Fonksiyonel Et Starter Kültürleri
Barış YALINKILIÇ - Mükerrem KAYA - Güzin KABAN
Sucuk, Rohwurst, salami, chorizo ve benzeri kuru veya yarı kuru fermente sosislerin üretiminde kullanılan birinci nesil starter kültürler bitkisel, ikinci nesil starter kültürler ise fermente sosis florasına daha uygun et orjinli kültürlerdir. Fermente et ürünlerinde starter kültür kullanımı gün geçtikçe artmasına rağmen geleneksel ürünlere olan talep artan bir şekilde devam etmektedir. Endüstriyel fermente ürünler özellikle tat ve aroma bakımından tüketiciler tarafından pek arzu edilmemektedir. Bu nedenle endüstriyel fermente et ürünleri için yeni starter kültürlerin belirlenmesine yönelik araştırmalar yapılmaktadır. Diğer taraftan geleneksel yöntemle her zaman aynı kalitede ürün üretilememesi ve tüketicinin gıda güvenliği açısından daha duyarlı olması bu araştırmalara olan ilgiyi artırmaktadır.
Ayrıca araştırmalarda geleneksel ürünlerden izole edilen suşların starter kültür olarak kullanılmasının tüketicinin beklentilerini önemli oranda karşıladığı ve bu ürünlerin mikrobiyolojik açıdan da güvenli olduğu sıklıkla vurgulanmaktadır.
Fermente ürüne tipik karakteristik özelliklerini kazandıracak suşların temin edilmesinde en pratik yol geleneksel ürünlerden elde edilen izolatlann identifıkasyonu ve karakterizasyonudur. Starter kültür geliştirme çalışmalannda elde edilen en önemli sonuçlardan birisi klasik starter kültür suşlannın özelliklerine ek olarak daha farklı fonksiyonlara sahip suşlarm ortaya çıkarılmasıdır. Bu mikroorganizmalar günümüzde fonksiyonel starter kültür olarak adlandınlmaktadır. Bu kültürler probiyotik özelliklere sahip olabilme, sağlığı destekleyici molekül üretimi (nutrasötik bileşikler), gıdanın tat, aroma ve lezzetinde iyileştirmeye sebep olma, bakteriyasin ve/veya benzeri metabolitleri üreterek gıda kaynaklı patojenler ve bozulmaya neden olan mikroorganizmalar üzerinde redüksiyon veya inhibisyon özellikleri gösterebilme, biyojenik amin ve mikotoksin gibi toksik madde üretınerne veya genetik yönden stabil olma gibi özelliklere sahiptirler.
Modem biyoteknolojik yöntemlerle de suşlara yeni özellikler kazandırmak mümkündür. Bu çalışmada bakteriyasin ve/veya benzeri metabolit üreten kültürler, antiaksidan aktivite gösteren kültürler, nutrasötik bileşik üreten kültürler, probiyotik kültürler aşağıda alt başlıklar halinde incelenmiştir.
Bakteriyosin ve/veya Benzeri Metabolit Üreten Kültürler:
Et endüstrisinde ürüne teknolojik özellikler kazandırması amacıyla kullanılan starter kültürler, metabolik faaliyetleri neticesinde ürettikleri çeşitli metabolizma ürünleri ile ürün güvenliğine katkı sağlamaktadır. Bu starter kültürlerin antimikrobiyal özellikleri organik asit, antimikrobiyal peptid ve diğer bazı antimikrobiyal bileşiklerden ( diasetil, asetoin, hidrojen peroksit vs.) kaynaklanmaktadır. Bu antimikrobiyal bileşikler içerisinde en önemli grubu bakteriyasinler oluşturmaktadır. Bakteriyosinler, bakteriyosinojenik suşlar tarafından üretilen yakın akraba türlere karşı etki gösteren protein tabiatındaki antimikrobiyal bileşiklerdir.
Bakteriyasinler Gram(+) bakteri ve sporlanna karşı oldukça etkili olurken Gram negatif bakterilerin yapısında bulunan dış membranın yapısı ve kompozisyonu nedeniyle bu bakterilere karşı çoğunlukla etkili olarnamaktadır. Ancak Pascual et al. yaptıkları araştırmada Lactobacillus fermentum L23 suşunun hem Gram ( +) hem de Gram (-) bakterilere karşı inhibitör etkiye sahip bakteriyasin L23 'ü ürettiğini saptamışlardır.
Staphylococcus xylosus ve S. equorum türlerinin de antimikrobiyal bileşikler ürettiği tespit edilmiştir. S. equorum WS 2733 ve İtalyan sosisinden izole edilen S. xylosus lE suşlan tarafından üretilen antimikrobiyal peptidlerin Listeria monocytogenes üzerinde etkili olduklan saptanmış, ayrıca S. xylosus lE suşunun fermente sosiste 21 günlük olgunlaştırma süresince L. monocytogenes sayısında 1.5 logantmik birimlik bir redüksiyona neden olduğu, 75 günlük olgunlaştırmanın sonunda ise S. xylosus lE suşu ile inoküle edilmiş örneklerde L. monocytogenes'e rastlanamadığı, kontrol grubunda ise L. monocytogenes'in canlılığını sürdürdüğü saptanmıştır.
