Pelin Bozkurt, Dr. Tuğba Kök-Taş, Doç. Dr. Zeynep Güzel-Seydim
Süleyman Demirel Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, ISPARTA
tugba.koktas@gmail.com, zeyneps@sdu.edu.tr
GELENEKSEL VE TİCARİ OLARAK ÜRETİLEN KEFİRLERİN
MİKROBİYAL İÇERİKLERİNİN BELİRLENMESİ
ÖZET
Geleneksel kefir, birçoğu probiyotik özellikte olan laktik asit bakterilerini ve mayaları içeriğinde bulunduran doğal “kefir danelerinin” mikrobiyal aktivitesiyle üretilir. Bu araştırmanın amacı, geleneksel olarak kefir danesinden üretilen kefir ve piyasada ticari olarak satılan kefirlerin mikrobiyal içeriklerinin raf ömürleri süresince tespit edilmesi ve karşılaştırılmasıdır. Yapılan araştırmada geleneksel olarak üretilen kefir ile ulusal düzeyde üretilen 3 farklı ticari ürün depolama süresince karşılaştırılmıştır. Bu amaçla ürünlerin laktobasil, laktokok, L. acidophilus, Bifidobacterium spp. ve maya içerikleri belirlenmiştir. Araştırmada geleneksel ve ticari kefir örneklerinin 1. gün laktobasil içeriği ortalama 9,23 log kob/ml ve 8,13- 8,40 log kob/ml değişim aralığında, laktokok içeriği geleneksel kefir örneğinde ve ticari kefir örneklerinde sırasıyla 9,21 log kob/ml ve 6,23–8,43 log kob/ml olarak tespit edilmiştir. L. acidophilus içeriği geleneksel kefir örneğinde ortalama 6,1 log kob/ml, ticari kefir örneklerinde 2,35-3,93 log kob/ml olarak önemli düzeyde farklı olarak bulunmuştur. Bifidobacterium spp. içeriği geleneksel kefir örneğinde ortalama 6,16 log kob/ml gibi önemli bir düzeyde tespit edilirken sadece bir ticari kefir örneğinde 1,29 log kob/ml olarak bulunmuş, diğer ticari kefir örneklerindeyse tespit edilmemiştir. Geleneksel kefir örneğinde ve ticari kefir örneklerinde maya içeriği sırasıyla 4,7 log kob/ml ve 2,43 log kob/ml dir. Kefir danelerinden üretilen kültürle yapılan geleneksel kefirde tespit edilen mikroorganizma ve probiyotik bakteri içeriklerinin ticari olarak tüketilen kefirlere göre önemli düzeyde fazla olduğu tespit edilmiştir. Kefirin, terapötik özelliklerinin etkin olarak sağlanabilmesi bakımından endüstriyel düzeyde üretiminin hazır ticari kültürler yerine kefir daneleri kullanılarak yapılması gereklidir.
Anahtar Kelimeler: Kefir, probiyotik, L. acidophilus, Bifidobacterium spp.
ABSTRACT
Traditional kefir is produced by microbial activity of natural “kefir grains” which have a relatively stable and specific balance of lactic acid bacteria and yeast including probiotic microorganisms. Due to the claimed health benefits of kefir has become an important functional dairy food. The purpose of the research was to determine and compare the microbial contents of traditional kefir and commercial kefir samples. Traditional kefir was produced using natural kefir grains, and commercial (three different national brands) kefir samples were purchased from the local market. Lactobacillus, Lactococcus, L. acidophilus, Bifidobacterium spp. and yeast counts were carried out during storage. Lactobacillus contents of traditional and commercial kefir samples varied between 9,23 log cfu/ml ve 8,13- 8,40 log cfu/ml, respectively; content of Lactococcus in traditional kefir and in commercial kefir samples were 9,21 log cfu/ml and 6,23-8,43 log cfu/ml, respectively at the first day of storage. Content of L. acidophilus in traditional and commercial kefir samples were 6,1 log cfu/ml and 2,35-3,93 log cfu/ml, respectively. Bifidobacterium spp. contents of traditional kefir and commercial kefir were 6,16 log cfu/ml and 1,29 log cfu/ml, respectively. One commercial kefir sample did not contain commercial Bifidobacterium spp. Contents of yeasts in traditional kefir and commercial kefir samples were 4,7 log cfu/ml and 2,43 log cfu/ml, respectively. Traditional kefir samples had significantly higher amounts of microorganisms including probiotics. To provide therapeutic properties kefir should be produced using kefir grains instead of starter cultures.
