Fonksiyonel gıdaların iyi bilinen örnekleri, bağırsak mikroflorasının dengesini destekleyen prebiyotikler olarak adlandırılan diyet lifleri, oligosakkaritler, vitaminler, mineraller ile probiyotikler olarak adlandırılan aktif “dost” bakteriler gibi biyoaktif bileşikleri içerirler.
Doç. Dr. Y. Birol SAYGI /İstanbul Bilgi Üniversitesi
Gıdalar insan yaşamında metabolizmayı doyurmak, gerekli besinleri sağlamak, sağlığı korumak ve iyileştirmek, fiziksel ve zihinsel iyi olma durumunu desteklemenin yanı sıra beslenme kökenli hastalıkların önlenmesi veya azaltılması gibi birçok önemli rolü bulunmaktadır. Son yıllarda, tüketicilerin gıda ve sağlık arasındaki ilişki konusundaki farkındalığı, sağlıklı gıdalarda bir ilgi patlamasına yol açmıştır; Bu fenomen, artan sağlık hizmetlerinin maliyeti, yaşam beklentisindeki istikrarlı artış ve ileri yaştaki bireylerin sonraki yıllarda kaliteli sağlık metabolizmasına sahip olma arzusuna bağlanabilir.
Tüketicilerin, gıda ve sağlık arasındaki ilişki konusundaki farkındalığı çerçevesinde fonksiyonel gıdalar olarak isimlendirilen gıda segmenti son yıllarda çok önem kazanmıştır. Geleneksel beslenme etkilerine ek olarak, “fonksiyonel gıdalar” vücut üzerinde yararlı sağlık etkileri göstermektedirler. Fonksiyonel gıdaların iyi bilinen örnekleri, bağırsak mikroflorasının dengesini destekleyen prebiyotikler olarak adlandırılan diyet lifleri, oligosakkaritler, vitaminler, mineraller ile probiyotikler olarak adlandırılan aktif “dost” bakteriler gibi biyoaktif bileşikleri içerirler.
“Fonksiyonel Gıda (İşlevsel Gıda)” etiketi, 1980 yılında Japonya’da tanıtılmıştır. Japonya, FOSHU olarak bilinen işlevsel gıdalar için belirli bir düzenleyici onay sürecini belirten ilk ülkedir. Günümüzde bireylerin yoğun yaşam tarzlarına bağlı sağlık problemleri ve metabolizmaların bu problemlere direnç kazanımı olgusu fonksiyonel gıdaların tüketim eğiliminin artışına neden olmaktadır. Bu olgu; beslenme ve sağlık arasındaki ilişki, dengesiz beslenme alışkanlıkları ve yetersiz egzersiz, kendi kendine ilaç kullanımının yaygınlığı sert rekabetin yaşandığı gıda ve içecek pazarında önemli bir kanal olarak yer almaktadır. Dahası, bu durum artan sağlık maliyetleri, sağlıklı yaşam beklentisi ve ileriki yıllarda daha iyi bir yaşam kalitesinin özendirilmesi ile ilişkilendirilebilir.
Fonksiyonel gıda pazarı küresel düzeyde artmaktadır. Fonksiyonel gıdalar konusu, 2007 yılından bu yana ilgili bilimsel makalelerin sayısının artmasıyla, gıda alanındaki en ilginç araştırma ve yenilik alanlarından birini temsil etmektedir. Fonksiyonel gıdaların piyasası, artan bir eğilim karakterindedir. Araştırmacılar, fonksiyonel gıdalar konusunda yapılan çalışmaların % 60-70 oranını probiyotik gıdalar konusunda olduğunu tahmin etmektedirler. Probiyotik pazarı, diyet takviyeleri, fonksiyonel gıdalar, özel besinlerin tıp ile ilişkisi çerçevesinde (düzenli, tedavi edici, koruyucu sağlık bakımı) ya da başka herhangi bir uygun uygulama şekliyle 2020 yılına kadar 47 milyar dolar düzeyinde olması beklenmektedir. Türkiye dede probiyotik pazarı her geçen yıl artmaktadır.
Meyve sularında neden ve hangi probiyotikler
Probiyotik kelimesi, “yaşam için” anlamına gelen Yunanca “προ-βίος” kelimesinden gelir. Bu nedenle, probiyotikler, uygun miktarlarda uygulandığında konakçı üzerinde yararlı bir etki sağlayan canlı mikroorganizmalardır. FAO/WHO (2001), probiyotikler, uygun miktarlarda alındığında metabolizma üzerinde yararlı bir sağlık etkisi sağlayan canlı mikroorganizmalar (başlıca bakteri ve az sayıda maya suşu) olarak tanımlanmaktadır.
