Yeni Nesil Gıda Muhafaza Teknikleri

Gıda güvenliğinin sağlanması ve kalitenin korunması amacıyla, bozulma etmeni biyolojik ve kimyasal reaksiyonların kontrol altına alınması gerekmektedir. Bu sebeple gıdanın endüstriyel olarak üretimi ve işlenmesi sırasında ısıl (termal) işlemlere (pastörizasyon, sterilizasyon vb.) başvurulur. Ancak bu teknikler, gıdanın besleyici değerinden sorumlu besin ögelerinin kaybı ve duyusal özelliklerde istenmeyen çeşitli değişikliklere sebep olabilmektedir. Yeni nesil gıda muhafaza teknikleri son dönemde önemi artan çalışmaların başında gelmektedir.

Bu amaçla günümüzde gıda üreticileri hem gıdanın raf ömrünü uzatabilmek hem de gıdanın besinsel niteliğini koruyabilmek için yeni teknoloji ve yöntem arayışlarına girmişlerdir. Çevresel hassasiyetlerin de mevcut iklim krizi belirtileri doğrultusunda hızlandığı bir dönemde, ısıl olmayan teknolojiler, özellikle son zamanlarda düşmeye başlayan maliyetleri ile umut vaat eden bir çalışma sahasıdır. Bu uygulamalara dair bilgi akışının artması ve uzun vadede firmanın enerji kaleminde sağladığı tasarrufun anlaşılmasıyla birlikte, ilgili gıdalarda gerek mikrobiyal inaktivasyon ile tüketime elverişli gerekse de bahsedilen kalite kusurlarının minimize edilmesiyle doğal ve taze tüketim imkânı yaratması söz konusudur [1].

1. Isıl İşlem Alternatifi Yeni Teknikler

• Ultrases
• Işınlama
• Vurgulu Elektriksel Alan
• Yüksek Hidrostatik Basınç
• Ohmik Isıtma
• Ultraviyole Işık
• Mikrofiltrasyon
• Ozmotik Kurutma [2]

1.1. Vurgulu Elektriksel Alan (Pulsed Electrical Field-PEF)

Vurgulu elektrik alan tekniği 2 elektrot arasına yerleştirilen gıda maddelerine kısa süreli (1-100 µs) yüksek voltaj uygulanması (10-80 kV/cm²) ile gerçekleştirilmektedir. İşlemin etkinliği elektrik alan şiddetine, darbenin şekline, darbe sayısına ve uygulama süresine bağlıdır.

Temel prensip, vurgulu elektriksel darbelere maruz kalan hücre zarının lipit ve protein yapısının zarar görerek parçalanması (elektroporasyon) ve kazanımı hedeflenen bileşiklerin eldesidir. Bu sayede meyve suları, yoğurt, çorbalar ve sıvı yumurtaların pastörize edilmesi; meyve/sebze suları verimliliklerinin arttırılması, renk özelliklerinin doğal yoldan korunması, karotenoid, vitamin C, fenolik ve antioksidan bileşiklerin yapıda saklanması mümkün olmaktadır [4]. Yeni nesil gıda muhafaza teknikleri arasında kullanımı yaygınlaşan tekniklerdendir. Alman “Elea” firması en önemli üreticilerindendir.

1.2. Yüksek Hidrostatik Basınç

Yüksek hidrostatik basınç işleminde, 100-1000 MPa arasında basınç ve ona eşlik eden düşük-orta sıcaklık (10-60°C) ile örneği çevreleyen su sıkıştırılarak gıdanın muhafazası sağlanmaktadır. Böylece gıda sanayinde meşrubatlar, meyve-sebze ve ürünleri (meyve suları, reçel, avokado ürünleri, elma püresi, vb.), et ürünleri (pişmiş ve kuru jambon), deniz ürünleri, balık, hazır yemekler, hazır çorbalar, yoğurt, salata sosları ve istiridye gibi geniş bir skaladaki gıdalar dayanıklı hale getirilebilmektedir [2]. Örneğin; geleneksel olarak üretilmiş boza örneklerine 150, 250, 350 MPa basınçlarda 5°C sıcaklıkta ve 5 dakika süreyle YHB uygulanmasını konu eden bir araştırmada, 350 MPa 5°C 5 dakika parametrelerinin kombinasyonunun bozada bakteriyel yükü yaklaşık olarak 3 log azalttığı ve bütün örneklerde maya ve küflerin tamamen yok edildiği saptanmıştır (Ilgaz, 2014). Endüstrinin en çok tercih ettiği yeni nesil gıda muhafaza teknikleri arasında yer alır.

