Turşudan laktik asit bakterilerinin izolasyonu ve bunlardan starter kültür üretiminin araştırılması

Abstract

6. ÖZET Bu çalışmada, Samsun yöresinden alınan turşu salamuralarında bulunan laktik asit bakterilerinin belirlenmesi ve bunların starter kültür olarak kullanılmalarının araştırılması amaçlanmıştır. Bu amacı gerçekleştirmek için, ticari isletmelerden ve evlerden derlenen salamura örnekleri yanında, bir bölümü laboratuvarlarımızda üretilen doğal fermentasyon turşularından toplam 39 örnek incelenmiş ve bunlardan 100 bakteri susu izole edilerek teste tabi tutulmuştur. Starter kullanımı için en -fazla asit oluşturan ve tuza dayanma gücü en yüksek 2 sus seçilerek, hıyar, domates ve biber turşuları hazırlanmıştır. 39 turşu salamurasından izole edilen 100 sus ile yapılan çalışmalar sonucunda bunların genel özellikler bakımından tümden gram-poz i t if, katalaz-negatif oldukları ve gaz oluşturma yeteneğinde olmadıkları belirlenmiştir. Hücreler genelde kısa çomak, fakat bazıları orta uzunlukta çomaklardır. Susların hepsi 15 `C'de gelişme gösterirken, 45 `C'de gelişmede farklılıklar görülmüştür. % 5 ve 7.5 tuz konsantrasyonunda bütün suslar gelişirken, % 10 tuzda gelişen suslar olduğu gibi, zayıf gelişme gösteren veya hiç gel işemeyen şualara da rastlanmıştır. Diasetil ve asetoin oluşumu yönünden susların büyük kısmı pozitif sonuç verirken, zayıf sonuç veren veya bu yetenekten tümden yoksun suslar da saptanmıştır. 100 bakteri susu genel özellikleri ile Lactobacillaceae familyasına aittir. Morfolojik yönden yapılan incelemede- 52 - yanlızca çomak seklinde bakterilere rastlandığı için bunların Lactobacillus cinsine sınıflanması uygun bulunmuştur. Homofermentatif olan bu suşlar hücre zarında DAP bulunup, bulunmayışına göre Sporolactobacillus ve Lactobacillus alt cinslerine ayrılmıştır. Sporolactobacillus cinsini oluşturan suşlar L.plantarum türü özelliğine sahip bulunmuşlardır. Bu tür hücre zarında DAP içermektedir. Arabinoz ve ksiloz fermentasyonuna göre üç ayrı varyete ayrılmıştır. Elde edilen susların 26`sı L.plantarum /zar. pentosus, 14'u L.plantarum //ar. arabinosus ve 40' ı yani % 50'si L.plantarum star. plantarum olarak tanılanmışlardır. Hücre duvarında DAP içermeyen Lactobacillus alt cinsine ait 20 susun L.casei türü temsilcileri olduklarına karar verilmiştir. Turşularda yapılan duyusal analiz sonuçlarına bakılacak olursa, hıyar turşusunda en çok beğeniyi 13.3 puan ile asetik asit ilavesi ile hazırlanan salamurada, saf fermentasyon yaptırılan örnek almıştır. Nitekim diğer hıyar turşularının içi boşalırken, asit ilavesi ile hazırlanan 3 nolu örnek de boşalma görülmemiştir. Domates turşularından 4 nolu tanık örnek en az beğeni kazanırken 1 nolu saf kültürle hazırlanan örnek 17.3 puanla en çok beğenilen turşu olmuştur. Biber turşularında ise doğal fermentasyona bırakılan 4 nolu örnek 18.3 ile en yüksek puanı almıştır. Hıyar, domates ve biber turşularının kuru maddesinde- 53 - hammaddeden turşuya geçişte bir artış olmuştur. Bu sonuç sebzelerin salamuradaki tuzu bünyelerine alması ile gerçekleşmiştir. Hıyar turşusunda V. 5.3 ila % 7.9 arasında kuru maddeye rastlanırken bu değer domates turşusunda V. 7.5 ila 7.9 ve biber turşusunda % B.9 ila 9.6 arasında gerçekleşmiştir. Hammaddeden turşuya geçişte kül miktarında görülen artış, kuru maddedeki artışla aynı nedene dayanmaktadır. Gerçekten de katı kısımdaki kül ile katı kısımdaki tuz sonuçları arasında oldukça büyük bir uyum görülmüştür. Hıyar turşusu % 2.1 ila 3.4 arasında kül değerlerine