A RESEARCH ON PRODUCTION OF FERMENTED WATERMELON JUICE BY PROBIOTIC CULTURE

Year 2019, Volume: 44 Issue: 6, 1030 - 1041, 06.10.2019

Sevim Öztürk Oruç İbrahim Çakır

https://doi.org/10.15237/gida.GD19124

Cited By: 1

Abstract

The aim of this study was to produce fermented watermelon
juice by inoculating Lactobacillus helveticus NRRL B-4526 standard
strain, Lactobacillus acidophilus KPb4b and Lactobacillus plantarum
lactic acid bacteria (LAB), which are known to have probiotic properties in
freshly squeezed watermelon juice. Freshly-squeezed watermelon juice inoculated
by lactic acid bacteria was left for fermentation for 18 hours at 37 °C. During
the fermentation period, total viable LAB, titratable aciditiy, pH and soluble
solid content were analysed in the samples. In addition, chemical (total
phenolic compounds, total antioxidant activity and sugar) and sensory analyses
were performed on samples at the beginning and end of the fermentation.
Findings of research showed that the number of LAB increased significantly in
all samples and the highest number with 10.0 log cfu/mL was found in the sample
fermented by Lb. plantarum. The amount of phenolic compounds (151.86-201.94
mg catechin equivalent/L) and total antioxidant activity (4.60-7.53 μmol Trolox
Equivalent (TE)/100 g) in all beverages increased with fermentation process. In
sensory analysis, the most preferred watermelon juice was the sample produced
by Lb. plantarum. In all other examples, the level of general
appreciation decreased significantly after fermentation.

Keywords

Watermelon juice, lactic acid fermentation, LAB, Lb. plantarum, probiotic

PROBİYOTİK KÜLTÜRLERLE FERMENTE KARPUZ SUYU ÜRETİMİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA

Abstract

Bu çalışmada taze sıkılmış karpuz suyunun probiyotik
özellikleri bilinen Lactobacillus helveticus NRRL B-4526, Lactobacillus
acidophilus KPb4b ve Lactobacillus plantarum ile fermente edilerek
karpuz suyu üretimi amaçlanmıştır. Karpuz suları, bakteri kültürleri inoküle
edildikten sonra 37 °C’de 18 saat fermantasyona bırakılmıştır.
Fermantasyon süresince örneklerde, toplam laktik asit bakterisi (LAB) sayımı,
titrasyon asitliği, pH ve suda çözünür kuru madde analizleri yapılmıştır.
Ayrıca, fermantasyonun başında ve sonunda toplam fenolik madde içeriği, toplam
antioksidan aktivite, şeker miktarı analizleri ile birlikte, son ürünlerde
duyusal analiz gerçekleştirilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre, LAB
sayılarının tüm örneklerde önemli ölçüde arttığı, en yüksek sayının 10.0 log
kob/mL ile Lb. plantarum ile fermente edilen örnekte olduğu
belirlenmiştir. Fermantasyon işlemiyle birlikte tüm içeceklerde fenolik madde
miktarı (151.86-201.94 mg kateşin eşdeğeri/L) ve toplam antioksidan aktivite
değerleri (4.60-7.53 μmol Troloks Eşdeğeri (TE)/100 g) artış göstermiştir.
Duyusal analizlerde en çok beğenilen ürün Lb. plantarum ile üretilen
karpuz suyu olmuştur. Diğer tüm örneklerde genel beğeni düzeyi fermantasyondan
sonra önemli ölçüde azalmıştır.

