Mikroenkapsüle ve taze arı sütünün antimikrobiyal aktivitelerinin kıyaslanması ve muhafaza süresinin antimikrobiyal aktivite üzerine etkisinin belirlenmesi

Abstract

Arı sütü, genç larva döneminde yavru arıların ve kraliçe arının beslenmesinde kullanılan biyoaktif bileşenler yönünden zengin bir gıdadır. Antimikrobiyal, antioksidan, antitümör, immünomodülatör özelliklerinin yanısıra antidiyabetik, antihiperkolesterolemik, hipotansif ve anti-inflamatuar etkiye sahip olduğu yapılan çalışmalarla gösterilmiştir. İnsan beslenmesi ve sağlığı için oldukça önemli olan arı sütünün, sezonluk bir ürün olması ve hassas yapısı nedeniyle hasat edilir edilmez soğuk zincir koşullarında taşınması ve depolanması oldukça önemlidir. Genellikle, taze olarak satışa sunulacak ise +4°C'de, uzun dönem depolanacaksa -18°C'de muhafaza edilmektedir. Taşıma ve depolamada soğuk zincirin kırılması ile üründe biyolojik aktivite ve kalite kayıpları meydana gelmektedir. Son yıllarda, sezon dışı dönemde tüketiciye ürün temin etmede kolaylık sağlaması ve ürünün soğuk zincir gerektirmemesi sebebiyle liyofilizasyon (dondurarak kururtma) yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu amaçla piyasada dondurularak-kurutulmuş (liyofilize) toz, tablet ve kapsül arı sütü formları bulunmaktadır. Mikroenkapsüle arı sütü bugüne dek uygulanmamış bir ürün olup, soğuk zincir zorunluluğunu ortadan kaldırması, daha düşük maliyet ve üretim kolaylığı sağlamasıyla liyofilize ürüne alternatif olarak geliştirilmiştir. Bu çalışmada, mikroenkapsülasyon metodunun arı sütünün biyolojik özelliklerinden biri olan antimikrobiyal aktivitedeki etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, taze (TAS) ve mikroenkapsüle arı sütü (MAS) antimikrobiyal aktiviteleri açısından kıyaslanmış ve bu iki ürünün 1, 3 ve 6. ay depolama sonundaki antimikrobiyal etkileri değerlendirilmiştir. Antimikrobiyal aktivite belirlemede patojen bakterilerden; Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella Enteritidis, Micrococcus luteus ATCC 9341, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 kullanılmış, test maya ve küfleri olarak Candida albicans ATCC 10351 Candida parapsilosis ATCC 22019, Penicillium digitatum, Aspergillus flavus seçilmiştir. Sıvı mikrodilüsyon ve agar kuyucuk difüzyon yöntemi ile antimikrobiyal aktivite belirlenmiştir. Taze ve mikroenkapsüle arı sütüne ait antimikrobiyal aktivitenin, çalışmada yer alan test mikroorganizmaları üzerinde konsantrasyona bağlı olarak artış gösterdiği saptanmıştır. TAS ve MAS'ın bakteriler üzerindeki Minimum İnhibisyon Konsantrasyon (MİK) değerleri sırasıyla 15,6 - 31,25 mg/mL ve 15,6 -125 mg/mL olarak belirlenmiştir. Kuyucuk difüzyon yönteminde ölçülen zon çaplarına göre S.epidermidis duyarlı, M. luteus orta derece duyarlı iken; E. coli ve S. Enteritidis'in TAS ve MAS'a karşı dirençli olduğu görülmüştür. Taze arı sütü uygulaması test mayaları üzerinde 15,6 mg/mL'lik MİK değerine sahipken mikroenkaspüle arı sütü 62,5 mg/mL'de inhibisyon sağlamıştır. Ayrıca her iki ürün uygulamasında (TAS/MAS) C. parapsilosis'in C. albicans'a kıyasla dirençli olduğu tespit edilmiştir.TAS'ın A. flavus ve P. digitatum üzerindeki etkinliği benzer olmakla birlikte, MAS P. digitatum üzerinde daha yüksek MİK değerine sahiptir. Depolama süresince, TAS ve MAS'ın çalışmada yer alan Staphylococcus epidermidis haricindeki tüm bakteri ve mayalar üzerindeki MİK değerlerinde 6 ay süreyle değişime rastlanmamıştır. Test edilen küfler üzerinde TAS ve MAS'a ait MİK değerlerinin 3. ayda arttığı görülmüştür. TAS ve MAS'ın bakteriler ve küfler üzerinde oluşturdukları inhibisyon zonları kıyaslandığında istatiksel olarak anlamlı bir fark bulunamamıştır (p<0,05). Takip eden aylar içerisinde inhibisyon zonlarındaki değişimin, mikroorganizma ve uygulanan konsantrasyonlara göre farklılık gösterdiği tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar enkapsülasyon işlemi sonrası arı sütünün antimikrobiyal aktivitesinin korunduğu ve oda sıcaklığında saklanan üründe etkinliğin devam ettiği yönündedir. Bu çalışma sonuçları mikroenkapsüle arı sütünün