Keywords: Kefir, probiotic, L. acidophilus, Bifidobacterium spp.
Giriş
Kefir danesi, kendine özgü bir mikrofloraya sahiptir. Bu mikroflora laktik asit bakterilerini (LAB), asetik asit bakterilerini ve mayaları belli oranlarda içermekte ve bu bakterilerin ürettikleri kefiran polisakkariti içinde simbiyotik bir topluluk halinde bulunmaktadır (1, 2). Vedamuthu (3) kefir danelerinde maya ve LAB arasında simbiyotik bir ilişki olduğunu belirtmiştir. Şekil1 de kefir danelerinin görünüşü sunulmuştur.
Şekil 1. Kefir daneleri
Araştırma sonuçlarına göre kefir danesinde pek çok homofermantetif ve heterofermentetif Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc ve asetik asit bakterileri tespit edilmiştir. Ayrıca klasik ve moleküler yöntemler ile tanımlanmış probiyotik bakterilerini doğal olarak bulunduran kefir, sağlık yönünden yararları bilinen fermente bir süt ürünü olarak dikkat çekmeye başlamıştır. Probiyotik içeceklerin terapötik amaçlı kullanımı için minimum probiyotik bakteri değeri 6-7 log kob/ml olarak önerilmektedir (4, 5). Kodeks Alimentarus Komisyonu tarafından spesifik mikroorganizma konsantrasyonu 7 log kob/ml olarak belirtilmiştir (6). Ayrıca Japonya’da LAB ve fermente süt içeceklerinde minimum bakteri değerini 7 log kob/ml (7, 8), FAO tarafından önerilen minimum bakteri değeri ise 5 log kob/ml olarak belirtilmiştir (9).
Sütten laktik asit ve alkol fermantasyonları sonucunda üretilen kefir, kendine özgü fermente bir süt ürünüdür. Laktoz intolerans etkilerini azaltması, savunma sisteminin iyileştirilmesi, kolesterolün düşürülmesi, antimutajenik ve antikanserojenik özellikleri gibi sağlık üzerine olumlu etkilerinden dolayı kefir dünyada önemli bir fonksiyonel süt ürünü olmuştur (19) (Şekil 2). Kefirde bulunan fermantasyon sonrası oluşan organik asitler, bakteriyosinler, konjuge olmuş linoleik asitler ve bioaktif peptitler gibi bioaktif metabolitler de kefirin fonksiyonel özelliklerini oluşturmaktadır. Kefir danelerinin aseptik muhafazasında karşılaşılan güçlüklerden dolayı endüstriyel kefir üretimi genellikle sınırlı miktarda mikroorganizma içeren hazır starter kültürlerle yapılmaktadır.
Şekil 2. Kefir fermente içeceğinin sağlık üzerine etkileri (Guzel-Seydim ve ark., 2010)
Bu araştırmanın amacı, geleneksel olarak kefir danesinden üretilen kefir ile piyasada ticari olarak satılan kefirlerin fonksiyonel etkinliğin en önemli kriteri olan mikrobiyal ve özellikle probiyotik içeriğinin belirlenmesidir.
Materyal ve Metot
Materyal
Geleneksel kefir üretimi için Süleyman Demirel Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Gıda Mühendisliği Laboratuvarında geliştirilen kefir danesi kullanılmıştır. Ticari olarak satılan kefir Isparta’da bulunan marketlerden temin edilmiştir.
Metot
Şekil 2. Kefir fermente içeceğinin sağlık üzerine etkileri (Guzel-Seydim ve ark., 2010)
Geleneksel kefir üretimi için çiğ süt 85 °C de 15 dakika pastörize edilmiş ve oda sıcaklığına (25 °C) soğutulmuştur. Sonrasında %2 oranında kefir danesi süte inoküle edilerek, 25 °C’de fermente edilmiştir. pH 4,6 ulaşınca inkübasyon sonlandırılmıştır.
Mikrobiyolojik Analizler
Laktobasil, laktokok, L. acidophilus, Bifidobacterium spp. ve maya içeriği belirlenmiştir. Laktobasil içeriğinin belirlenmesinde MRS agar (Merck), laktokok içeriğinin için M17 agar (Merck), L. acidophilus için MRS-Sorbitol agar, Bifidobacterium spp. için MRS-NNLP agar (10) kullanılmıştır.
