Gıdalarda katkı maddelerinin kullanımını azaltan bazı yeni teknolojiler aşağıda verilmiştir.
TERMAL YÖNTEMLER
1. Mikrodalga ve Radyo Frekansı (RF) ile Isıtma
Mikrodalga ve radyo frekansı ısıtma teknolojileri belirli frekanslardaki elektromanyetik dalgaların kullanımıyla gıdanın içinde ısı oluşturulması prensibine dayanır. Mikrodalga prosesinde genellikle 2450 (ev tipi fırınlar) ve 915 MHz (endüstriyel ısıtma) olmak üzere iki frekans kullanılmaktadır. RF ısıtmada ise 13,56; 27,12 ve 40,68 MHz frekansları kullanılmaktadır.
Mikrodalga ve radyo frekansı ısıtma gıdalarda pastörizasyon ve sterilizasyon amacıyla kullanılmakta, istenen proses sıcaklığına daha kısa sürede ulaşmayı sağladığı için geleneksel yöntemlere kıyasla daha fazla tercih edilmektedir. Yüksek sıcaklık-kısa süre etkisiyle bakteriler yok edilirken gıdada bulunması istenen bileşenlerin termal degradasyonu önlenmektedir. Ancak bu yöntemlerde sıcaklığın gıda içindeki her noktada homojen olduğunun belirlenmesi zordur. Bundan dolayı, gıdadaki en düşük sıcaklığa sahip bölgelerin bilinmesi ve kontrol edilmesi, aynı zamanda sterilizasyon sıcaklıklarına çıkabilmek için işlem basıncının da arttırılması ve sistemin buna göre modifiye edilmesi gerekmektedir. RF’nin pastörizasyon ve sterilizasyon amaçlı kullanımı ile ilgili bilimsel anlamda çalışmalar devam etmekte ise de ticari anlamda kullanımı henüz bulunmamaktadır. Mikrodalga teknolojisi ile ilgili paketlenmiş yemeye hazır gıdaların pastörizasyonu ve/veya sterilizasyonu amacıyla kullanılan sistemler mevcuttur.
2. Ohmik ısıtma
Ohmik ısıtma gıdanın elektrik akımına maruz kalmasıyla gösterdiği direncin sonucu ısı oluşması temeline dayanan ileri bir termal proses yöntemidir. Elektrik enerjisinin ısıya dönüşmesiyle hızlı ve düzenli ısıtma mümkün olmaktadır. Ohmik ısıtmanın diğer elektriksel ısıtma yöntemlerinden farkı; gıda ile temas eden elektrotların bulunması, uygulanan frekans ve dalga şeklidir. Ohmik ısıtma aynı zamanda Joule ısıtması ve elektro-ısıtma olarak da adlandırılmaktadır.
Ohmik ısıtma endüstride genel olarak çorbalar, yahniler, şurup ve şerbetlerde bulunan meyve dilimleri gibi büyük partikül içeren gıdalar ve ısıya duyarlı sıvılara uygulanmaktadır.
Termal proseste olduğu gibi burada da mikroorganizmaların ısı ile inaktivasyonu söz konusudur. Temel mekanizma ısıya dayansa da 50-60 Hz gibi düşük frekanslarda hücre duvarları boyunca elektriksel yüklerin meydana gelmesi ve porların oluşması yani orta büyüklükte bir elektroporasyon mekanizmasının oluşabilme ihtimalinin de mevcut olduğu düşünülmektedir.
TERMAL OLMAYAN YÖNTEMLER
1. Işınlama
Işınlama, gıdanın yüksek enerjili iyonlayıcı radyasyonla fiziksel muamelesi şeklinde uygulanan termal olmayan bir gıda koruma yöntemidir. Proseste Kobalt- 60 gama ışınları, elektronik olarak hızlandırılmış elektron demetleri ve x-ışınları kullanılmaktadır.