Fermente süt ürünleri geleneksel olarak probiyotikler için en mükemmel taşıyıcılar olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte, süt bazlı ürünlerin kullanımı, laktoz intoleransı, alerjiler, dyslipidemia (kan yağlarının oranlarında ve düzeylerinde değişiklikler) ve vejetaryenlik olgusu ile sınırlanmaktadır. Bu nedenle, son zamanlarda çeşitli hammaddeler, süt ürünleri içermeyen yeni fonksiyonel gıdaların üretilmesi için uygun substratlar olup olmadıklarını belirlemek üzere kapsamlı bir şekilde araştırmalar yapılmaktadır.
Meyveler, tahıllar, sebzeler ve soya fasulyesi bazlı içecekler probiyotik suşlar içeren yeni ürünler olarak önerilmektedir. Meyve ve sebze suları da probiyotikler için yeni uygun bir taşıyıcı ortam olarak günümüzde önerilmektedir.
Doğal olarak, beslenmenin temel gıda gruplarından sayılan ve sağlıklı gıda olarak kabul edilen meyve ve sebzeler; içerik olarak karbonhidratlar, diyet lifler, vitamin ve mineraller, polifenoller ve fitokimyasallar bakımından çok zengindir. Burada meyve ve sebze sularının önemi yadsınamaz. Yapılan çalışmalarda genom hasarı ve onarımı üzerine meyve ve sebzelerin içerdiği mikro besinlerin (E vitamini, kalsiyum, folatlar, retinol, nikotinik asit, β-karotenler, riboflavin, pantotenik asit ve biotin) alımının önemi vurgulanmıştır. Bu bileşikler meyve sularında bulunmaktadır. Bu nedenle, meyve-sebze sularının doğal besinsel içeriğinin probiyotiklerin katma değeri ile birleştirilmesi amacı bu ürünleri probiyotik mikroorganizmaların uygulama hedefi haline getirmiştir.
Probiyotik meyve suları veya ilgili içeceklerin üretimi için hammadde olarak en yaygın kullanılan probiyotikler Lactobacillus acidophilus, farklı suşları Lb. helveticus, Lb. Casei, Lb. Paracasi, Lb. Johnsonii, Lb. plantarum, Lb. Gasseri, Lb. reuteri, Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus, Lb. Crispatus, Lb. fermentum, Lb. rhamnosus, B. bifidum, B. longum, B. adolescentis, B. infantis, B. breve, B. lactis, B. laterosporus ve Escherichia coli Nissle, Streptococcus thermophilus, Weissella spp., Propionibacterium spp., Pediococcus spp., Enterococcus faecium, Leuconostoc spp. ve Saccharomyces cerevisiae var boulardii’dir.
Meyve sularında probiyotik sağkalımını etkileyen başlıca faktör
Probiyotiklerin sağlık yararı temel olarak gıdalardaki konsantrasyonlarına ve gastrointestinal sisteminin elverişsiz koşullarına dayanma kabiliyetlerine dayanmaktadır. Ürün raf ömrünün sonunda canlılığın en az 106-107 hücre/ml düzeyinde kalması ve probiyotiklerin aktivitesinin sürdürülmesi, meyve ve sebze suları uygulamalarında karşılanması gereken iki önemli kriterdir. Meyve ve sebze suları bazı temel besin maddeleri (mineraller, vitaminler, diyet lifleri, antioksidanlar) içermesine rağmen, meyve sularında probiyotik sağkalımı sınırlandırabilecek bazı güçlü faktörler bulunmaktadır.
Meyve sularının düşük pH değeri, probiyotiklerin toplam canlı sayılarını ve etkinliklerini sınırlayıcı kriterdir. Bununla birlikte, probiyotik canlılık, birbirinden bağımsızdır, yani Lb’nin bazı suşları (Lb. plantarum, Lb. asidophilus ve Lb. Kazein) asidik ortamlara toleransları nedeniyle meyve matrislerinde yaşamlarını sürdürebilmektedirler. Çizelge 1’de bazı türlerin farklı meyve sularına uygunluğunu görülmektedir.