Lactobacilli spp. İçeriği: Hazırlanan dilüsyonlardan 1 mL örnek steril petri kutularına pipetlendikten sonra, 45°C’ ye kadar soğutulmuş 15 mL MRS Agar (Merck) petri kutusuna ilave edilmiştir. İnkübasyon 37°C’de 3 gün %6’lik CO2 inkübatörde (CO-150, New Brunswick Scientific, ABD) inkübe edilerek, 30-300 koloni bulunduran petrilerde sayımlar yapılmıştır.
Lactococci spp. İçeriği: Hazırlanan dilüsyonlardan 1 mL örnek petri kutularına pipetlendikten sonra, 45°C’ ye kadar soğutulmuş 15 mL M17 Agar (Merck) petri kutusuna ilave edilmiştir. İnkübasyon 37°C’de 2 gün %6’lik CO2 inkübatörde gerçekleştirilerek, 30-300 koloni bulunduran petrilerde sayımlar yapılmıştır.
L. acidophilus İçeriği: Kefir örneklerinde L. acidophilus kolonilerini saymak amacıyla MRS-salisin (Sigma) agar kullanılmıştır. %10 ‘luk hazırlanan salicin 0,43 µm olan steril filtreden geçirilerek, 50°C’ ye kadar soğutulmuş MRS agar içerisine ilave edilip karıştırılmıştır. Hazırlanan dilüsyonlardan 1 mL örnek steril petri kutularına alınarak üzerine 15 mL MRS-salicin agar petri kutusuna ilave edilmiştir. İnkübasyon 37°C ’de 2 gün %6’lık CO2 inkübatörde gerçekleştirilerek, 30–300 koloni bulunduran petrilerde sayımlar yapılmıştır.
Bifidobacterium spp. İçeriği: Kefir örneklerinde B. bifidum kolonilerini saymak amacıyla MRS- NNLP agar seçici besiyeri kullanılmıştır. NNLP karışımı, Neomisin sülfat (Merck) (100 mg/L), nalidisik asit (Merck) (50 mg/L), lityum klorit (Merck) (3000 mg/L), paronomisin sülfat (Merck) (200 mg/L) tartılarak, üzerine 100 ml saf su ilave edilmiş ve 35°C karıştırıcıda çözündürülmüştür. Steril filtereden 0,43 µm geçirilerek, %20 oranında MRS agar içerisine ilave edilmiştir. Hazırlanan örnek dilüsyonlarından 1 mL steril petri kutularına alınarak ve 45°C’ ye kadar soğutulmuş 15 mL MRS-NNLP agar inoküle edilmiştir (Özer et al., 2008). İnokülasyon 37°C ’de 3 gün %6’lık CO2 inkübatörde gerçekleştirilerek 30–300 koloni bulunduran petrilerde sayımlar yapılmıştır.
Maya-Küf İçeriği: Hazırlanan dilüsyonlardan 1 ml örnek petri kutularına alınarak, 45°C’ ye kadar soğutulmuş PDA (Potato Dextrose Agar, Merck) ’dan 15 ml petri kutusuna ilave edilmiştir; 25 °C ’de 5 gün inkübe edilerek, 30–300 koloni bulunduran petrilerde sayımlar yapılmıştır.
Bulgular ve Tartışma
Ticari olarak satılan kefir ürünlerinin (A, B, C kodlarıyla gösterilmiştir) 1. gün laktobasil içerikleri 8,13-8,40 log kob/ml ve laktokok içerikleri 6,23-8,43 log kob/ml değişim aralığında bulunmuştur. Ticari olarak satılan kefir ürünlerinden yalnızca birinde maya içeriği 2,43 log kob/ml olarak belirlenirken diğer örneklerde maya tespit edilmemiştir (Şekil 3). Tipik kefir tat ve aromasında kendine özgü tat laktik asit bakterilerinin yanı sıra maya içeriğinden de kaynaklanmaktadır. Dolayısıyla, kefir içeriğinde mayaların da bulunması karakteristik özelliklerin sağlanması bakımından önemlidir.
Geleneksel kefir örneğinde ise 1. gün laktobasil içeriği 9,23 log kob/ml, laktokok içeriği 9,21 log kob/ml, maya içeriği 4,7 log kob/ml olarak tespit edilmiştir (Şekil 3). Diğer araştırmacılar tarafından belirlenen kefirin laktobasil içeriği 8,0-9,2 log kob/ml (11, 12, 13, 14, 15), 8,3-10,0 log kob/ml (13, 14, 15, 16, 17, 18) ve maya içerikleri 5-6 log kob/mL (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17) değişim aralığındadır.