Bakteriyasin veya benzeri metabolit üreten kültürler koruyucu kültürler olarak da adlandırılmaktadır. Bu kültürler gıda kaynaklı patojenler ile diğer arzu edilmeyen mikroorganizmaların gelişimlerini engellemek amacıyla kullanılan ancak ürünün duyusal özellikleri üzerinde hiç veya çok az değişikliğe neden olan kültürlerdir. Starter kültürler ile koruyucu kültürler farklı amaçlar için farklı şartlarda uygulanılan aynı kültürler olabilir.
Gıda fermentasyonunda kullanılan fonksiyonel starter kültürlerin bakteriyosinlerin yanı sıra diğer bazı antimikrobiyal bileşikleri de ürettikleri belirtilmektedir. Bu bileşiklere L. plantarum 21 B suşunun ürettiği antifungal karakterdeki fenillaktik ve 4-hidroksifenillaktik asit örnek olarak verilebilir. Ayrıca Lactobacillus reuteri tarafından üretilen antimikrobiyal özellikteki reuterin'in sosis yüzeyine uygulandığı bir araştırmada L. monocytogenes gelişiminin önemli derecede engellendiği belirlenmiştir.
Antioksidan Aktivite Gösteren Kültürler:
Fonksiyonel starter kültürler katalaz, süperoksit dismutaz (SOD) ve nitrat redüktaz gibi antioksidan özellik gösteren enzimler üretebilmektedir. SOD ve katalaz enzimleri genellikle müşterek aktivite göstermektedir. SOD, anaerobik şartlar altında hücre metabolizması neticesinde oluşan süperoksitleri hidrojen peroksite dönüştüren süperoksit redüktazlar grubuna dahil bir metaloenzim olup içerdiği metal iyon kofaktörüne göre sınıflandınlmaktadır. Katalaz ise SOD aktivitesi neticesinde ortaya çıkan veya doğal olarak üründe oluşan hidrojen peroksiti indirgeyen oldukça önemli bir antioksidan enzimdir. Fermente et ürünlerinde starter kültür olarak kullanılan S. xylosus ve S. carnosus tarafından üretilen katalaz ve süperoksit dismutaz enzimleri lipid oksidayonunu engeliernektedir. Kaban ve Kaya tarafından sucuk üzerinde yapılan araştırmada S. carnosus içeren örneklerin olgunlaşma süresince düşük TBARS değerleri verdiği tespit edilmiştir.
Laktik asit bakterilerinin bazı türleri de katalaz sentezleyebilmektedir. Laktik asit bakterileri peroksit parçalayıcı olarak iki grup enzim üretebilmekte olup birinci grupta gerçek katalaz bulunmaktadır. Gerçek katalaz bazı laktik asit bakterileri tarafından gelişim ortamında hematİn varlığında üretilmektedir. İkinci grup katalazlar ise heme bağlı olmayan katalaz, pseudokatalaz veya mangan katalaz olup çok az sayıda laktik asit bakterisi tarafından üretilebilmektedir. Ancak laktik asit bakterileri tarafından üretilen katalazın fermente et üretiminde teknolojik açıdan bir önemi yoktur. Esas etkiyi koagülaz negatif stafılokoklar göstermektedir.
Fermente et ürünlerinde önem arz eden diğer bir enzim, starter kültür olarak kullanılan Micrococcaceae familyası üyeleri tarafından oluşturulan nitrat redüktazdır. Bu enzim, nitratı nitrite indirgemektedir.
Nutrasötik Bileşik Üreten Kültürler:
Fonksiyonel starter kültürler ürünü teknolojik yönden geliştirmenin yanı sıra tüketici sağlığını destekleyen nutrasötik bileşikleri de üretebilmektedir. Günümüzde et endüstrisinde kullanılması düşünülen fonksiyonel starter kültürlerin nutrasötik bileşikleri ilietebilme potansiyelleri üzerine yapılan çalışmalar konjuge yağ asidi ve vitamin üretimi üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu kültürler metabolik aktiviteleri sonucu konjuge yağ asidi üreterek et ürününü konjuge yağ asitlerince zenginleştirmektedir. L. plantarum AKV ı 009a suşu üzerinde yapılan bir çalışmada, suşun a-linolenik asit ilave edilen ortamda konjuge alinolenik asit ürettiği saptanmıştır. And o et al. ise hintyağını substrat olarak kullandığı çalışmada L. plantarum JCM ı55ı suşunun hintyağından yüksek miktarda konjuge linoleik asit (cis-9,trans-ıı-octadecadienoic asit ve trans-9,trans-ııoctadecadienoic asit) ürettiğini belirlemişlerdir.
