Development of spirulina-based functional product through fermentation with various yeast species

Abstract

Bu tez, üç farklı maya türü tarafından fermente edilen Spirulina'nın fiziko-kimyasal ve duyusal özellikleri üzerindeki etkisini araştırmak için tasarlanmıştır. İlk olarak, her bir maya için (Debaryomyces hansenii, Kluyveromyces marxianous, Saccharomyces cerevisiae) Spirulina ortamındaki farklı karbon kaynaklarının (glikoz, sukroz, laktoz ve karbon kaynağı olmayan) etkisi toplam canlı sayımı vasıtasıyla incelenmiştir. Buna göre, en yüksek mikrobiyal üreme 48 saatlik fermantasyon sonucunda olduğu ve Spirulina besiyerine herhangi bir karbon kaynağı eklenmesine gerek olmadığı saptandı. İkinci olarak her maya türü için fermantasyon süresinin etkisi incelendi ve en yüksek hücre sayısına her maya türü için 48 saatte ulaşıldı (8.26 - 8.60 log kob. mL -1). 48 saatlik fermentasyonlardan sonra S. cerevisiae, D. hansenii, ve K. marxianous'un proteolitik aktivitelerii SDS-PAGE profili ile ortaya kondu. Moleküler ağırlığı ? 51 kDa olan proteinler K. marxianus tarafından gerçekleştirilen 48 saat fermantasyondan sonra diğer maya türlerine göre daha az görünür olduğu ve 14-22 kDa bantları, K. marxianus tarafından gerçekleştirilen fermantasyonun sonunda kaybolduğu saptandı. GC-MS analizine göre, fermente Spirulina (FS) ürünlerinin fermente olmamış (unFS) karşılaştırıldığında pirazin, keton ve aldehit içeriklerinde azalma olduğu saptanmıştır. Duyusal değerlendirme sonuçlarına göre, "Yosun", "karton", "topraksı / çamurlu" ve "tahıl / saman" aroma özelliklerinin unFS ürünlerinde FS ürünlerinden daha yüksek olduğu bulunmuştur. K. marxianous tarafından fermente edilen Spirulina, D. hansenii tarafından fermente edilen Spirulina'ya kıyasla daha az "umami" ve "acılık" değerlerine sahip olduğu saptanmıştır.

This thesis has been designed to investigate the effect of fermentation by three different yeast species on physico-chemical and sensory properties of fermented Spirulina product. Firstly, the effects of various carbon sources (glucose, sucrose, lactose and without carbon source) in Spirulina media 4% (w.v-1) were examined for each yeast (Debaryomyces hansenii, Kluyveromyces marxianous, Saccharomyces cerevisiae) by means of total viable cell counts. Accordingly, the highest cell growth was observed at the 48 h of fermentations and no need to add any carbon source in Spirulina media. Secondly, the effect of fermentation time for each yeast species were examined and the highest cell counts were reached at 48 h (8.26 - 8.60 log cfu. mL -1). According to SDS-PAGE profile, proteins with molecular weight ? 51 kDa seemed less visible after 48 h fermentations by K. marxianus than other yeast species and bands 14-22 kDa disappeared at the end of fermentation. According to GC–MS analysis, there was a decrease in amounts of pyrazine, ketone and aldehyde compounds of FS products compared to unFS. Within FS samples, isoamyl alcohol and phenyl ethyl alcohol were found at the highest concentrations in the sample fermented with K. marxianus compared to the unFS and other FS products. According to sensory evaluations, the flavor notes of "seaweed", "cardboard", "earthy / muddy" and "cereal / straw" were found to be highest in unFS than in FS products. The FS by K. marxianus had less umami attribute and bitterness value compared to FS by D. hansenii.