Tüm kefir örneklerinin laktobasil içerikleri arasında önemli bir farklılık belirlenmiştir (P<0,05). Ticari olarak üretilen kefir örnekleri ile geleneksel olarak üretilen kefir örneği arasında laktokok ve maya içeriklerinde önemli düzeyde azalma tespit edilmiştir (P<0,05).
Şekil 3. Kefir örneklerinin 1. gün Laktobasil, Laktokok ve Maya içerikleri
Piyasada satılan yalnızca iki kefir ürününde 1. gün L. acidophilus içerikleri 2,35-3,93 log kob/ml değişim aralığında tespit edilmiş ve yalnızca birinde Bifidobacterium spp. içeriği 1,29 log kob/ml olarak tespit edilmiştir (Şekil 4). Geleneksel kefir örneğinde ise 1. gün L. acidophilus içeriği 6,1 log kob/ml, Bifidobacterium spp. 6,16 log kob/ml olarak tespit edilmiştir (Şekil 4). Kök-Taş (15) araştırmasında geleneksel olarak üretilen kefirde L. acidophilus içeriğini 5,78 log kob/ml ve Bifidobacterium spp 6,14 log kob/ml olarak tespit etmiştir. Ticari olarak üretilen kefir örneklerinin probiyotik özellikleri bakımından çok önemli olan L. acidophilus ve Bifidobacterium spp. içeriklerinin geleneksel olarak üretilen kefir örneklerine göre önemli düzeyde az olduğu tespit edilmiştir (P<0,05).
Şekil 4. Kefir örneklerinin 1. gün L. acidophilus ve Bifidobacterium spp. içerikleri
Ticari kefir ürünlerinin 14. gün laktobasil içerikleri 5,68–7,01 log kob/ml ve laktokok içerikleri 5,51–6,1 log kob/ml değişim aralığında bulunurken 14. gün maya içeriği tespit edilmemiştir (Şekil 5). Geleneksel kefir örneğinde ise 14. gün laktobasil içeriği 9,15 log kob/ml, laktokok içeriği 9,19 log kob/ml, maya içeriği 4,99 log kob/ml olarak oldukça yüksek tespit edilmiştir (Şekil 5). Kök-Taş (15) çalışmalarında geleneksel kefir örneğinde ise 14. gün laktobasil içeriği 8,86 log kob/ml, laktokok içeriği 8,71 log kob/ml, maya içeriği 5,07 log kob/ml olarak belirtmiştir. Kefir örneklerinin 14. gün laktobasil içerikleri arasında önemli bir farklılık tespit edilmiştir (P<0,05). Ticari olarak üretilen kefir örneklerinin laktokok içeriklerinin geleneksel olarak üretilen kefir örneğine göre önemli düzeyde az olduğu tespit edilmiştir (P<0,05).
Şekil 5. Kefir örneklerinin 14. gün Laktobasil, Laktokok ve Maya içerikleri
Piyasada satılan kefirlerde 14. gün L. acidophilus ve Bifidobacterium spp. içeriği tespit edilmemiştir (Şekil 6). Geleneksel kefir örneğinde ise 14. gün L. acidophilus içeriği 5,47 log kob/ml, Bifidobacterium spp. 4,86 log kob/ml olarak önemli düzeyde yüksek miktarda tespit edilmiştir (P<0,05) (Şekil 6).
Ticari olarak üretilen kefir örneklerinde 14. gün depolama süresinde L. acidophilus ve Bifidobacterium spp. bulunmadığı, fakat geleneksel olarak üretilen kefir örneklerinde probiyotik bakterilerin önemli düzeyde mevcut olduğu tespit edilmiştir.
Şekil 6. Kefir örneklerinin 14. gün L. acidophilus ve Bifidobacterium spp. İçerikleri
Sonuç
Geleneksel kefirde tespit edilen mikroorganizma ve probiyotik bakteri içeriklerinin ticari olarak tüketilen kefirlere göre önemli düzeyde fazla olduğu tespit edilmiştir. Kefir üretiminin, doğal kefir danelerinden yapılmasıyla kefirin fonksiyonel özellikleri üst düzeyde sağlanabilecektir. Kefirin fonksiyonel özelliklerinin üretim yöntemine ve özellikle kullanılan kültür çeşidine göre değişebileceği belirlenmiştir.