Keywords

Fermente karpuz suyu, laktik asit fermantasyonu, LAB, Lb. plantarum, probiyotik

References

• Aguiló-Aguayo, I., Soliva-Fortuny, R., Martín-Belloso, O. 2009. Avoiding non-enzymatic browning by high-intensity pulsed electric fields in strawberry, tomato and watermelon juices. J Food Eng, 92(1): 37-43.
• Altuğ Onoğur, T., Elmacı, Y. 2011. Gıdalarda Duyusal Değerlendirme. Sifaş Medya Ltd. Şti. İzmir, Türkiye, 134 s. ISBN: 978-9944-5660-8-7
• Amanda, E. ve Choo, W. S. 2018. Effect of refrigerated storage on the physicochemical characteristics and viability of Lactobacillus plantarum in fermented watermelon juice with or without supplementation with inulin or fructooligosaccharide. J Food Process Preserv., 2018;42:e13831.
• Chen, Z., Xu, L.L.ve Lin, W.F. 2016. Study on the volatile flavor compounds of watermelon juice fermented by two lactobacillus species. Mod Food Sci Technol, 32 (3): 291-299.
• Çakır, İ. 2003. Laktobasillus ve Bifidobakterlerde Bazı Probiyotik Özelliklerin Belirlenmesi. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı. Doktora Tezi, 84 s.
• Çakmakçı, M.L., Karahan, A. G. ve Çakır, İ. 2011. Mikrobiyoloji. Gıda Teknolojisi Derneği Yayınları, Yayın No: 36, Bizim Büro Basımevi, Ankara, 227 sayfa.
• Di Cagno, R, Surico, R. F., Paradiso, A., De Angelis, M., Salmon, J., Buchin, S., Gara, L. D. ve Gobbetti, M. 2009. Effects of autochthonous lactic acid bacteria starters on health- promoting and sensory properties of tomato juices. Int J Food Microbiol, 128 (3): 473-483.
• Edwards, A.J., Vinyard, B.T, Wiley, E.R., Brown, E.D., Collins, J.K., Perkins-Veazie, P., Baker, R.A. ve Clevidence, B.A. 2003. Consumption of watermelon juice increases plasma concentrations of lycopene and beta-carotene in humans. JN/ J Nutr, 133: 1043–1050.
• Erge, H. S. 2007. Domateste (Lycopersicum esculentum) Karotenoid Madde Dağılımı ve Antioksidan Aktivite. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü. Doktora tezi, 91 sayfa.
• FAO/WHO. 2001. Health and nutritional properties of probiotics in food including powder milk with live lactic acid bacteria. Cordoba, Argentina: Food and Agriculture Organization of the United Nations and World Health Organization Expert Consultation Report.
• Fenercioğlu, H. 1993. Karpuz Suyunun Meyve Suyu Karışımlarında Kullanım Olanakları Üzerinde Bir Araştırma. GIDA, 18 (6): 367-371.
• Gueimonde, M. ve Salminen, S. 2006. New methods for selecting and evaluating probiotics. Digest Liver Dis 38 Suppl,. 2: 242–247.
• Hayaloğlu, İ. ve Vardin, H. 2001. Farklı Oranlarda Karpuz ve Nar Suyu İçeren Kokteyl Meyve Suyunun (Punch) Duyusal Olarak Değerlendirilmesi. GIDA, 26 (4): 267-270.
• Hour, S.S., Ahmed, E.M., Rao, P.V., Cornell, J.A. 1980. Formulation and sensory evaluation of a fruit punch containing watermelon juice. J Food Sci, 45 (4): 809-813.
• Jayaprakasha, G. K., Murthy, K. N. C., Patil, B. S. 2011. Rapid HPLC-UV method for quantification of L-citrulline in watermelon and its potential role on smooth muscle relaxation markers. Food Chem, 127: 240–248.
• Karipçin, M. Z. 2009. Yerli ve Yabani Karpuz Genotiplerinde Kuraklığa Toleransın Belirlenmesi. Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, Doktora Tezi, 259 sayfa.
• Kubilay, Z. 2014. Karpuz ve Kavun Meyve Sularının Kombucha Mantarı ile Fermantasyon Ürünlerinin Antioksidan Aktivitelerinin Araştırılması. Gaziantep Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 28 sayfa.
• Liu, Y., Hu, X., Zhao, X., Song, H. 2012. Combined effect of high pressure carbon dioxide and mild heat treatment on overall quality parameters of watermelon juice. Inn Food Sci Emerg Technol, 13: 112-119.
• Luckow, T., Sheehan, V., Fitzgerald, G. ve Delahunty, C. 2006. Exposure, health information and flavour-masking strategies for improving the sensory quality of probiotic juice. Appetite, 47: 315-323.
• Martins, S., Mussatto, S.I., Martínez-Avila, G., Montañez-Saenz, J. Aguilar, C. N. Teixeira, J. A. 2011. Bioactive phenolic compounds: Production and extraction by solid-state fermentation. A review. Biotech Adv, 29: 365-373.
• Pereira, A.L.F., Maciel, T.C., Rodrigues, S. 2011. Probiotic beverage from cashew apple juice fermented with Lactobacillus casei. Food Res Int, 44 (5): 1276-1283.
• Perricone, M., Bevilacqua, A., Altieri, C., Sinigaglia, M. and Corbo, M. R. 2015. Challenges for the Production of Probiotic Fruit Juice. Beverages, 1: 95-103.
• Prado, F. C., Parada, J.L., Pandey, A., Soccol, C. R. 2008. Trends in non-dairy probiotic beverages. Food Res Int, 41 (2): 111-123.
• Rawson, A., Tiwari, B.K., Patras, A., Brunton, N., Brennan, C., Cullen, P.J., O'Donnell, C. 2011. Effect of thermosonication on bioactive compounds in watermelon juice. Food Res Int, 44 (5): 1168-1173.
• Rivera-Espinoza, Y. ve Gallardo-Navarro, Y. 2010. Non-dairy probiotic products. Food Microbiol, 27 (1): 1-11.
• Shahidi, F., Chavan, U.D. ve Naczk, M. 2001. Nutrient distribution and phenolic antioxidants in air-classified fractions of beach pea (Lathyrus maritimus L.). J Agric Food Chem, 49: 926-933.
• Shaikh Uzma, A., Deshpande, H.W. and Kulkarni, D.B. 2018. A review on probiotic beverages prepared using vegetables. Int J Chem Stud, 6(5): 61-65.
• Sheehan, V.M., Ross, P. ve Fitzgerald, G.F. 2007. Assessing the acid tolerance and the technological robustness of probiotic cultures for fortification in fruit juices. Inn Food Sci Emerg Technol, 8: 279–284.
• Shin, D. H., Koo, Y. J., Kim, C. D., Min, B. Y. ve Suh, K. B. 1978. Studies on the production of watermelon and cantalopemelon juice. Korean J Food Sci Technol 10 (2): 215-223.
• Tlili, I., Hdider, C., Lenucci, M.S. Riadh, I., Jebari, H., Dalessandro, G. 2010. Bioactive compounds and antioxidant activities of different watermelon (Citrullus lanatus (Thunb.) Mansfeld) cultivars as affected by fruit sampling area. J Food Compos Anal, 24 (3): 307-314.