Probiyotik taşıyıcısı olarak dondurma

Her yaş grubunun severek tükettiği dondurma, süt proteinleri, yağ ve laktoz gibi süt bileşenlerini yoğun şekilde içermesi nedeniyle probiyotik bakteriler için iyi bir taşıyıcı olarak kabul edilmektedir. Yoğurt ve fermente süt ürünlerinin probiyotik bakterilerin temel taşıyıcıları olmasına rağmen son yıllarda uluslararası pazarda dondurma da boy göstermeye başlamıştır. Yapılan çalışmalar probiyotik kültürlerin dondurulmuş ürünlerde minimum canlılık kaybı ile stabilitelerini koruduklarını göstermektedir. Bu durum göz önüne alındığında, dondurma iyi bir probiyotik süt ürünü olarak düşünülebilir.

GİRİŞ

Günümüzde yeni gıda mamulleri üretimindeki gelişmeler, esasen tüketici beklentileri ve tercihleri ile sağlıklarını korumaya yönelik ürünler üzerinde yoğunlaşmaktadır. Bu noktada karşımıza çıkan probiyotik gıdalar pazarda önemli bir yere sahiptir. Probiyotik gıdayı kısaca; yeter sayıda canlı probiyotik mikroorganizma içeren gıda olarak tanımlamak mümkündür (Ranadheera et al., 2010).

Biyolojik etkinin görülebilmesini sağlayan probiyotik mikroorganizma sayısına ilişkin bilgiler çeşitli tartışma ve görüşleri beraberinde getirmesine karşın bu etki mikroorganizmanın cinsine, arzu edilen sağlık etkilerine bağlı olarak değişmektedir. Ancak, son ürünün gramında 106-107 civarındaki canlı mikroorganizma sayısının işlenmiş gıdalarda probiyotik etkinin (antimikrobiyal aktivitenin görülmesi, diyarenin önlenmesi, laktoz intoleransının önlenmesi vb.) sağlanması için yeterli olabileceği ifade edilmektedir (Talwalkar et al., 2004).

Yoğurt ve fermente süt ürünleri probiyotik bakterilerin temel taşıyıcıları olmasına karşın son yıllarda uluslararası pazarda süt esaslı tatlılar, bebek mamaları, dondurma, tereyağı, mayonez, peynir çeşitleri, soğuk içeceklerde çözünen kapsül ve tozlar, bitkisel kaynaklı fermente gıdalar gibi ürünler de boy göstermeye başlamıştır.

Bu makalede probiyotik yoğurt ve fermente süt ürünlerine alternatif olabilecek probiyotik dondurma üretimine ilişkin temel parametrelere yer verilmiştir.

Probiyotik Dondurma Üretimi

Dondurma, yapısında süt, şeker, stabilizer, emülsifiyer ve lezzet maddeleri gibi çeşitli bileşenler olan dondurulmuş bir karışımdır. Dondurma işlemi sırasında uygulanan kuvvetli karıştırma nedeniyle miksin hava ile karışması dondurmanın yapı, sertlik gibi reolojik özelliklerini etkilemektedir (Marshall et al., 2003).

Dondurma matriksi diğer komponentler yanında süt proteinleri, yağ ve laktoz gibi süt bileşenlerini yoğun şekilde içermesi nedeniyle probiyotik bakterilerin iyi bir taşıyıcısı olarak kabul edilmektedir. Ürünün pH değerinin 5.5-6.5 arasında yer alması, depolama sırasında laktik asit bakterilerinin (LAB) canlılıklarını arttırmakta, aynı zamanda düşük asitli ürünleri tercih eden tüketiciler tarafından daha çok beğenilmektedir.

Diğer taraftan probiyotik dondurma üretimi sırasında her aşama son üründe yeter sayıda canlı mikroorganizma kalacak şekilde optimize edilmelidir. Anılan optimizasyon kavramı içinde mikrokristal yapının özellikleri, üretimde kullanılan bileşenlerin kolloidal özelliklere etkisi, üretimde kullanılan bileşenlerin özellikleri, oluşan buz kristallerinin kontrolü ve büyüklüğü, uygun stabilizatör madde seçimi, yağ destabilizasyonuna bağlı faktörler ve emülsifiyer maddenin fonksiyonel özellikleri dikkate alınmalıdır. Dondurma formülasyonuna probiyotik bakteri ilavesinin ürünün genel kalite kriterlerini de etkileyebileceği unutulmamalıdır.

