Mixed growth kinetics of lactic starters

Abstract

ÖZET LAKTİK STARTERLERİNİN KARIŞIK KÜLTÜR İÇİNDE ÜREME KİNETİ?İ Berkman, Tunay Yüksek Lisans Tezi, Gxda Müh. Bölümü Ortadoğu Teknik üniversitesi Tez Yöneticisi: Doç. Dr. T.Faruk Bözoğlu Şubat 1988, 76 sahife Doğada tek başına mikroorganizmaların bulunması mümkün değildir. Genellikle mikroorganizmalar bir arada karışık kültürler halinde bulunurlar, karışık kültürler içerisinde birbirlerinin biyolojik aktivitelerini etki lerler. Karışık kültürlerin üremeleri karmaşıktır, çünkü karışık kültür sistemini etkileyen varyasyon sadece zaman değil, aynı zamanda karışık kültürdeki her elemanın bir birleri arasındaki etkileşimidir. Bu nedenle bu tür sis temleri çalışırken, üreme kinetiğinin basit matematiksel modelini çıkarmak sistemi tanımak açısından kolaylık sağ lar. Bu çalışmada yoğurt ve değişik peynirlerin üreti minde starter olarak kullanılan L.bulgaricus ve S. thermophilus -v-karışık kültürünün üreme kinetiği incelenmiştir. Başlangıç ortamında bulunan iki bakterinin birbirlerine oranının üre me kinetiği üzerinde etkisi saptanmıştır. Tek suş kültür olarak L.bulgaricus ve S. thermophilus ve karışık kültür olarak her iki bakteri kompleks laktoz ortamında fermantör ve sallantılı beher içinde 37°C'ta bü yütülmüştür. Her bakterinin canlı hücre sayısındaki deği şim ölçülmüştür. Sonuçlar karışık kültür içindeki bakterilerin baş langıçtaki sayım oranının bakterilerin üreme hızını etki lediğini göstermiştir. Karışık kültür içinde S.thermophilus susu her zaman baskın karakter göstermiştir. Tek suş kültür olarak L.bulgaricus ve S. thermophilus ve karışık kültür olarak her iki laktik asit bakterisinin üreme modeli çıkarılmıştır. Tek suş kültürlerinin üreme kinetiği düzeltilmiş lojistik üreme denklemi ile ifade edilmiştir. Karışık kültürlerin üreme kinetiği doğrusal olmayan eşanlı adi diferansiyal denklem sistemi ile model- lenmiştir. Anahtar Kelimeler: Karışık Kültür, S. thermophilus, L.bulgaricus, üreme kinetiği. -vı-

ABSTRACT MIXED GROWTH KINETICS OF LACTIC STARTERS Berkman, Tunay M.S. in Food Engineering Middle East Technical University Supervisor: Assoc. Prof. Dr. T.Faruk Bozoğlu February 1988, 76 pages In nature, mixed microbial cultures are common and various species influence the activities of each other. Growth of mixed culture is complicated because the state variables of the system are changing not only with respect to time but with respect to each other as well. In order to study such a system, it is often helpful to construct a conceptual framework in form of mathematical model. In this study, mixed culture growth of two lactic acid bacteria, Streptococcus thermophilus and Lactobacillus bulgaricus used as starters in yogurt and various types of cheese were examined. Effect of initial population ratio of two bacteria in inoculum on growth kinetics was determined. -iii-Single strain culture of L.bulgaricus, S. thermophilus and a mixed culture of both starter were grown in a complex lactose media at 37 C in shake-flask and Chemap Fermentor. Variation in viable cell number of each bacteria during fermentation was measured. Results had indicated that initial population ratio of L.bulgaricus to S. thermophilus in mixed culture effects the specific growth rates of each bacterium. S. thermophilus has always shown dominancy in mixed culture.'inspite of its lower initial inoculum size than that of L.bulgaricus. A kinetic model ' for biomass production of S. thermophilus and L.bulgaricus in single and mixed cultures were presented. Biomass production kinetics of single strain was expressed with modified logistic equation by making curve fitting analysis. Mixed growth of these bacteria in complex lactose medium were modelled as a system of simultaneous nonlinear ordinary differential equation by building a new model. Key Words: mixed culture, L.bulgar icus, S. thermophilus, biomass kinetics. -iv-