biyolojik özellikleri hakkında yapılacak diğer araştırmalara ışık tutacaktır. Ayrıca mikroenkapsüle arı sütünde farklı formülasyonlar ile ürünün fonksiyonel gıda olarak değerlendirilebileceği ve gelecek çalışmaların bu ürünlerin tüm özelliklerinin belirlenmesi yönünde planlanması gerektiği düşünülmektedir. Anahtar kelimeler: Arı sütü, Mikroenkapsülasyon, Antibakteriyal, Antifungal, Depolama.Royal jelly (RJ) is a secretion of the hypopharyngeal and mandibular glands of young worker bees for the nutrition of larvae and the queen bee. Besides being a nutritional product for bees and also humans, it is rich in bioactive components. Due to these components, RJ exhibits different biological properties including antimicrobial, antioxidant, antitumor, immunomodulatory effect as well as antidiabetic, antihypercolesterolemic, hypotensive and antiinflammatory properties. RJ, which contains valuable ingredients for human nutrition and health, is very sensitive and affected by the improper production and storage conditions. As a result of being a seasonal product and its perishable structure, it should be taken to cold chain as soon as it is harvested, and stored at +4°C for short-term or at -18°C to preserve more. Lyophilization is the most common method because of elimination of cold chain necessity at the storage period. The microencapsulation method, which has not been tried in royal jelly until today, is thought to be an alternative to lyophilization by being a simple and low cost production method. For this purpose, the antimicrobial activities of fresh and microencapsulated royal jelly were compared and antimicrobial effects of these two products were investigated at 1, 3 and 6 months in the storage period. The microorganisms used in the study were four pathogen bacteria; Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella Enteritidis, Micrococcus luteus ATCC 9341, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 and, four species of fungi Candida albicans ATCC 10351, Candida parapsilosis ATCC 22019, Penicillium digitatum, Aspergillus flavus. Antimicrobial activity was determined by broth microdilution and agar well diffusion method. Antimicrobial activity of fresh and microencapsulated royal jelly was increased depends on the concentration increase. The MIC against test bacteria was about 15,6 - 31,25 mg/mL for fresh RJ, while 15,6- 125 mg/mL for microencapsulate royal jelly. According to zone diameters; S. epidermidis was most sensitive and M. luteus was moderately sensitive, E. coli and S. Enteritidis were found to be resistant to fresh and microencapsulated royal jelly. Fresh royal jelly had a MIC of 15.6 mg/mL on yeasts and microencaspulated royal jelly inhibited the growth at 62.5 mg/mL. When the MIC and MFC values were compared, C. parapsilosis was found to be resistant than C. albicans. Although fresh RJ had similar efficacy on A. flavus and P. digitatum, microencapsulated royal jelly had a higher MIC value on P. digitatum. During storage, no change observed in the MICs of fresh and microencapsulated RJ for 6 months on M. luteus, E. coli, S. Enteritidis and yeasts. For the tested molds, the MIC values of samples were increased in the third month. There was no statistically significant difference between the inhibition zones of fresh and microencapsule RJ on bacteria and molds (p <0.05). In the following months, it was determined that the change in inhibition zones differed according to microorganism and applied concentrations. The results indicated that the antimicrobial activity is maintained after the encapsulation process and while stored at room temperature. In conclusion, it is thought that the data obtained in this study will contribute to the other studies and researches about biological activity of royal jelly and changes on it in the storage period. With improving microencapsulated formulations, it will be possible to maintain biological properties of RJ for longer periods and be considered as functional food. Keywords: Royal Jelly, Microencapsulation, Antibacterial, Antifungal, Storage