Fonksiyonel starter kültürler tarafından üretilen önemli vitaminler folat (folik asit) ve B12 'dir (kobalamin). Pompei et al. Bifldobacterium adolescentis MB 239 suşunun folat konsantrasyonunu önemli derecede artırdığını belirlemişlerdir. Taranto et al. ise L. reuteri CRLı098 suşunun kobalamin ürettiğini saptamış ve bu suşun fermente gıdalarda kobalamin miktannı arttırmada kullanılabilecek iyi bir suş olduğunu belirtmişlerdir. Santos et al. tarafından yapılan araştırmada ise Lactobacillus reuteri JCMııı2 suşunun hem B12 ve hem de folat sentezleyebildiği saptanmıştır.
Probiyotik Kültürler:
Probiyotik kavramı "yaşam için" anlamına gelmekte olup genellikle insan ve hayvan sağlığına faydalı olan bakteriler için kullanılmaktadır. Probiyotik özellik gösteren bakteriler arasında en yaygın kullanıma sahip mikroorganizmalar Bifidobacterium, Lactobacillus ve Enterococcus cinslerine ait türlerdir. Probiyotik kültürlerle yapılan araştırmada Lactobacillus rhamnosus GG, L. rhamnosus E97800 ve L. rhamnosus LC-705 suşlannın Escherichia co/i oı57:H7 sayısında önemli redüksiyona neden olduğu tespit edilmiştir. Työppönen et al. L. rhamnosus E97800, L. rhamnosus LC-705 ve L. planlarum ALCO ı biyokoruyucu suşlannın kuzey Avrupa tipi kuru fermente sosislerde L. monocytogenes üzerinde antibakteriyel etki gösterdiğini, Sameshima et al. ise L. rhamnosus FERM P-ı5ı20 and L. paracasei subsp. paracasei FERM P-ı5ı2ı suşlarının sosis fermentasyonu süresince S. aureus gelişimini ve enterotoksin üretimini önemli derecede inhibe ettiğini belirtmişlerdir.
Son yıllarda yapılan araştırmalarda fermente et ürünlerinde yaygın olarak kullanılan laktik asit bakteri ve koagülaz negatif koklarda çeşitli antibiyotik direnç genlerinin saptanması bu mikroorganizmalara farklı bir gözle bakılınasına sebep olmuştur.
Fermente gıda tüketimi ile yüksek seviyelerde vücuda alınan starter kültürler ve özellikle probiyotik kültürler kalın bağırsağa çok yüksek sayılarda ulaşabilmekte ve ortamda bulunan patojenlerle etkileşime girebilmektedir. Bu etkileşim neticesinde ise herhangi bir antibiyotiğe karşı direnç sağlayan gen taşıyıcısı starter kültür, sahip olduğu direnç genini patojenlere aktarabilmekte ve dolayısıyla intestinal sistemde bulunan patojenler antimikrobiyallere karşı dirençli hale gelebilmektedir. Kastner et al. L. reuteri SD2112 suşunun linkosamid antibiyotiğine direnç sağlayan Inu(A) genini, ayrıca yine L. reuteri SD 2112 ve Bifidobacterium lactis DSM ı Oı40 probiyotik suşlarının tetrasiklin antibiyotiğine direnç sağlayan tet(W) genini, et starter suşu olan S. xylosus BP suşunun ise tetrasikline direnç sağlayan tet(K) genini taşıdığını saptamışlardır. Ayrıca Conconelli et al. fermente sosis üretiminde kullanılan Enterokok suşlannın üretim prosesinin olguulaştırma basamağında vankomisin direnci sağlayan gen taşıyıcısı diğer enterokok suşlan ile konjuge olabildiğini ve varlığı arzu edilmeyen VanA genotipini kolaylıkla bünyesine taşıyabildiğini belirlemişlerdir. Starter kültür olarak kullanılan suşların antibiyotik direnç genlerini intestinal sistemde bulunan patojenlere de aktarılabilme ihtimali, starter kültür seçiminde suşların antibiyotik direnç geni taşımaması zorunluluğunu ortaya koymaktadır. Bu nedenle starter kültür olarak kullanılması düşünülen suşların kullanılmadan önce antibiyotik direnç testlerine tabi tutulmalan gerekmektedir.
Starter kültürlerde istenmeyen diğer bir özellik biyojenik amin üretimidir. Bu nedenle suş seçiminde dekarboksilaz aktivitesi bir kriter olarak düşünülmelidir. Ayrıca starter kültür seçiminde monoamino ve diamino oksidaz aktivitelerine sahip olması gerekmektedir.
Diğer taraftan kütle olgunlaştırılan fermente sosislerde, üretimde kullanılacak kütlerin mikotoksin yönünden detaylı bir şekilde ineelenmeleri gerekmektedir.
