Bakteriyofaj mikrokapsülasyonunun optimizasyonu ve mikrokapsüle Bakteriyofajın yoğurt üretiminde kullanım olanaklarının araştırılması

Abstract

Doğada en fazla bulunan biyolojik topluluklardan birini temsil eden bakteriyofajlar, kendilerine özgü hedef bakteriyi öldürebilen bakteri virüsleri olarak tanımlanmaktadır. Son yıllarda, patojen bakterilerin antibiyotiklere karşı direnç kazanması, bakteriyofaj uygulamasını yeniden gündeme getirmiştir. İnsan sindirim sisteminin doğal mikrobiyotasında bulunan bakteriyofajlar ağız yoluyla alındıklarında, gastrointestinal sistemden geçişleri sırasında yüksek asitlik ve sindirim enzimleri gibi olumsuz etkilere maruz kalmalarından dolayı aktivitelerini kaybetmektedir. Bakteriyofajları, gıdanın bileşenleri, fizikokimyasal özellikleri ve depolama koşulları ile gastrointestinal sistemin olumsuz etkilerine karşı korumak için mikrokapsülasyon yöntemi kullanılabilmektedir. Bu çalışma ile bakteriyofaj mikrokapsülasyonda kullanılan kaplama çözeltisindeki sodyum aljinat ve sodyum kazeinat oranları ile titreşim frekansı değişkenlerinin optimizasyonunun sağlanarak en yüksek yükleme verimliliğine, düşük pH değerleri dayanımına ve en küçük kapsül boyutuna sahip mikrokapsül oluşturulması hedeflenmiştir. Ayrıca çalışmada, Salmonella türlerinin % 98.2'sini lize edebilen Felix O1 bakteriyofajının yapay mide ortamında aktivitesinin belirlenmesi, yapay bağırsak ortamında Felix O1'in mikrokapsüllerden salınımının matematiksel modellemesi, Felix O1 mikrokapsüllerinin model gıda olarak seçilen yoğurdun üretiminde kullanılması amaçlamıştır. En yüksek verimlilik değerine sahip mikrokapsülleri üretmek için titreşim frekans değerinin 1.61 kHz, kaplama çözeltisindeki sodyum aljinat ve kazeinat oranlarının sırasıyla % 1.86 ve % 3.26 olduğu; pH 2.0'ye maruz bırakılan mikrokapsüllerdeki Felix O1'in azalma oranının en düşük olduğu optimum nokta için frekans değerinin 4.50 kHz, kaplama çözeltisindeki sodyum aljinat ve kazeinat oranlarının sırasıyla % 2.00 ve 2.69 olduğu; en yüksek mikrokapsül verimliliği, pH değeri 2.0 olan çözelti içerisinde en düşük Felix O1 azalma oranı ve en küçük mikrokapsül çevre uzunluğu olmak üzere her üç cevap için optimum koşullara sahip mikrokapsülleri üretmek için frekans değerinin 4.50 kHz, kaplama çözeltisi içerisindeki sodyum aljinat ve kazeinat oranlarının sırasıyla % 1.53 ve 2.72 olduğu nokta optimum olarak belirlenmiştir. Yapay mide ortamında Felix O1 titresindeki en yüksek azalma miktarının, en yüksek mikrokapsül verimliliğine, pH değeri 2.0 olan çözelti içerisinde en düşük Felix O1 azalma oranına ve en küçük mikrokapsül çevre uzunluğuna sahip mikrokapsüllerde olduğu ve söz konusu mikrokapsülü, sırasıyla en yüksek mikrokapsül verimliliğine ve pH değeri 2.0 olan çözelti içerisinde en düşük Felix O1 azalma oranına sahip mikrokapsüllerin takip ettiği belirlenmiştir. Mikrokapsüle ve serbest formdaki Felix O1'in üretimlerinde kullanıldıkları yoğurt örneklerindeki Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus ve Streptococcus thermophilus'un canlılıklarını ve yoğurt örneklerinin fizikokimyasal özelliklerini olumsuz etkilemediği ortaya konmuştur. Tek başına ya da yoğurt içerisinde yapay bağırsak ortamında bekletilen mikrokapsüllerden Felix O1 salınımının Korsmeyer-Peppas modeline iyi uyum sağladığı ve Felix O1'in salınım mekanizmasının difüzyon ile gerçekleştiği tespit edilmiştir. Elde ettiğimiz sonuçlar neticesinde, Felix O1'in yoğurdun fonksiyonel özelliğinin arttırılmasında kullanılabileceği, böylece Felix O1'in yoğurt ile vücuda taşınabileceği ve vücut içerisinde etkin bir şekilde faaliyet gösterebileceği ortaya konmuştur.