Işınlama gıdalarda patates, soğan ve sarımsakta çimlenme ve filizlenmenin önlenmesi; tahıl, kurutulmuş meyve, sebze ve kabuklu yemişlerdeki böceklerin öldürülerek ya da sterilize edilerek temizlenmesi; meyve ve sebzelerde olgunlaşmanın geciktirilmesi; raf ömrünün uzatılması; et, kanatlı eti ve deniz mahsüllerinde mikroorganizma sayısının düşürülmesiyle gıda kaynaklı hastalıkların azaltılması; baharat ve şifalı otlardaki mikroorganizmaların azaltılması gibi farklı amaçlarla kullanılmaktadır.
Avrupa’da iyonlayıcı radyasyon ile muamele edilen gıda ve gıda ingrediyenleri ile ilgili yasalar 1999/2/EC sayılı AB Yönetmeliği ile belirlenmiştir. Yönetmelik iyonlayıcı radyasyonun kaynağını içeren hükümleri açıkça belirtmekte, izin verilen radyasyon düzeyi ve etiketleme şartlarını denetim altında tutmaktadır. Işınlanmış gıdaların ithalatı için gerekli şartlar da belirtilmektedir. Pek çok ülkede kullanımına izin verilmekle birlikte uygulamada bu tekniğin kullanımı bir gıda kategorisi ışınlanabilir gıdalar listesine alınmıştır. Ancak Belçika, Fransa, İtalya, Hollanda ve İngiltere olmak üzere beş Avrupa Birliği üyesi ülkede soğan, patates ve tavuk eti olmak üzere daha fazla gıdanın ışınlanmasına izin verilmektedir.
2. Yüksek Basınç İşlemi (HPP)
Yüksek Basınç işlemi gıdaların ısıtılarak/ısıtma olmaksızın 87,000£/in2 ya da yaklaşık 6,000 atm’ye kadar basınca maruz bırakılmasıyla mikroorganizmaların inaktivasyonunu ya da tüketicilerin arzu ettikleri kalite parametrelerinin sağlanmasını temel alan bir uygulamadır. HPP ile gıdanın kalitesi korunmakta, taze kalması sağlanmakta ve raf ömrü uzatılmaktadır. Proses aynı zamanda hidrostatik basınç işlemi (HHP) ya da ultra yüksek basınç işlemi olarak adlandırılmaktadır.
HPP prosesinde ürün basınca dayanıklı ambalaj malzemesiyle (genelde plastik şişe ya da poşet) paketlendikten sonra, genellikle su olmak üzere basıncı ileten hidrolik bir sıvı ile dolu olan yüksek basınç odasına yerleştirilmektedir. Hidrolik sıvı bir pompa yardımıyla sıkıştırılmakta ve gıdaya iletilmektedir. Basıncın uygulanma süresi 3-5 dakikadır. Sonrasında işlenen ürün uzaklaştırılmakta ve uygun koşullarda saklanmaktadır. Basıncın her noktaya aynı anda uygulanmasıyla ürün yüksek basınçlarda bile şeklini muhafaza etmektedir. Isıya ihtiyaç duyulmadığı için de mikrobiyal endişe olmaksızın duyusal özellikler korunmaktadır.
HPP uygulanan gıdaların raf ömrü termal pastörizasyondakine yakındır. Basınç pastörizasyonu ile vejetatif bakteriler yok edilmekte, ürün asidik karakterli olmadığında buzdolabında muhafazaya ihtiyaç duyulmaktadır. Lezzet, yapı ve renk özelliklerindeki değişim açısından termal pastörizasyonun kullanılamadığı durumlarda HPP’nin uygulanması ile pastörize edilmemiş ürünün raf ömrünü 2-3 hafta uzatabilmektedir.