Çizelge 1. Meyve sularında probiyotikler
Meyve suyu Probiyotik
Çilek Lb. casei dışında probiyotik üzerinde olumsuz etkiler
Ananas Lb. plantarum ile yaşayabilirlik kaybı Lb. casei, Lb.Rhamnosus, Lb. Paracasei
ve Lb. reuteri’nin uzun süreli sağkalımı
Kivi Lb. plantarum tarafından yaşayabilirlik kaybı
Şeftali Probiyotiklere etkisi yok
Turuncu Lb. casei, Lb. rhamnosus, Lb. paracasei’nin uzun süreli sağkalımı
Kızılcık Lb. casei, Lb. rhamnosus, Lb. paracasei’nin azaltılmış sağkalımı
Nar Lb. plantarum ve Lb. delbrueckii Lb. paracasei ve Lb. acidophilus’tan daha dirençlidir.
Domates Lb. acidophilus, Lb. casei, Lb. plantarum ve Lb. brevis için uygun ortam
Havuç B. lactis, B. bifidum, Lb. rhamnosus ve Lb. delbrueckii subsp. Bulgaricus
Meyve ve sebze sularında probiyotiklerin hayatta kalmalarında başlıca etki parametreleri aşağıda verilmiş olup bu faktörler probiyotik canlılığı sınırlayabilmektedir;
- Titrasyon asitliği, pH, moleküler oksijen, su aktivitesi, tuz, şeker varlığı, yapay tatlandırıcı ve renklendirici maddeler gibi içsel gıda parametreleri olarak kategorize edilebilir. Kimyasal veya mikrobiyolojik koruyucular;
- İşlem parametreleri (ısıl işlem koşulları, soğutma oranı, hacim, ambalaj malzemeleri ve depolama teknikleri ve koşulları);
- Başlıca probiyotik suşların farklı suşlara uyumluluğunu, inoküle oranını içeren mikrobiyolojik faktörler.
Tüm bunlar arasında pH probiyotik yaşayabilirliği etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Meyve suları doğal olarak düşük bir pH ve yüksek düzeyde organik asit içeriğine sahiptirler. Asidik ortamın kombine etkisi ve organik asitlerin intrinsik (Gastrik paryetal hücrelerden salınan bir glikoproteindiranti) mikrobiyal aktivitesinin probiyotik bakterileri etkilediği varsayılmaktadır. Çeşitli probiyotikler arasında, laktobasil genellikle dirençli ve 3.7 ila 4.3 arasında değişen pH ile meyve sularında direnmeye ve hayatta kalmaya devam ederken, bifidobakteriler daha az asit toleranslıdır. pH 4,6 bile sağkalım için elverişsizdir. Örneğin, lactobacillus ve bifidobacterium suşları, portakal, ananas ve kızılcık suyunda asit direncine ilişkin geniş farklılıklar göstermişlerdir. Suşlar ananas suyunda kızılcıktan daha uzun süre canlılığını korumuştur. Yapılan birçok araştırma, sinerjistik etkinin yanı sıra bazı parametrelerin bakterilerin hayatta kalması üzerindeki antagonist etkisinin olduğunu göstermektedir.
Meyveler, probiyotik bakterilerin yaşayabilirliğini etkileyen fenolik bileşikler bakımından zengindir. Proteinler ve diyet lifi gibi bazı gıda bileşenleri, hücreleri düşük pH’ta asidik stresden koruyabilir.
Birçok araştırmacı düşük pH değerine sahip meyve suları içine LAB dahil edilmesine göre, mide bağırsak sisteminin asidik koşulları için bakterilerin direncini artırımının çözüm olduğunu belirtmektedirler. Meyve suları veya içeceklerinde probiyotiklerin takviye edilmesinde önemli bir sorunda tüketiciler tarafından ürün kabulüdür. Meyve suyu reçetelerine mikroorganizmaların ve diğer bileşiklerin eklenmesi, üretilen ürünlerin depolama koşulları son ürünlerin duyusal özellikleri üzerinde etkili olmaktadır. Reçete mühendisliği ile kullanılacak içeriklerin ve özellikle aroma uygulamaları ile probiyotik varlığı olan reçetelerin duyusal açıdan tüketiciler tarafından kabulü artırılabilir.