Laktik asit bakterileri ve faydalı mayaların yanı sıra probiyotik özelliği olan L. acidophilus ve Bifidobacterium spp. türlerinin kefir içerisinde bulunması ve probiyotik ürünlerde olması gereken seviyeyi sağladığı için terapötik bir fermente süt ürünüdür. LAB’nin ve mayaların da kefirin içeriğinde doğal olarak bulunması kefirin vazgeçilmez bir terapötik ürün olduğunu kanıtlamaktadır (20).
Sağlıklı beslenme bakımından terapötik özeliği kanıtlanmış olan geleneksel olarak üretilen kefir ürününün tüketimi önemle tavsiye edilmektedir. Geleneksel kefir üretiminin endüstriyel düzeye aktarılabilmesi için standardizasyon ve aseptik muhafaza ile ilgili araştırmalarımız ve patent süreçleri devam etmektedir.
Kaynaklar
1. Margulis L., 1996. From kefir to death. In: How Things Are. J. Brockman and K. Matson, Eds. William Morrow and Co. New York. pp. 69-78.
2. Guzel Seydim, Z.B., 2001. Studies on fermentative, microbiological and biochemical properties of kefir and kefir grains. Ph.D. Dissertation, Clemson University, Clemson, SC.
3. Vedamuthu, E.R., 1977. Exotic Fermented Foods. Journal Food Protection 40: 801-802.
4. Ozer, B.H., Kırmacı, A.H., 2010. Functional milks and dairy beverages. International Journal of Dairy Technology, 63 (1): 1-15.
5. IDF, 1992. General Standard of Identity for Fermented Milks, Brussels: International Dairy Federation, 163.
6. Gurakan, G.C., Cebeci, A., Ozer H.B., 2010. Probiotic Dairy Beverages: Microbiology and Technology. In:"Development and Manufacture of Yogurt and Other Functional Dairy Products". 143-164. ISBN 978-1-4200-8207-4.
7. Farnworth, E.R., 2008. The Evidence to support health claims for probiotics. The Journal of Nutrition 138: 1250-1254.
8. Ishibashi, N., Shimamura, S., 1993. Bifidobacteria: research and development in Japan. Food Technology 47: 126–135.
9. Anonymous, 2001. FAO/WHO. CODEX Standard for Fermented Milks. 243.
10. Ozer, B.H., Uzun, Y.S., Kırmacı, H.A., 2008. Effect of cell immobilization on viability of Lactobacillus acidophilus LA-5 and Bifidobacterium bifidum BB-12 in Kasar cheese. International Journal of Dairy Technology 61 (3): 237-244.
11. Witthuhn, R.C., Schoeman, T., Britz, T.J., 2004. Isolation and characterization of the microbial population of different South African kefir grains International Journal of Dairy Technology, 57 (1), 383-389.
12. Irigoyen, A., Arana, I., Castiella, M., Torre, P., Ibanez, F.C., 2005. Microbiological, Physicochemical and Sensory Characteristics of Kefir During Storage. Food Chemistry, 90, 613-620.
13. Guzel-Seydim Z.B., Wyffels, J., Seydim, A.C., Greene, A.K 2005. Turkish kefir and kefir grains: Microbial enumeration and electron microscopic observation. International Journal Dairy Technology. 58, 25.
14. Ertekin, B., Guzel-Seydim, Z., 2010. Effect of fat replacers on kefir quality. Journal Science Food Agriculture, 90 (in press)
15. Kok-Tas, T., 2010. Kontrollü Atmosfer Uygulamasının Kefir Danesi ve Kefir Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi. Doktora Tezi, Isparta.
16. Kroger, M., 1993. Kefir. Cultured Dairy Journal, 26.
17. Rea, M.C., Lennartsson, T., Dillon, P., Drinan, F.D., Reville, W.J., Heapes, M., Cogan, T.M., 1996. Irish kefir-like grains: their structure, microbial composition and fermentation kinetics. Journal of Applied Bacteriology, 81, 83-94.
18. Garrote, G.L., Abraham, A.G., De Antoni, G.L., 1997. Preservation of kefir grains, a comparative study. Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie, 30, 77-84.
19. Guzel-Seydim, Z., Kök-Tas, T. Greene, A.K. 2010. Review: Functional properties of kefir. Critical Reviews in Food Science and Nutrition.
20. Guzel-Seydim, Z., Kök-Taş, T., Greene, A.K., 2010a. Kefir and koumiss: Microbiology and Technology. In:"Development and Manufacture of Yogurt and Other Functional Dairy Products". 143-164. ISBN 978-1-4200-8207-4.