3. Atımlı ışık (Pulsed Light- PL)
Atımlı ışık termal olmayan, kısa yoğun atımlı ya da flaşlı beyaz ışığın kullanıldığı mikroorganizmaları yok etmeyi amaçlayan bir sterilizasyon yöntemidir. 200 nm-1 mm dalgaboyu aralığında gerçekleştirilmektedir. Sterilize edilecek bir yüzey yaklaşık olarak yüzeyde 0,01-50 J/cm2 enerji yoğunluğuna sahip en az 1 atımlı ışığa maruz bırakılır, bu durumda 170-2600 nm arasında değişen dalga boyu dağılımının kullanılması gerekmektedir.
4. Ultraviyole ışığı (UV)
Elektromanyetik spektrumun UV bölgesindeki 200-280 nm aralığındaki dalga boylarının dezenfeksiyon amacıyla kullanılması işlemidir. Mikrobiyal inaktivasyon için UV radyan maruz kalmasının ürünün tüm kısımlarında en az 400 J/m2′lik düzeyde olması gerekmektedir. UV ışık, aynı DNA dizisindeki timin ve sitosinler arasında çapraz bağlanmaya yol açarak mutasyona sebep olmaktadır. DNA’nın transkripsiyon ve replikasyon faaliyetlerinin bloke olmasıyla hücrenin ölümü gerçekleşmektedir.
Ürünün geçirmesi, reaktörün geometrik şekli, UV kaynağın dalga boyu, gücü, uygulama şekli mutasyon düzeyini etkileyen kritik işlem faktörleridir. Yöntem, ozon ve hidrojen peroksit gibi koruyucu ajanlarla birlikte uygulandığında daha başarılı sonuçlar verebilmektedir.
5. Pulse elektrik alan (PEF)
Pulse elektrik alan (PEF) prosesi mikrobiyal inaktivasyonıu sağlayan, gıda kalite parametrelerinde yok denecek düzeyde değişime neden olan ve termal olmayan bir gıda koruma yöntemidir. İşlem iki elektrot arasına konulan gıdaya 20-80 kV aralığında yüksek voltaj uygulanmasıyla gerçekleştirilmektedir. İşlem sonrasında gıda aseptik olarak ambalajlanmakta ve buzdolabı koşullarında muhafaza edilmektedir.
PEF pastörizasyonu mikroorganizmaları öldürmekte ve bazı enzimleri inaktif hale getirmektedir. Ürünün asidik olmaması halinde buzdolabı koşullarında muhafaza zorunludur. Termal pastörizasyonun lezzet, yapı ve renk değişimleri nedeniyle uygulanamadığı ısıya duyarlı sıvı gıdalarda PEF büyük avantaj sağlamaktadır.
6. Statik ve hareketli manyetik alan (SMF ve OMF)
Statik ve hareketli manyetik alan gıdalarda mikrobiyal inaktivasyonunu sağlama potansiyeline sahip yöntemlerdir. SMF’de manyetik alan şiddeti zamana bağlı olarak değişmemekte iken OMF’de sabit ya da azalan genlik sinüsodiyal dalgalar şeklindedir.
OMF uygulamasında gıda plastik bir poşete konduktan sonra 0-50oC sıcaklığında 25-100 ms süreyle 5-500 kHz frekans aralığında 1-100 atımlık hareketli manyetik alan içerisine bırakılmaktadır. 500 kHz üzeri frekanslar mikrobiyal inaktivasyonda daha az etkili olmakta, gıdayı ısıtma eğilimi göstermektedir. Manyetik alan uygulamaları atmosferik basınçlar ve orta düzey sıcaklıklarda gerçekleştirilmektedir.
7. Ultrasound
Ultrasound 20.000 veya daha fazla ses dalgasının titreşimi ile oluşan enerji türü olarak tanımlanmaktadır. Gıda uygulamalarına göre ultrasonikteki pek çok gelişme mikrobiyal değildir. 0.1- 20 MHz aralığındaki yüksek frekanslar bozucu olmayan testlerde kullanılmaktadır. Ultrasonik uyarım bütün haldeki meyve ve sebzelerin iç kalitesi ve gelişim bozukluklarının hasara yol açmaksızın değerlendirilmesi için incelenmektedir.