Probiyotik dondurma üretiminin genel aşamaları aşağıdaki gibi sıralanabilir: Süt, emülsifiyer, stabilizer, süttozu, sakız gibi, dondurma ana bileşenlerinin tartımı ve karıştırılması, pastörizasyon, probiyotik kültür ilavesi, miksin 37-40 °C’ye soğutulması, pH’nın 4.7-4.8’e düşürülmesi, fermantasyon, +4 °C’e soğutma ve +4 °C’de 24 saat olgunlaştırma, sonra dondurma ve nihayet depolama olarak sayılabilir (Cruz et al., 2009)

Probiyotik Dondurma Üretimi ile İlgili Teknolojik Zorluklar

Üretimde kullanılacak teknolojide göz önüne alınacak en önemli faktör dondurmaya katılacak probiyotik bakterilerin metabolik özelliklerinin çok iyi bilinmesi ve kavranmış olması gerekliliğidir. Ayrıca tüketim anında sağlığa yararlı etkileri sağlayacak canlılık düzeyinin raf ömrü boyunca koruması dikkate alınması gereken diğer bir faktördür. Tüm bu özellikleri yanında da ürün özelliklerine ve kabul edilebilirlik derecesi üzerine olumsuz bir etkinin de bulunmaması gerekmektedir. Probiyotik dondurma üretiminde karşılaşılabilinecek zorluklar ve çözüm yolları Çizelge 1’de özetlenmiştir. Genel bir kural olarak starter kültür gıda matriksine depolama sırasında duyusal özelliklere herhangi bir olumsuz etki sağlamayacak en yüksek düzeyde ilave edilmelidir (Stanton et al., 2003). Probiyotik Dondurmalarda Meyve Pulpları ve Suları Pulp ya da meyve suyu formundaki meyveler dondurmalarda lezzet maddesi olarak yaygın şeklide kullanılmaktadır ve ticari olarak pastörize meyve suyu ve donmuş pulp halinde temin edilebilmektedir.

Probiyotik kültür içeren dondurmalarda asidik karakterdeki meyveler ve onların karışımlarından genel olarak kaçınılmalıdır. Böylesi karışımlar hem dondurmaların duyusal özelliklerini etkilemekte hem de kültürlerin canlılık düzeylerini azaltmaktadır (Favaro-Trindade et al., 2007). Probiyotik bakterilerin asit pH koşullarına toleransı genellikle türe bağlı olarak değişmekte bifidobakteri türleri laktobasillere göre daha duyarlı bulunmaktadır. Bu açıdan bakıldığında üretimdeki en temel parametrelerden  birisi düşük pH derecelerine dayanıklı suşların seçimidir. Ne yazık ki bu durum ticari olarak  ulaşılabilir probiyotik bakteri sayısını kısıtlamaktadır. Bununla birlikte son yıllarda yapılan çalışmalar karbonat ve sitrat tuzları gibi kimyasal maddelerin ilavesinin inkübasyon öncesi veya sırasında asidik stres koşullarını iyileştirerek probiyotik bakteri gelişimini teşvik ettiği belirlenmiştir (Cruz et al., 2009).

Dondurmaya Probiyotik Kültür İlavesi

Dondurma üretimi sırasında probiyotik bakteriler yoğurt kültürünün yanında destek kültür olarak yer alabileceği gibi tek başına da kullanılabilir. Dondurmanın fermente edildiği durumlarda endüstriyel olarak fermantasyon süresini kısalttığı için starter + probiyotik kültür kullanımı daha çok tercih edilmektedir.

Kültürler dondurmaya iki yol ile ilave edilebilmektedir. DVS (Direct Vat Set) tip kültürler üretim sırasında, pastörize miske ya da fermantasyon için substrat olarak kullanılan süte direkt olarak katılmakta daha sonra dondurma üretimi gerçekleştirilmektedir. Sonraki aşamada ise fermantasyon sırasında pH ve sıcaklık çok sıkı bir şekilde kontrol edilmekte bu periyot sırasında istenmeyen reaksiyonların önüne geçilmektedir. Ayrıca düşük pH değerlerine karşı duyarlılığı artan probiyotik bakteriler ürünün duyusal özellikleri üzerine negatif etki yapabilmektedir. Dondurma geleneksel olarak yüksek asitli gıda maddesi olarak karakterize edilmediği için bu değişikliklerin meydana gelmesi de arzu edilmemektedir. Bu olumsuz değişiklikleri engellemenin bir yolu da pH’yı 5.0-5.5 arasında sabit tutmaktır (Vardar ve Öksüz, 2007).

