Development of fermented Spirulina products by different strains of Lactobacillus and Bacillus group of microorganisms

Abstract

Bu çalışma, dört farklı Laktik asit bakterisi (LAB) (Lactobacillus helveticus B-4526, Lactiplantibacillus plantarum B-531, Lacticaseibacillus rhamnosus B-442, Lacticaseibacillus casei B-1922) ve üç farklı Bacillus türü (Bacillus licheniformis NRS 1264, Bacillus subtilis B-3384, Bacillus subtilis B-3387) ile fermente edilmiş Spirulina (FS) ürünlerinin mikrobiyolojik, fizikokimyasal ve organoleptik özelliklerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. 24 saat boyunca hem LAB hem de Bacillus türleri için 8.71-9.24 log CFU.mL-1'lik en yüksek canlı hücre sayısı elde edilmiştir. LAB'ın daha yüksek proteolitik aktivite gösterdiği SDS-PAGE analiziyle doğrulanmıştır. LAB fermentasyonlarının aksine, Bacillus türlerine ait FS ürünlerinde TAA ve TEAA miktarları sırasıyla 70535.5 µM.L-1 ve 22295.4 µM.L-1 ile en yüksek konsantrasyonlara ulaşmıştır. Öte yandan, özellikle L. rhamnosus B-442 ile FS ürünlerinde toplam FAA ve FEAA konsantrasyonları artmıştır. Genellikle, FS ürünlerinde VOC konsantrasyonu azalmıştır. Bacillus türlerine ait FS ürünlerindeki pirazin seviyesi, LAB türlerine ait FS'ye kıyasla nispeten daha yüksek olduğu belirlenmiştir. unFS'ye kıyasla, LAB türlerine ait FS ürünlerinde en belirgin özellik olarak yoğun 'ekşilik' özelliğine (6.8-8.7) sahip oldukları tespit edilmiştir. Yine unFS'ye kıyasla, Bacillus türlerine ait FS ürünlerinin en dikkat çekici olarak yoğun 'acılık' özelikleri olduğu belirlenmiştir. unFS ürünleri temel olarak 'yosun', 'tahıl', 'çamurlu/toprak' ve 'ıslak havlu' özellikleriyle karakterize edilmiştir. Bununla birlikte, LAB türlerine ait FS ürünlerinin, bu aromatikler açısından daha düşük yoğunluklara sahip oldukları belirlenmiştir. Bu çalışma, lezzet sınırlamalarından kaçınmak ve Spirulina'nın özelliklerini daha da geliştirmek için farklı LAB ve Bacillus türleri ile fermantasyonun umut verici bir yaklaşım olduğunu göstermiştir.This study was performed to establish microbiological, physicochemical and organoleptic characteristics of fermented Spirulina (FS) products with four different lactic acid bacteria (LAB) (Lactobacillus helveticus B-4526, Lactiplantibacillus plantarum B-531, Lacticaseibacillus rhamnosus B-442, Lacticaseibacillus casei B-1922), three different Bacillus species (Bacillus licheniformis NRS 1264, Bacillus subtilis B-3384, Bacillus subtilis B-3387). The highest viable cell counts of 8.71-9.24 log CFU.mL-1 was obtained for both LAB and Bacillus species for 24 h. The higher proteolytic activity by LAB was confirmed by SDS-PAGE analysis. Opposite to LAB fermentations, there was an increase in both TAA and TEAA amounts in the FS products with Bacillus species reaching the highest concentrations of 70535.5 µM.L-1 and 22295.4 µM.L-1, respectively. On the other hand, total FAA and FEAA concentrations were increased in FS products especially with L. rhamnosus B-442. Generally, the concentration of VOCs decreased in FS products. The level of pyrazines in the FS products with Bacillus species were relatively higher compared to FS with LAB species. The most characteristics sensory properties of FS products with LAB species was their high 'sourness' intensity (6.8-8.7) compared to unFS. 'Bitter' taste was determined as the predominant attribute of FS by Bacillus species higher than the unFS. The unFS sample were mainly characterized with 'seaweed', 'cereal', 'muddy-earthy' and 'wet towel' attributes. However, FS with LAB species had low intensities in terms such aromatics. To avoid flavor limitations and to further improve the characteristics of Spirulina, this study showed the fermentation with different LAB and Bacillus species as a promising approach.