Mikrobiyal inaktivasyon etki mekanizması ile ilgili olarak teorik anlamdaki yorum, ses dalgalarının hücreler arası kavitasyon üzerinde etkili olması, ultrasonik proses altında üretilen ve azalıp-artan basıncın etkisiyle mikroskopik düzeydeki baloncukların meydana gelmesi ve parçalanması ile oluşan mikro-mekanik şokların mikroorganizma hücrelerinin yapısal ve fonksiyonel bileşiklerinde bozulmalar meydana getirmesi şeklindedir. Bu konuyla ilgili olarak yayınlar incelendiğinde, ultrasoundun tek başına gıda muhafaza yöntemi olarak kullanılamayacağı ancak diğer muhafaza yöntemleri ile birlikte kullanıldığında özellikle mikrobiyal inaktivasyon açısından sinerjistik etki oluşturabileceği anlaşılmaktadır.
AMBALAJLAMA TEKNOLOJİLERİ
1. Modifiye atmosferde paketleme (MAP)
MAP, ambalaj içerisindeki ürünü çevreleyen hava bileşiminin değiştirilmesi işlemidir. MAP yönteminde ortamdaki oksijen miktarının azaltılması ve yerine farklı ürün grupları için değişkenlik gösteren oranlarda karbondioksit ve azotun ilave edilmesiyle mikrobiyolojik bozulma, enzim aktivitesi ve kimyasal aktivitenin inhibe edilmesi sonucu ürünlerin raf ömrü uzatılmaktadır. MAP teknolojisinde kullanılan gazlar O2, CO2, N2 ve H2O (nem) içeren C2H4′tür.
MAP ile pek çok gıda grubunun raf ömrü uzatılmaktadır. Süt ürünleri grubunda süttozları genellikle oksidatif acılaşma, peynirler de küf ve mayaların gelişimi sonrasında bozulmaya uğramaktadırlar. Yağlı süttozları, peynir ve sürülebilir yağlar MAP ile raf ömrü uzatılan ürünlere örnektir.
Pseudomonas gibi bozulmaya neden olabilen aerob bakteriler kırmızı ette temel florayı oluşturmaktadır. CO2 ile bu bakteriler inhibe edildiği için CO2 ve O2 içeren uygun gaz karışımları ile kırmızı renk stabilitesi ve mikrobiyal inhibisyonun sağlanması mümkün olmaktadır. Bu karışımlar sayesinde soğutulmuş kırmızı etin raf ömrü 2-4 günden 5-8 güne çıkmaktadır.
MAP aynı zamanda pek çok sebze ve meyvenin işlenmesinde kullanılabilen bir yöntemdir. Diğer bozulabilir gıdalarda olduğu gibi meyve ve sebzeler de hasat sonrasında solunuma devam etmektedirler. MAP uygulamasında O2 konsantrasyonunun azaltılması ve CO2 konsantrasyonunun arttırılmasıyla solunum hızı azaltılmakta ve raf ömrü uzamaktadır.
2. Aktif ambalajlama
Aktif ambalajlama, ambalaj materyaline farklı aktif maddelerin ilave edilmesiyle ürün kalitesinde değişikliğe neden olmaksızın ürünün raf ömrünü uzatma, güvenlik ve duyusal özelliklerinde gelişmeyi sağlayan bir uygulamadır.