Depolama Sırasında Probiyotik Bakterilerin Stabilitesi

Probiyotiklerin gıda matriksine taşınma oranı seçilen tür, mevcut mikrobiyal türler arasındaki interaksiyon, bakteriyal metabolizma sonucu H2O2 üretimi, son ürünün asitliği gibi pek çok faktöre bağlı bulunmaktadır. Yapılan çalışmalar probiyotik kültürlerin dondurulmuş ürünlerde minimum canlılık kaybı ile stabilitelerini koruduklarını göstermiştir. Ayrıca dondurma üretimi sırasında süte ilave edilen inülin, oligofruktoz gibi probiyotik etkili maddelerin bakterilerin canlılıklarına olan olumlu etkileri yanında yapı ve sertliği de iyileştirdikleri belirtilmektedir.

Başyiğit ve ark. (2006) dondurma üretiminde sakkaroz ve aspartam kullanımının L. acidophilus, L. agilis ve L. rhamnosus sayıları ve dondurmanın overrun ve reolojik özelliklerine olumsuz etki göstermediğini belirtmişlerdir. Probiyotik kültürlerin ayrıca safra tuzlarına, antibiyotik ve HCl’e dayanım testlerinde hayli dirençli oldukları belirtilmiştir. Alamprese et al. (2006) gerçekleştirdikleri bir çalışmada dondurma üretiminde % 5-10 yağlı ve %15-22 şeker ve L. johnsonii La1 içeren miks kullanmışlar ve üretilen dondurmalar -16 ve -28 °C’de depolanmıştır. La1’in taze hücrelerinin dondurulduktan sonra safra, antibiyotik ve asitlik değerlerine dayanıklı olduğu görülmüştür.

Bazı durumlarda ise probiyotiklerle zenginleştirmede mikroenkapsülasyon gibi ek önlemlerin alınması gerekebilmektedir. Bu uygulamaların en kısıtlayıcı yönü maliyetleri arttırmasıdır. Ayrıca böylesi uygulamalar duyusal özellikleri etkileyebilmekte tüketiciler özellikle de tekstürel özellikleri eleştirebilmektedir.

Overrun ve Probiyotik Bakteriler

Overrun dondurma yapmak için kullanılan sıvı miksin hacim artışı olarak ifade edilmektedir ve üretim sırasında yapıya absorbe edilen havanın miktarı ile bağlantılıdır. Overrun son ürünün parlaklığını, yapısını, erime noktası ve sertlik gibi fiziksel özelliklerini etkilemektedir.

Probiyotik bakterilerde oksijen toleransı türe bağımlı bir faktör olmakla beraber bifidobakteriler laktobasillere göre daha duyarlıdır. Süt ürünlerine üretim ve depolama esnasında oksijen verilmesi probiyotik bakteriler için çok önemlidir. Bifidobakteriler ve laktobasiller sindirim sistemi orijinli bakteriler oldukları için ATP’yi hızlı ve fermantasyon metabolizması sonucu sentezleyemezler. Bu mikroorganizmaların oksijen tutuklayıcı mekanizmaları azdır ya da kesinlikle bulunmamaktadır. O2-, OH- ve H2O2 gibi toksik oksijen metabolitleri hücrelerin ölümüne yol açmaktadır (Champagne et al., 2005). Teknolojide overrun’ı (hacim artışı) engellenme olasılığı bulunmadığı için probiyotik dondurma üretiminde oksijene dayanıklı türlerin seçimi esastır.

Probiyotik Dondurma Özelliklerine Depolama Koşullarının Etkisi

Diğer mikroorganizmalarda olduğu gibi probiyotik bakterilerin de canlılık ve gelişimleri çevresel koşullar ve sıcaklıktan etkilenmektedir. Dondurma üretiminde söz konusu bakterilerin hücre duvarları ölümcül düzeyde hasar görmekte veya dış ortamda oluşan buz nedeniyle membran kırılganlığı artmaktadır. Ayrıca hücre içinde oluşan buz nedeniyle de hasarlar meydana gelmektedir.

Hücrelerin dehidrasyon derecesi hücre membranının geçirgenliği ve yüzey alanının genişliği ile dolayısıyla hücrelerin boyutu ve şekli ile ilişkilidir. Bununla birlikte donma oranlarının artışıyla buz kristallerinin boyutu küçülmekte ve daha geniş hücre içi buz kristalleri daha büyük çaplı hasara yol açmaktadır.