Meyve sularında probiyotik yaşamı iyileştirme ve probiyotik sağkalımı geliştirme stratejileri
Farklı araştırmacılar, meyve sularında probiyotiklerin hayatta kalmasını sağlamak için çeşitli başarılı stratejiler önermişlerdir;
a.Prebiyotiklerle takviye
Meyve suyundaki probiyotik stabiliteyi geliştirmenin en cazip ve basit yolu, ürünün prebiyotikler ile (diyet lif, selüloz) takviyesidir. Örneğin yapılan bir çalışmada meyve sularının aminoasitler, vitaminler, mineraller ve antioksidanlar ile zenginleştirilmesi ile probiyotiklerin hayatta kalması üzerinde olumlu etki yaptığı gözlenmiştir.
b.Soğuk depolama, antioksidan ve mikrokapsülleme kullanımı
Probiyotiklere oksidatif hasar vermemek için, depolama sırasında ambalajdaki oksijen düzeyinin mümkün olduğunca düşük olması önemlidir. Reaktif oksijen türleri (ROS) oksidatif hasara neden olmaktadır. Yaygın olarak bifidobakterilerin LAB’den daha duyarlı oldukları dikkati çekmektedir. Bazı araştırmacılar, ürün atmosferinin modifikasyonunu, tepe boşluğundaki karbondioksit içeriğini arttırmayı önermektedirler. Ek olarak, antioksidan bileşikler oksijenin zararlı etkilerini sınırlamaya yardımcı olmaktadır. Bu çerçevede, kateşin, epigallocatechin içeriği ile yeşil çay ekstrakt temelli reçeteler önerilmektedir.
Probiyotiklerin meyve suları uygulamalarında depolama sıcaklığı dalgalanmalarına karşı oldukça duyarlı oldukları bir gerçektir. Meyve sularında depolama sıcaklıklarına karşı probiyotik suşların yaşayabilirliğinin de etkilendiği görülmüştür. Soğuk zincir, probiyotiklerin hayatta kalma süresini uzatırken termal uygulamalar probiyotiklere zararlı bir etki göstermektedir. Araştırıcılar, bu sorunları çözmek için çok sayıda strateji önermektedirler. Mikrokapsülleme teknolojileri, probiyotik bakteriyel hücreleri dış çevresel faktörlerin neden olduğu hasardan korumak için çeşitli matrisler kullanılarak da başarıyla uygulanmıştır. Mikrokapsülleme, duyarlı probiyotik suşlar için daha elverişli bir anaerobik ortamın yanı sıra, meyve suyunun sert asidik koşullarından fiziksel bir engel oluşturmaktadır.
c. Mikroenkapsülasyon
Mikro-kapsülleme teknolojileri, bakteriyel hücreleri dış ortamın neden olduğu hasardan korumak için çeşitli şekillerde geliştirilmiş ve kullanılmıştır. Mikroorganizmalar bakteriler tarafından saldırıya açıktır. Yapılan bir çalışmada mikrokapsüllenmiş probiyotik bakterileri içeren meyve sularının, serbest probiyotik organizmalar içerenlere göre daha stabil olduğunu vurgulamışlardır.
Adaptasyon ve direnç indüksiyonu
Bazı araştırıcılara göre, probiyotik suşların ölümcül strese maruz kalması, bir çeşit direnç ve adaptif stres cevabına yol açmaktadır. Buna göre yapılan bir çalışmada Lb’nin yaşayabilirliğini başarıyla değerlendirilmiştir. Portakal, ananas, yeşil elma ve kırmızı meyve sularında muhtemelen düşük pH ve fenollerin birleşik etkisinden dolayı probiyotiklerin canlılık kaybı izlenmiştir. Sonuç olarak, çalışmada iki farklı strateji kullanılmıştır. Farklı miktarlarda kırmızı meyve suları (% 50’ye kadar) içeren laboratuar ortamında vanilin asit (fenol stresi) ile eklenen suşun çoğalması veya pH 5.0’a asitleştirilmiştir (asit stresi). Bu yaklaşımlar Lb’nin sağ kalım süresinin uzamasına neden olmuştur.
Sonuç
Meyveler doğal makro ve mikroelementler bakımından zengin olduğu için probiyotiklerin meyve sularına dahil edilmesi, onları daha sağlıklı hale getirmektedir. Meyve suları, çok çeşitli tüketiciler için tasarlanmış sağlıklı ürünlerdir. Probiyotiklerin sağlıklı faydaları ile meyve sularının birleştirilmesi fonksiyonel ürünler için yeni bir kulvardır. Meyve suyu uygulamalarında probiyotiklerin hayatta kalması ve duyusal özellikler üzerindeki etkileri gibi üstesinden gelinecek engellerin aşılması gerekmektedir.