Aktif ambalajlamada konu edilen aktif fonksiyonlar; gıdanın paketlendiği ortamdaki oksijenin, nemin ya da etilen gazının tutulması, lezzet bileşenlerinin yayılması ve mikroorganizmaların çoğalmasının önlenmesi olarak sayılabilir. Gıdaların korunmasında genel olarak kullanılan pişirme, pastörizasyon vb ısısal işlemler, kurutma, dondurma, vakum ambalajlama ve koruyucu madde ilavesi gibi geleneksel yöntemlerin yetersiz kaldığı taze et ve tüketime hazır (ready to eat) gıdalarda bu yöntemin kullanımı önemli ölçüde yarar sağlamaktadır. Aktif bileşen içeren ambalajlar içindeki gıdayı; etken maddenin ortama salgılanmasıyla korumaktadır.
Uygulamada dikkat edilmesi gereken en önemli faktör; ambalaj üretim de depolanması aşamasındaki sıcaklık ve yüksek basıncın ambalaj malzemesi içine katılmış olan mikrobiyal gelişimi önleyici maddelerin yapısını olumsuz yönde etkilememesidir. Bunun için, ambalaj malzemesinin fiziksel ve kimyasal yapısı, malzeme arasına konulacak olan aktif maddelerin özellikleri, depolama sıcaklığı çok iyi bilinmeli ve kontrol edilebilmelidir. Ambalajlamada kullanılan filmin özellikleri, üretim teknolojisi, mikrobiyal gelişimi önleme ve gıdanın etkileşiminin araştırılarak gıdaya en uygun olacak yöntemin seçilmesi gerekmektedir. Kullanılan aktif bileşenler aşağıda gruplandırılmıştır.
Tutucu sistemler
Oksijen tutucular
UV- ışık tutucuları
Karbondioksit tutucuları
Etilen tutucular
Nem tutucular
Kötü koku tutucular
Yayıcı sistemler
Karbondioksit yayıcıları
Etilen yayıcıları
Antimikrobiyal koruyucu yayıcılar
Antioksidan yayıcılar
Sülfürdioksit yayıcıları
Lezzet yayıcıları
3. Akıllı ambalajlama
Akıllı ambalajlama uygulandığı gıdanın kendisi ve çevresinde değişiklikleri algılayıp tüketiciye ürünün durumu hakkında bilgi vermeyi amaçlayan bir sistemdir. Ürünün son kullanma tarihinin, soğuk zincir yönetiminde büyük önem taşıyan sıcaklık-süre ilişkisinin, üründeki mevcut patojenlerin varlığının bildirimi akıllı ambalaj uygulaması örneklerinden birkaçıdır. Kullanılan indikatörlerin bir kısmı aşağıda verilmiştir.
Süre-sıcaklık indikatörleri
Oksijen indikatörleri
Sızıntı indikatörleri
Karbondioksit indikatörleri
Tazelik indikatörleri
Referanslar
http://www.cfsan.fda.gov/~comm/ift-micr.html
http://ohioline.osu.edu/fse-fact/0004.html
http://www.F4ST-ec.org/site/bulten.aspx
http://ohioline.osu.edu/fse-fact/0001.html
http://www.cfsan.fda.gov/~comm/ift-uv.html
http://ohioline.osu.edu/fse-fact/0002.html
http://www.cfsan.fda.gov/~comm/ift-omf.html
http://www.modifiedatmospherepackaging.com/how.html
http://eng.auburn.edu/~wfgale/usda_course/section0_5.htm#cap
http://www.mindbranch.com/listing/product/R2-1097.html
http://akseli.tekes.fi/opencms/opencms/OhjelmaPortaali/ohjelmat/Pakkaus/fi/
Dokumenttiarkisto/Viestinta_ja_aktivointi/Seminaarit/seminaari_6.10.2004/SIP_Rolig.pdf
http://esn-network.com/fileadmin/inhalte/documents/Conference-ESN-Heini_WS.pdf
http://www.cambridgeconsultants.com/Downloads/Library_presentations/
InnovationDay03/ADMpresentation.pdf
http://www.cfsan.fda.gov/~comm/ift-pref.html#sab
Kaynak
www.gidadanismanim.net
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder