L. casei P4
Çiğ salatalık LAB’nin spontan fermantasyonu (çiğ;102-103 kob/g fermantasyon;104-106 kob/g)
Caco-2 hücrelerine adhezyon
LAB bakteriyosinleri sentezlenir.
L. Plantarum P2 suşu; splenik monositlerin TNF-α, IL12 ekspresyonunu indüklemiştir
Salmonella enfeksiyonuna karşı gıdalarda koruyucu bir aday
35
Fermente Sebze Tüketimi
Agricultural and Food Science 2012;1, 182–196
DSM14.485
GÜNDE; 100 g fermente
sebze (sauerkraut veya rendelenmiş havuç + şalgam)
+ 200 mL havuç suyu
(spontan veya
L.plantarum DSM 14485)
Tüketilen üründe LAB sayısı YETERİNCE FAZLA olduğunda
«probiyotik» eklenen (L plantarum DSM 14485) ürünün tüketiminden sonra 10 kişisinin bağırsağında canlı olduğu gösterilebilmiştir.
I) İzole edilen suş; safra tuzları, mide asiditesine tolerans göstermiş, II) Sebze bazlı probiyotik gıdaların üretimi için yeni probiyotik suşlar geliştirilebilir!!!
36
TURŞU-Sauerkraut
Microbiological Research 2014:169, 623–632.
9.0 105 kob/mL
37
TURŞU-Salatalık
International Journal of Food Microbiology 2007;117, 61–67.
Pediococcus acidilactici CFR K7….PEDİOCİN
Kimchi, lahana ve salatalık turşusundan
Leuconostoc spp……… 900 kolonisi izole edilmiş
Oligosakkarit sentezini başlatıcı
World Journal of Microbiology and Biotechnology 2005;21:1351–1358.
38 Food Microbiology 2012;31,1–8. Journal of Bacterıology,2011,193: 4559–4560.
L.Pentosus M-10;
-Potansiyel probiyotik. -Düşük pH (1.5) -Safra tuzlarında canlı -Salmonella vb antimikrobial
39 Applied and Environmental Microbiology 2005:71 (8), 4233–4240.
30 gün oda sıcaklığında fermantasyon
Lactobacillus rhamnosus (3 suş) Lactobacillus paracasei (2 suş)
Bifidobacterium bifidum (1 suş) Bifidobacterium longum(1 suş)
106 cfu/g
Oda sıcaklığında 3 ay depolanarak hazırlanan zeytin,
10 günlük tüketim sonrası fecal
108-109 kob/10-15 adet
40 LWT-Food Science and Technology 2015;64, 938–945.
Oleuropein, hyroxytyrosol
-İntestinal mikrobiyota üzerinde pozitif etkileri mevcut, -In vitro E.coli adhezyonunu azalttığı
41
*Geleneksel ve doğrudan üretim yolları; hamur ve şalgam-havuç fermantasyonları (250C, 1 gün- 40C) *Leuconostoc mesenteroides tarafından başlar *L. plantarum spp. arabinosus, L. Fermentum, L. brevis
C.B.Ü. Fen Bilimleri Dergisi, 2012,8,17–26 Food Science and Technology, 2012,46, 36-41
ŞALGAM SUYU
43
limon suyu:pH 2.2
portakal suyu:pH 4.3
Bifidobakteri ve laktobasillus;
portakal ve ananas suyunda kızılcık suyuna göre
daha fazla canlı kalmıştır.
suşların durumuna,
ürünün nihai asit, asetik asit ve laktik asit
konsantrasyonuna bağlı
MEYVE TEMELLİ FERMENTE ÜRÜNLER
HARDALİYE
44
Lb.paracasei, Lb.casei subsp., Lb.brevis, Lb. Pontis, Pseudoplantarum
LAB sayısı 1x102 – 4x104 kob/mL
Oda sıcaklığında 5-10 gün fermantasyon;+4◦C de depolama
Kırmızı üzüm suyuna ilaveten öğütülmüş hardal tohumlarından Trakya ‘da üretilen yerli bir içecek sayılır.
45
Yüksek nemli
(%50-60 su)
Yarı kuru
(su %35-50; aw0.90-0.95)
Kuru
(su %20-35; aw 0.90)
(Fermantasyon + Kurutma) (20-24 0C + 15-18 0C)
FERMENTE ET ÜRÜNLERİ
ISIL İŞLEM GÖRMEYEN fermente et ürünleri
İnsan GIS probiyotikleri taşıyabilir
Kuru sosisin probiyotik için uygun taşıyıcı
olduğu sonucuna varılabilir.
Fermente et ürünlerinde;
-Yüksek oranda tuz kullanımı,
-Düşük pH,
-Düşük su aktivitesi,
-Nitrit dozu,
-Düşük oksijen seviyesi
-Isı muamelesi
FoodControl 2014; 42,315–320.
46
Pseudomonas, Salmonella,
E.Coli O157:H7 ……….