Ancak, umut verici bir yol olduğunu gösteren bazı çözümler üretilmektedir. Günümüzde bazı probiyotik meyve suları raflardadır. Gelecekte birçok ürünün rafa geleceği kesindir. Burada temel soru “Kazanan strateji hangisi olacaktır?” veya “Ne gibi yeni stratejiler ortaya çıkacaktır?” Belki yeni yöntemler ile probiyotiklerin kombinasyonları (kapsülleme, diğer bileşenlerle takviye, geleneksel olmayan meyve suları veya konvansiyonel olmayan probiyotikler kullanarak) başarı getirecektir.
Kaynaklar
Anon, 2002: Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food, FAO/WHO, 11 s.
Anon, 2006: Probiotics in Food, Health and Nutritional properties and Guidelines for Evaluation, FAO Food and Nutrition Paper: 85, 56 s.
Anon, 2007: Probiotics: Their Potential to Impact Human Health, CAST Issue Paper Number 36, 20 s.
Anon, 2011a: Probiotics and prebiotics, World Gastroenterology Organisation (WGO) Global Guidelines October, 28 s.
Anon, 2011b: Safety of Probiotics to Reduce Risk and Prevent or Treat Disease, Evidence Report/Technology Assessment Number 200, AHRQ, Agency for Healthcare Research and Quality, 645 s.
Anon, 2013: Probiotics Healthy Eating Tip of the Month, February, University of Michigan Health System, PATIENT FOOD AND NUTRTITION SERVICES Nutrition Counseling Center, 18 s.
Anon, 2017: Probiotics, IPA Europe, Europe International Probiotics Association, A quick guide to probiotics, March, 12 s.
Amal A. H., Mona M.A. ve El-Hadidie, S.T., 2012: Production of Cereal-Based Probiotic Beverages, World Applied Sciences Journal, ISSN 1818-4952, 19 (10): 1367-1380.
Anuradha, S. ve Rajeshwari, K. 2005: Probiotics in Health and Disease, JIACM 2005; 6(1): 67-72
Binns, N. 2013: Probiotics, Prebiotics and the Gut Microbiota, ILSI Europe, International life Sciences Institue, ISBN: 9789078637394, 40 s.
Gogineni, V.K., Morrow, L.E. Gregory, P.J. veMalesker, M.A., 2013: Probiotics: History and Evolution, Journal of Infectious Diseases & Preventive Medicine, ISSN: 2329-8731 JADPR, Volume 1 • Issue 2 • 1000107, 7 s.
Hemaiswarya, S., Raja, R., Ravikumar, R. ve Carvalho, I.S. 2013: Mechanism of Action of Probiotics, Braz. Arch. Biol. Technol., Jan/Feb, v. 56 no1, s. 113-119.
O’Bryan, C.A., Pak, D., Crandall, P.G., Lee, S.O. veRicke, S.C. 2013: The Role of Prebiotics and Probiotics in Human Health, ISSN: 2329-8901, Volume 1 • Issue 2, 8 s.
Patel, A.R., 2017: Probiotic fruit and vegetable juices- recent advances and future perspective, International Food Research Journal 24(5): 1850-1857 (October 2017)
Perricone, M.; Bevilacqua, A., Altieri, C., Sinigaglia, M. veCorbo, M.R., 2015: Challenges for the Production of Probiotic Fruit Juices, Beverages 2015, 1, 95-103.
Ranadheera, C.S.; Prasanna, P.H.P. ve Vidanarachchi, J.K., 2015: Fruit Juices as Probiotic Carriers, Sri Lanka, 19 s.
Rathod P.S., 2017: Development of Probiotic Beverage based on Apple and Orange Juice, Master of Technology in Food Technology, Vasantrau Naik Aik Marathwada Krishi Vidyapeeth Parbhani – 431 402 (M.S.) INDIA, 116 s.
Sanders, M.E., 1999: Probiotics, Food Technology, Vol 53, No 11, NOVEMBER 1999, s. 67-77.
Thantsha, M.S.; Mamvura C.I. veBooyens, J. 2012: Probiotics-What They Are, Their Benefits and Challenges, University of Pretoria South Africa, https://www.intechopen.com/, 32 s.
Tiwari R, Tiwari G, Rai AK, 2011: Probiotic Novel Beverages and Their ApplicationsDepartment of Pharmaceutical Sciences, Systematic Reviews in Pharmacy | January-June 2011 | Vol 2 | Issue 1, S. 30-36.