Muz ve karpuz kabuklarının antimikrobiyal, antioksidan ve prebiyotik özelliklerinin belirlenmesi = Determination of antimicrobial, antioxidant and prebiotic properties of banana and watermelon peels

Abstract

Bu çalışmada, dondurularak kurutulmuş muz (Musa acuminata) ve karpuz (Citrillus lanatus) kabuğu tozlarının kimyasal bileşimleri, antioksidan, antimikrobiyal ve prebiyotik özellikleri araştırılmıştır. Kül, nem, ham yağ, ham protein, ham lif ve karbonhidrat içerikleri muz kabuğu tozunda sırasıyla %13,49; %10,98; %6,27; %8,19; %7,28 ve %53,79, karpuz kabuğunda ise %12,37; %15,97; %5,52; %11,46; %15,72 ve %38,93 olarak saptanmıştır. Muz ve karpuz kabuğu tozlarının su aktivitesi değerleri sırasıyla 0,12 ve 0,19 olarak ölçülmüştür. Muz ve karpuz kabuğu tozlarının su tutma kapasiteleri sırasıyla 5,59 ve 5,72 g su/g; yağ tutma kapasiteleri ise 2,78 ve 2,60 g yağ/g olarak belirlenmiştir. Farklı çözgenlerle elde edilen ekstraktların DPPH radikalini giderme aktivitesi muz kabuğunda %34,78-50,00, karpuz kabuğunda ise %30,53-50,89 aralığında bulunmuştur. En yüksek toplam fenolik madde içeriği hem muz hem de kapuz kabuğunda metanol ekstraktında belirlenmiştir (p<0,05). Muz kabuğu ekstraktları Listeria monocytogenes hariç test edilen diğer bakterilere karşı antimikrobiyal aktivite göstermiştir. Karpuz kabuğu ekstraktları ise Salmonella Enteritidis ve Salmonella Typhimurium hariç diğer bakterileri inhibe etmiştir. Karpuz kabuğunun aseton ve etanol ekstraktı Lactobacillus acidophilus'u, aseton ve metanol ekstraktı Lactobacillus plantarum'u inhibe etmiştir. Buna karşın muz kabuğunun sadece etanol ekstraktı her iki probiyotik bakteri üzerine antimikrobiyal etki göstermiştir. Muz ve karpuz kabuğu tozlarının L. acidophilus ve L. plantarum gelişimi üzerine etkisini belirlemek amacıyla %5 kabuk tozu ilave edilmiş süte probiyotik bakteri aşılandıktan sonra 37°C'de 40 saat inkübe edilmiştir. L. acidophilus kabuk tozu ilave edilmiş sütte kabuk tozu içermeyen süttekine benzer gelişme kinetiği göstermiştir (p>0,05). Buna karşın L. plantarum'un ikilenme süresi önemli oranda kısalmış, eksponensiyel gelişme hızı ve maksimum popülasyon yoğunluğu artmıştır (p<0,05). Muz ve karpuz tozlarının probiyotik bakterilerin safra tuzu direnci üzerine etkisi %0,5-1 safra tuzu ilave edilmiş De Man Ragosa Sharp Broth besiyerinde test edilmiş olup, her iki kabuk tozu da L. acidophilus ve L. plantarum'un safra tuzu direncini artırmıştır. Süte muz ve karpuz kabuğu tozu (%5) ilavesi 4°C'de 42 günlük depolama süresince L. acidophilus'un canlı kalmasına katkıda bulunmuştur. Buna karşın kabuk tozu ilave edilmiş sütte L. plantarum sayısı azalma göstermekle birlikte, 7 log kob/ml seviyesinin üzerinde kalmıştır. Anahtar kelimeler: Muz kabuğu, karpuz kabuğu, antimikrobiyal aktivite, antioksidan aktivite, probiyotik, prebiyotik

In this study, the chemical composition, antioxidant, antimicrobial, and prebiotic properties of freeze-dried banana (Musa acuminata) and watermelon (Citrillus lanatus) peel powders were investigated. While ash, moisture, crude fat, crude protein, crude fiber, and carbohydrate contents of banana peel powder were 13.49%; 10.98%;6.27%; 8,19%; 7.28% and 53.79%, respectively; watermelon peel powders were found as 12.37%; 15.97%; 5.52%; 11.46%; 15.72%; 38.93%. The water activity values of banana and watermelon peel powders were measured as 0.12 and 0.19, respectively. The water holding capacities of banana and watermelon peel powders were 5.59 and 5.72g water/g, respectively; The oil holding capacities were determined as 2.78 and 2.60g oil/g. The DPPH radical scavenging activity of the banana peel and watermelon peel extracts were ranged from 34.78% to 50.00% and 30.53% to 50.89%, respectively. The highest total phenolic content was investigated in both banana and watermelon peel methanol extracts (p<0.05). Banana peel extracts illustrated antimicrobial activity against all tested bacteria, except Listeria monocytogenes. Likewise, watermelon peel extracts inhibited all tested bacteria except Salmonella Enteritidis and Salmonella Typhimurium. Acetone and ethanol extracts of watermelon peel inhibited Lactobacillus acidophilus, while acetone and methanol extracts inhibited Lactobacillus plantarum. However, only ethanol extract of banana peel showed the antimicrobial effect on both probiotic bacteria. The prebiotic effect of banana and watermelon peel powders (5%) in milk samples were tested on L. acidophilus and L. plantarum at 37°C for 40 hours incubation period. L. acidophilus,both in fortified and unfortified milk samples,showed similar growth kinetics (p>0.05). However, the generation time of L. plantarum was significantly shortened, exponential growth rate and maximum population density increased (p<0.05). The effect of banana and watermelon peel powders on the bile salt tolerance of the probiotic bacteria was tested in De Man Ragosa Sharp Broth medium with added 0.5-1% bile salt; the results showed that both peel powders increased the bile salt tolerance of L. acidophilus and L. plantarum. The addition of banana and watermelon peel powder (5%) to milk has supported the survival of L. acidophilus during 42 days of storage at 4°C. On the other hand, although the number of L. plantarum decreased in fortified milk samples, the total cell number remained above 7 log CFU/ml. Keywords: Banana peel, watermelon peel, antimicrobial activity, antioxidant activity, probiotic, prebiotic