Bu nedenle probiyotik dondurma üretiminde miksin bakterilerle aşılanmasından sonra hızlı bir şekilde dondurulması ve depolama sırasında da etkili sıcaklık kontrolü, son üründe probiyotiklerin arzu edilen düzeyde canlılığını koruması, bakterinin terapatik ve koruyucu özelliklerini göstermesi açısından büyük önem taşımaktadır (Cruz et al., 2009).

Probiyotik Dondurmaların Duyusal Özellikleri

Yapılan çalışmalar probiyotik bakteri kültürleri ile üretilen dondurmaların geleneksel kültürlerle üretilenlere göre daha az yoğun aroma ve yoğurt lezzetine sahip olduğunu göstermiştir. Bu yüzden yüksek duyusal özelliklere sahip probiyotik dondurma üretimi zaman zaman bir takım güçlükler yaratmakta, özel teknik bilgi kullanımı gerektirmektedir (Vardar ve Öksüz, 2007) .

SONUÇ

Dondurma üretimi sırasında, son üründeki yeter sayıda ve özellikte probiyotik bakteri sağlamak amacıyla çok sayıda faktör dikkate alınmak zorundadır. Bu amaçları gerçekleştirebilmek için uygun kültür tipi seçilmeli, aşılama konsantrasyonu dikkatli bir şekilde belirlenmeli, üretim parametrelerinin sıkı kontrolü, nakliye ve depolama sıcaklıkları gibi faktörlerin önemle üzerinde durulması gerekmektedir. Yapılan çalışmalar dondurmalarda depolama sırasında probiyotik kültürlerin yeterli ölçütlerde canlılık düzeyi gösterdiklerini ortaya koymasına karşın halen konu ile ilgili klinik çalışmaların sürdürülmesi gerekmektedir. Öte yandan probiyotik kültürlerle desteklenen dondurmalar ile ilgili eğitici kampanyalar düzenlenmeli ve tüketicilere bu ürünlerin yararını benimsetecek çalışmalara ağırlık verilmelidir.

KAYNAKLAR

Alamprese, C., Foschino, R., Rossi, M., Pompei, C. ve Savani, L. 2002. Survival of Lactobacillus johnsonii La1 and the influence of its addition in retailmanufactured ice-cream produced with different sugar and fat concentration. International Dairy Journal, 12(2-3), 201-208.

Başyiğit, B., Kuleaşan, H. ve Karahan, A.G. 2006. Viability of human-derived probiotic lactobacilli in ice-cream with sucrose and aspartame. Journal of Industrial Microbiology and Technology, 33(9), 796-800.   Champagne, C.P., Gardner, N.I. ve Roy, D. 2005. Challenges in addition of probiotic cultures to foods. Critical Rewievs in Food Science and Nutrition, 45(1), 61-84.

Cruz, A.G., Antunes, A.E.C., Sousa, A.L.O.P., Faria, J.A.AF. ve Saad, S.M.I. 2009. Ice-cream as a probiotic food carrier. Food Research International, 42(9), 1233-1239.

Favaro-Trindade, C.S., Balieiro, J.C.C., Dias, P.F., Sanino, F.A. ve Bosxhini, C. 2007. Effects of culture, pH and fat concentration on melting rate and sensory characteristics of probiotic fermented yellow mombin (Spondias mombin L) ice-creams. Food Science and Technology International, 13(4), 285-291. Marshall, R.T., Goff, H.D. ve Hartel, R.W. 2003. Ice Cream. New York: Springer. 357 p.

Ranadheera, R.D.C.S., Baines, S.K. ve Adams, M.C. 2010. Importance of food in probiotic efficacy. Food Research International, 43(10), 1-7. Stanton, C., Desmond, C., Coakley, M., Collins, J.K., Fitzgerald, G. ve Ross, P. 2003.

Challenges facing development of probiotic-containing functional foods. Alınmıştır: G. Mazza (Ed.), Handbook of Fermented Functional Foods (pp. 27-58). Boca Raton: CRC Press.

Talwalkar, A., Miller, C.W., Kailasapathy, K. ve Nguyan, M.H. 2004. Effect of packaging materials and dissolved oxygen on the survival of probiotic bacteria  in yoghurt. International Journal of Food Science and Technology, 39(6), 605-611.

Vardar, N.B. ve Öksüz, Ö. 2007. Artisan strawberry ice-cream made with supplementation of Lactococci or Lactobacillus acidophilus. Italian Journal of Food Sceince, 19(4), 403-411.