sahiptir. Bu değer domates turşusunda % 2.7 ila 3.2 ve biber turşusunda % 2.6 ila 3.1 arasında değişmiştir. Katı kısımda bulunan tu2 esas alınırsa hıyar tursusundaki tuzun %1.9 - 3.2, domates turşunda % 2.4 - 2.9 ve biber turşusunda % 2.3 - 3.0 arasında değiştiği görülür. Değişik turşu örneklerinde en yüksek indirgen maddeye sürekli olarak asetik asit ilavelilerde rastlanmıştır. Buna göre asetik asit ilavesinin -fermentasyonu geciktirdiği söylenebilir. Hıyar, domates ve biber turşularında bulunan indirgen madde miktarları aynı sıraya göre 0.004 - 0.7, 0.6-1.8 ve 0.2 - 0.98 g/100 g arasında değişmiştir. Buna göre fermentasyon en çabuk hıyar turşularında, en geç de domates turşularında sona ermektedir. Meyve yapısı nedeniyle bu doğal bir sonuçtur. Sebzelerin turşuya islenmesi sırasında C-vitamininde az veya çok kayıplar meydana gelmektedir, örneğin, taze hıyarda- 54 - 64.66 mg/kg olan C-vitamini, hıyar turşularında 10.54 - 35.85 mq/kq'a düşmüştür. Domatesde 60.66 mg/kg' dan, 8.43-46.38 mg/kg` a ; biberde 213.92 mg/kg'den 78.02 - 183.45 mg/kg'a inmiştir. Hıyar ve domates turşusu yapımında, saf -Fermentasyon için pastörizasyon işlemi bu azalmayı artırırken, salamuraya '/. 0.5 asetik asit ilavesi azalmayı önleyici etki yapmış; biber turşusu yapımında bu olaylar tersine gelişmiştir. Tüm deneme turşularının pH'sı 3 - 3.5 arasında değerler göstermişlerdir. Domates turşularının pH'sı en düşük, hıyar turşularının ise en yüksek değerleri vermiştir. Ayrıca salamuraya asetik asit ilavesi her üç turşuda da pH'nın düşmesini sağlamıştır. Turşuların titrasyon asitliği kullanılan sebzeye göre farklıdır. Turşu salamurası ve katı kısmında yapılan titrasyon asitliği de özellikle hıyar turşusunda -farklı çıkmıştır. Fermentasyondan önce salamuraya % l seker ilavesi hıyar, hatta biber turşularının asitliğini %1' in üzerine çıkarmak için yeterli olmamıştır. Kullanılan starterlerden biri < sus 10 A ) diqer kültürlerden ve doğal fermantasyondan daha fazla titrasyon asiti oluşumu sağlamıştır. Ayrıca starter kullanımı ile daha arı bir fermentasyon sağlanmakta ve daha az uçucu asit meydana gelmektedir. Turşuda yapılan tuz tayini salamura ve katı kısımdaki tuz miktarlarının farklı değerler verdiğini göstermiştir. Bu da fermentasyonun henüz yeni bitmekte olması ve tam bir bileşim dengesi oluşmamasından kaynaklanabilir. Asıl önemli olan, saf- 55 - fermentasyon için uygulanan pastörizasyon işleminin özellikle hıyar ve biber salamurasında tuzun azalmasına neden olduğudur. İlgine bir başka sonuçta starter kullanılması durumunda % 3.5 başlangıç tuz konsantrasyonunun kalite bir üretim için yeterli olduğudur. Domates ve bazen biber turşularında beyaz lekelere rastlanmaktadır. Bu çalışma sırasında bu durum domateslerde görülmüştür. 10 A susu ile aşılanan 1 ve 3 nolu turşularda çok az, 4 nolu doğal -fermentasyonda ve 22 B ile aşılanan 2 nolu örnekte fazlaca beyaz leke görülmüştür. Buna göre starter seçiminin bu yönden önem taşıdığı söylenebilir. Bu arada doğal fermentasyonlarda, biber turşuları hariç yüzeyde bozulma görülmüştür. Bu bozulma hıyar ve domates turşularında, hoşa gitmeyen, batıcı bir koku ve tad oluşumuna yol açmıştır. Bu da özellikle domates ve hıyar turşularında saf kültür fermentasyonunun önemimi ortaya koymaktadır. Yine asetik asit ilevesinin özellikle hıyar turşularında boşalma üzerine engelleyici bir etkisi olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, asetik asit ilavesi ile hazırlanan hıyar turşusu panalistlerce daha olumlu olarak değerlendirilmiştir.

