TEMPORAL METAPROTEOMICS OF A BARLEY GERMINATION REGIME WITH APPLIED INCREASED TEMPERATURES DURING STEEPING AND GERMINATION

ASES VIII. INTERNATIONAL HEALTH, ENGINEERING AND SCIENCES CONFERENCE, İzmir, Türkiye, 6 - 07 Nisan 2024, ss.1-3

Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
Basıldığı Şehir: İzmir
Basıldığı Ülke: Türkiye
Sayfa Sayıları: ss.1-3
Yıldız Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Maltlama, bira üretiminde ıslatma, çimlenme ve fırınlamadan oluşan çok önemli bir adımdır. Maltlama süreci, çimlenen arpa ve onunla ilişkili mikrobiyal topluluk arasındaki karmaşık etkileşimle açıklanabilir. Mikrobiyomun etkisi çok yönlüdür: Yararlı mikroorganizmalar nişastayı parçalayan enzimler üretir, çimlenmeyi ve ardından fermantasyon için şeker üretimini kolaylaştırır. İstenmeyen mikroplar ise toksin üretebilir veya çimlenmeye müdahale ederek maltın kalitesinden ödün verebilir. Bu çalışmada Erasmus+ kapsamında Leuven Katolik Üniversitesinin Enzim, Fermentasyon ve Demleme Teknolojisi Laboratuvarında, daha kısa maltlama süreleri ve daha yüksek sıcaklıklarda çalışılmasıyla zaman, enerji ve maliyette önemli azalmalara yol açan hızlandırılmış maltlama rejimlerinin (AMR'ler) potansiyelinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Özellikle çevresel ayak izlerini en aza indirmeye çalışan, bütçeye ve çevreye duyarlı bira üreticileri AMR’den faydalanacaktır. Hızlandırılmış rejimlerin mikrobiyal topluluk üzerindeki etkisi daha önce maltlama geliştirme hedefiyle incelenmemiş olup bu çalışmayla, AMR mikrobiyomunun dinamik gelişimi, mikrobiyal topluluğun proteinleri aracılığıyla taksonomik kompozisyonunu ve fonksiyonel aktivitelerini karakterize eden metaproteomik yaklaşım kullanılarak araştırılmıştır. Bu doğrultuda AMR'nin ıslatma ve çimlenme aşamalarından alınan arpa örneklerinin mevcut mikroorganizmaları ultrasonikasyon yoluyla toplanmıştır. Tripsin kullanılarak, ilgili mikrobiyal proteinler ekstre edilmiş ve sindirilmiştir. Elde edilen peptitler TMT (Tandem Kütle Etiketleri) ile etiketlenerek LC- MS/MS yoluyla analiz edilmiş ve ham veriler, Trans-Proteomik Pipeline ek uygulamasıyla Comet arama motoru kullanılarak anlamlandırılmıştır. Peptitlerin Unipept ile daha ileri analiz edilmesiyle arpa ve maltlama rejimi ile ilişkili mikroorganizmalar tanımlanmış ve bunların en düşük ortak ataları belirlenerek AMR potansiyeli ve optimizasyonu yorumlanmıştır. Bulgular, maltlama işlemi sırasında bakteri popülasyonunun mantar popülasyonunu baskıladığını göstermektedir.

Taksonomik analiz sonuçlarından seçilen arpa çeşitlerinin maltlama adımları için tanımlanan sonuçlar farklı arpa çeşitleri için 45 ortak mikroorganizma göstermiştir, mikroorganizma çeşitliliğine bakıldığında ise AMR’da benzersiz şekilde tanımlanmış 38 tür bulunmuştur.

Farklı arpa türlerine rağmen mikrobiyal topluluktaki bu benzerliğin AMR maltında görülen dinamiği şıra filtrasyonunun engellendiğini de göstermiştir. Engellenen filtrelemeye ilişkin varılan olası açıklamalar, mantar baskılanması nedeniyle arabinoksilan bozunmasının azalması ve/veya tüm numunelerde baskın bakterilerin biyofilm oluşturan Pseudomonas vePseudomonadota olması olarak yorumlanmıştır. Bu çalışma, maltlık arpa gibi karmaşık ortamlardaki mikrobiyal toplulukların karmaşık dinamiklerini çözmede metaproteomiklerin gücünü vurgulamaktadır. Bu dinamikleri anlayarak, maltlama sürecinin kalitesini ve verimliliğini artırmak için mikrobiyal topluluk üzerinde kontrol elde etmek ve sonuçta daha iyi bir tada sahip ürün elde etmek mümkün olacaktır.

Anahtar kelimeler: Arpa, maltlama, hızlandırılmış maltlama rejimi (AMR), taksonomik analiz, peptitler, metaproteomik.