Microencapsulation of probiotic bacteria using two different methods and comparison of the effects of cell stability in ayran during storage period

Bu tezde, iki farklı yöntem kullanılarak mikroenkapsüle edilmiş Lactobacillus plantarum (VISBYVAC® Serie 1000-Product Nr 40022951, Almanya) ilave edilmiş ayran örneklerinin depolama periyodu boyunca hücre stabilitesi incelenmiştir. Bu amaçla öncelikle ekstrüzyon ve elektrosprey yöntemleriyle kapsüllerin üretimi gerçekleştirilmiş ve mikroenkapsülasyon verimi hesaplanmıştır. İki farklı yöntemle oluşturulan kapsüllerde ışık mikroskobu ve inverted mikroskop kullanılarak çap ölçümü gerçekleştirilmiştir. Ardından, iki farklı yöntemle oluşturulan bu kapsüllerin yapay mide ortamı (SGF) ve yapay bağırsak ortamına (SIF) direnci belirlenmiştir. Ayran örneklerine 60oC'de 15 dak pastörizasyon işlemi uygulandıktan sonra iki farklı yöntemle oluşturulan kapsüller ilave edilmiş ve bu ayran örnekleri +4oC'de 21 gün depolanmıştır. Depolama boyunca 7 günlük periyodlarla alınan ayran örneklerinin süzülmesiyle elde edilen kapsüllerdeki ve süzüntüdeki canlı hücre sayısı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, elektrosprey yönteminde verim %86,35 ekstrüzyon yönteminde ise %84,56 olarak hesaplanmıştır. Çap ölçüm sonuçlarına göre; ekstrüzyon yönteminde ortalama kapsül çapı ışık mikroskobunda 258,7 µm, inverted mikroskopta 275,7 µm, elektrosprey yönteminde ise ışık mikroskobunda ortalama 85 µm, inverted mikroskopta 97,6 µm olarak saptanmıştır. SGF-SIF ortamlarına direnç denemelerinde kontrol örneğinde 3,3 log birim canlılık kaybı olurken; ekstrüzyon yönteminde 0,52 log birim, elektrosprey ile mikroenkapsülasyonda 1,11 log birim canlılık kaybı gözlenmiştir. Ayran örneklerinde depolama periyodunun sonunda kontrol örneğinde 4,34 log birim canlılık kaybı olurken, ekstrüzyon yöntemi ile üretilen kapsüllerde 0,5 log birim ve elektrosprey yönteminde üretilen kapsüllerde ise 1,38 log birim canlılık kaybı meydana gelmiştir. Ekstrüzyon kapsüllerinden ayrana hücre salımı 14. günde başlamış olup, 21. günde log 1,61 kob/ml'ye ulaşmıştır. Elektrosprey kapsüllerinden ayrana hücre salımı ise 7. günde başlamış ve 21. günde log 2,52 kob/ml'ye ulaşmıştır.In this thesis, Lactobacillus plantarum (VISBYVAC® Serie 1000-Product Nr 40022951, Germany) microencapsulation was performed by extrusion and electrospray methods and stability of the cells in ayran samples was evaluated. Firstly, capsules were produced by extrusion and electrospray methods and the microencapsulation yield was calculated. Diameter of the capsules was measured using light and inverted microscopes. Then, the resistance of the capsules to simulated gastric fluid (SGF) and simulated intestinal fluid (SIF) was determined. The capsules were added to ayran samples pasteurizated at 60oC for 15 min and stored at +4oC for 21 days. Every seventh day of the storage period, the viable cell count was determined in capsules which were filtered from ayran samples and filtrates. In conclusion, microencapsulation yield by electrospray method was 86.35% and microencapsulation yield by extrusion method was 84.56 %. The average diameter size of extrusion capsules was 258.7 µm by light microscope and 275.7 µm by inverted microscope and the average diameter size of electrospray capsules was 85 µm by light microscope and 97.6 µm by inverted microscope. After exposure to SGF-SIF, a loss of 3.3 log units in viable cell counts was determined in control group while they were 0.52 and 1.11 log units by extrusion and electrospray methods, respectively. At the end of the storage period in ayran samples, there was a 4.34-log loss in viability in control group while there were 0.5 and 1.38 log viability losses of the capsules by extrusion and electrospray methods, respectively. During 21 days of storage period, cells were released from the extrusion capsules on 14th day and reached log 1.61 cfu/ml at the end of the storage period. Cells were released from the electrospray capsules on 7th day and reached log 2.52 cfu/ml at the end of the storage period