7. 8UMMARY In this study it was aimed to determine the lactic acid bacteria in the brines of the pickles that were obtained -From some local markets in Samsun. For this aim, there were 39 samples- some of them obtained from commercial markets, some of them from the home-made pickle brines, and some of them from the pickles prapared in our laboratory- and using them, 100 bacteria strains were obtained. Using the most acid producing and the highest salt-tolerant two strains as starter, cucumber, tomato and pepper pickles were prepared. All of the 100 strains isolated from 39 pickle brines were found to be gram-positive, catalase reaction negative and not able to produce gas. The cells were generally short rods, but some of them were middle size rods. Despite all of the strains could grow at 15 °C, at 45 `C there were some differences in growth. Despite all of the strains could grow at 5 % and 7.5 % salt concentrations, at 10 V. Bait concentrations some could grow, Borne could weakly grow, and some strains couldn't grow. ThB asetoin and the asetil forming was positive for most of the strains, some of them was weakly positive, or some of them was negative. The isolated 100 bacteria strains are belong to Lactobaci 1 laceae family. During the morphological investigations, only rod-shaped bacteria were found, so they were classified into genus Lactobacillus. These homofermentative strains were divided into Sporolactobaci 1 lus57 - and Lactobacillus sub-species due to DAP content or not in cell membranes. The strains forming the Sporolactobaci 1 lus genus were found to have L.plantarum species properties. This species have DAP their cell membranes. Due to the arabinose and xylose fermentation these species were divided into three varienties. 26 L.plantarum var. pentosus, 14 L.plantarum var. arabinosus and 40 ( 50 % of all ) L.plantarum var. plantarum strains were determi ned. 20 cultures belonging to Lactobacillus sub-genus that not include DAP In their cell wall were defined as a member of L.casei species. According to the sensory evaluation analysis of the pickles, the most preferred cucumber pickle was that prepared with pure fermentation with the brine added acetic acid (13.3 score). While hollow formation was occured in the other cucumber pickles there wasn't such a formation in the acid added samples. While the blank tomato pickle was the less preferred, the one prepared with pure culture was the most preferred and got 17.3 scores. The pepper pickle prepared by natural fermentation got the highest scores ( 18.3 ). There was an increase at the dry matter content of the pickles with respect to the raw materials. This is the result of the absorption of salt from brine to the material. The dry matter contents of cucumber, tomato and pepper pickles were58 - between 5.3 - 7.9 %, 7.5 - 7.9 % and 8.9 -9.6 % respectively. The ash content of the pickles were also higher than the raw material due to the same reason mentioned about the dry matter. Really, there was a great correlation between the ash and salt contents of the dry parts. The ash contents of the cucumber tomato and pepper pickles were between 2. 1 - 3.4 %, 2.7 - 3.2 % and 2.6 - 3.9 % respectively. The salt contents of the dry parts of cucumber tomato and pepper pickles were 1.9 - 3.2 %, 2.4 - 2.9 %, 2.3 - 3.0 % respectively. The highest reducing matter content was always found in the acetic acid added pickles. According to this result, it could be said that acetic acid addition delayed the fermentation. The reducing matter contents of cucumber, tomato and pepper pickles were between 0.04 - 0.7, 0.6 - 1.8 and 0.2 0.98 g/100 g respectively. According to these results the fermentation is fast in cucumber pickles, and slow in tomato pickles, and this is a normal result depending on the fruit tissues. During the pickling of vegetables, there is a little or more destruction at ascorbic acid contents. For examples, while the ascorbic acid content of fresh cucumber was 64.66 mg/kg it was decreased to 10.54 - 35.85 mg/kg in the pickled cucumber. Also the fresh tomatoes and fresh peppers had 60.66 mg/kg and 213.92 mg/kg ascorbic acid respechvely, but these values were reduced to 8.43 - 46.38 mg/kg and 78.02 - 183.45 mg/kg- 59 respectively in tomato and pepper pickles. During the preparation o-f cucumber and tomato pickles, while the pastor i zation process performed for pure fermentation increased this decrease, the 0.5 % acetic acid addition prevented this decrease; but in pepper pickles theBe were contrary. All of the pickles had pH values between 3 - 3.5. The pH values of tomato pickles were less, and cucumber pickles were highest. The addition of acetic acid caused a decrease in the pH values of all the three types of pickles. The titration acidity of the pickles were differed according to the pickles to the vegetable used. Also the titration acidity results performed in the brine and the dry material of the pickles were different especially for the cucumber pickles. Addition of 1 V. sugar to the brines at the begin! ng of the fermentation wasn't enough to raise the acitidty over IV. in cucumber and even in pepper pickles. One of the starter cultures (strain 10 A) produced more titration acidity than the other cultures and the natural fermentation. Also by UBing starter culture, a more pure fermentation could be obtained, and less volatile acidity was happened. The results of salt analysis showed that the values were different for the brine, and the dry material. ThiB may be because the fermentation was newly about reaching the end and because there wasn't an exact eguilibrlum of composition yet. The most important thing was that the pastor i zation process performed for pure fermentation caused a decrease in the salt60 - content of expecially the brines of cucumber and the pepper pickles. Another interesting result is that the 3,5 % a salt concentration at the begining is enough -for a high quality production. On the tomato and sometimes on the pepper pickles, white stain formation is encountered. During this research, this was happened on the tomato pickles. This formation was less at the number 1 and 3 pickles inoculated with the strain 10 A, but more at the number 4 natural fermentation pickle, and number 2 pickle inoculated with the strain 22 B. The preference of starter culture could be important for this reason. During the natural fermentation, except for the pepper pickles, there was spoilage at the surface. At the cucumber and tomato pickles this spoilage caused an unpleasant, pungent odour and taste. ThiB shows the importance of pure culture fermentation especially at the tomato and cucumber pickles. Also the addition of acetic acit had a preventative effect on hollow formation especially at the cucumber pickles, and such acetic acid added pickles were evaluated as better by the panelists.