Başlangıç LAB + Microcococeae sayısı 103-105 kob/g
Gr(-) [Enterobacteriaceae, Pseudomonas.)
sayısı 103-104 kob/g
LAB sayısı 107-109 kob/g Kurutma süresince sabit
Geleneksel sosisin içeriği
FERMENTE ET ÜRÜNLERİ
Biocatalysis andAgricultural Biotechnology 2015; 423–431
47
fermantasyon
L.sakei, L.curvatus,
L.plantarum, W.viridescens,
E.pseudoavium…….
L.sakei, L.curvatus,
L.plantarum,
Dominant türler
Genellikle güvenli olarak değerlendirilen probiyotiklerin en önemli özelliklerinden biri
PATOJENİK OLMAMASI
GRAS (Generally Regarded As Safe) değerinin olmasıdır.
48
Lactobacillus, Bifidobacterium
GRAS listesindedir
Enterococcus ????
Laktik Asit Bakterileri
Organik asitler, asetik asit
Bakteriosinler, Reuterin
Hidrojen peroksit, diasetil
Üretim işlemine bağlı olarak,
ham fermente et ürünleri yüksek sayıda LAB içerebilir;
ama probiyotik olarak kabul edilmemektedirler
49
FAO/WHO
“Spesifik bir probiyotik besinle elde edilen veri(ler)
özel bir probiyotik suş veya
diğer probiyotik mikroorganizma içeren diğer
besinlere atfedilemez”
FAO/WHO, 2008 50
Bu ürünler canlı probiyotikleri içermelerine rağmen şimdiye kadar
sağlık üzerine etkileri
*TEST EDİLMEMİŞ,
*ÇOK AZ ÇALIŞMA YAPILMIŞ,
*ÇALIŞILMALARI AMAÇLANILMAMIŞTIR
51 Adv Biochem Engin/Biotechnol (2008) 111: 1–66
PROBİYOTİK BESİNLERİN BESLENME İLE İLİŞKİLİ FONKSİYONLARI
1.Basamak: Probiyotik Suşların Seçimi ve Verifikasyonu
2. Basamak: -İnsanlarda klinik olarak pilot çalışmaların yapılması
3.Basamak: -Probiyotik besinlerin teknolojik özellikleri
-Çocuklar üzerinde klinik testlerin yapılması -Probiyotik özellikler
-GI problemleri olan hastalar ile erişkinlerde klinik testlerin yapılması
-Probiyotik besinlerin fermente edilebilir özellikleri
-Özgün yöntemlerin oluşturulması -Geniş ölçekli/çaplı üretim yöntemleri
4. Basamak: Probiyotik ürünler ile ilgili bilgilerin yaygınlaştırılması/dağıtılması
Geliştirilmiş ve üretilmiş probiyotik besinlerin fonksiyonelliklerinin ispatı için izlenmesi gereken basamaklar
52
53
Fermantasyondan sorumlu her mikroorganizmanın probiyotik olmadığı unutulmamalıdır. Fermantasyona bağlı mikroorganizmalar, bilinen probiyotiklerin faydalı özelliklerinin çoğunu paylaşabilir.
Tüm fermente besinlerde mikroorganizmalar bulunurken, bazı ürünler daha sonra ısı veya filtrasyon işlemine tabi tutulduğundan canlılıklarını yitirirler.
54
Ekşi hamur ekmeği gibi diğer fermente ürünler için organizmalar fırınlama işleminden kurtulamazlar.
Turşular oda sıcaklığında saklandığında canlı kültür bulunmaz.
Probiyotiklerin besin matrislerindeki istikrarsızlığı nedeniyle alınması önerilen probiyotik konsantrasyonlarını korumayı başaramamaktadırlar.
55
Tüketicilerin hangi ürünlerin gerçekte canlı bakteri içerdiğini bilmesi her zaman mümkün değildir.
Tüketicilerin etiket bilgilerini dikkatlice incelemeleri gerekir.
Birçok üründe canlı kültür olarak bulunan bakteri cins ve türlerinin yanı sıra canlı kalan dozları da bilinmelidir.
LAB bakteriosinleri gastrointestinal sistemin çevresinden hayatta kalabildikleri sürece insan ince bağırsağında gıda patojenlerine karşı aktif olabilirler.
Probiyotiklerin sağlığa olan etkileri suşa özgü de düşünülmelidir. Probiyotiklerin sağlık üzerine etkinliği, spesifik suş ve dozda araştırmalar yapılıp kanıtlanmadığı sürece kabul edilemez.
56
Geleneksel/ticari fermente besinlerin probiyotik içeriklerinin sağlık üzerine etkilerini gösteren çalışma sayısı sınırlıdır.
Bu ürünlerde bulunan bakterilerin sağlığa yararları insan çalışmaları ile desteklenmediği sürece, probiyotik olarak adlandırılmamalıdır.