1.3. Ultrases

İnsan kulağının işitemeyeceği, 20 kHz ile 10 MHz aralığında, frekansa sahip ses dalgaları ultrases olarak adlandırılır. Ultrases işleminin temel etki mekanizması kavitasyondur. Kavitasyon; sıvılarda bulunan mikro kabarcıkların kritik büyüklüğe ulaşması sonucunda patlamalarıyla meydana gelen önemli bir etkidir. Ultrases, gıda endüstrisinde; üretim sürecinin müdahalesiz izlenmesinde, havalandırılan gıdalardaki hava kabarcıklarının belirlenmesinde, etteki yağ oranının saptanmasında, meyve ve sebzelerin karakterizasyonunda, yumurtaların kalitesinin ortaya konmasında, peynirdeki yüzey çatlaklarında, bisküvilerin dokusunda, süt koagülasyonunda, şarap fermentasyonunun kontrolünde, hamurun karakterizasyonunda, şeker içeriği ve asitlik gibi farklı fizikokimyasal özelliklerin belirlenmesinde kullanılmaktadır [3][4].

1.4. Ultraviyole Işık

UV lambanın temel ilkesi, görünen ışık ile X-ışınları arasındaki ultraviyole (UV) bölgede yer alan 200-300 nm dalga boyundaki elektromanyetik UV-C ışınlarının mikroorganizmalar üzerindeki letal (ölümcül) etkisinden yararlanarak inaktive edilmeleridir. Genel olarak UV-C ışınlarının, gerekli dozlarda kullanıldığında gıdalar üzerinde herhangi bir olumsuz etkisi görülmemektedir. Bununla birlikte UV-C ışınlar, gıdalarda serbest radikallerin oluşmasına, vitamin ve proteinlerin zarar görmesine, yapıların oksidasyonuna, renkte bozulmalara, lezzet ve aroma maddelerinde kayıplara neden olabilmektedir. Bundan ötürü, gıdaların UV-C ışınlarına doğru bir şekilde maruziyeti için gıda gruplarına has ışın limitlerinin belirlenmiş olması ve bu gıdalar için optimizasyon çalışmalarının tamamlanmış olması şarttır.

UV ışınlar gıdaların mikrobiyal yükünü azaltılmasının yanı sıra gıda işletmelerindeki (fırın ürünleri, peynir ve et üreten işletmeler vb.) ekipman yüzeylerinin, havanın, suyun ve ambalajlama malzemelerinin (kutu, şişe, karton, tüp, film ve folyo vb.) dekontaminasyonu için de kullanılabilmektedir [2].

1.5. Işınlama

Gıda ışınlama, mikrobiyal varlıkların genetik materyalini (DNA) hasara uğratarak gıdaların raf ömürlerini uzatma imkânı veren nispeten yeni tekniklerden birisidir. Gıda sanayinde ışınlama, kurutulmuş veya taze meyve-sebzelerde, hububatlarda, kabuklu yemişlerde, yağlı tohumlarda, baklagillerde, baharatlarda, bitkisel çaylarda, kanatlı etlerinde, kırmızı ette, balıkta ve deniz ürünlerinde mikrobiyal yükü azaltmak, sterilizasyonu sağlamak, olgunlaşmayı geciktirmek, böceklenmeyi önlemek ve paraziter enfeksiyonların kontrolü gibi çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır. İlaveten patates ve soğan gibi yumru gıdalarda filizlenmenin de önüne geçilebilmektedir.

1997 yılında “Dünya Sağlık Örgütü” (WHO), “Gıda ve Tarım Örgütü” (FAO) ve “Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı” (IAEA) paydaşlarınca oluşturulan komisyon, ışınlamanın belirtilen ürün grupları için şart koşulan dozajlarda kullanıldığında güvenli ve etkin bir metot olduğunu ve gıdaların besin değerini koruduğunu kabul etmiştir [1].

1.6. Ohmik Isıtma

Bu yöntemde gıda maddesinin içinden geçirilen elektrik akımına karşı uyguladığı direnç kullanılarak ısıtılması söz konusudur. Ohmik ısıtma hacimsel bir ısıtma yöntemidir. Elektrik enerjisi ısıya dönüşerek hızlı ve homojen bir ısıtma sağlar, gıdanın tamamı eşit oranda ısı ile temas eder.

Ohmik ısıtma sıvı ürünler, parçacık içeren sıvı ürünler (çorbalar, yahniler, şuruplar, şuruplardaki meyve dilimleri) ve ısıya duyarlı gıda maddeleri için kullanılabilir. Özellikle protein içeren gıda ürünlerinde protein denatürasyona uğramadan (yapısı bozulmadan) ve pıhtılaştırılmadan pastörizasyon yapılabilir. Gıda ürünlerinin korunmasının yanı sıra donmuş ürünlerin açılması, meyve ve sebzelerin kabuklarının soyulması, kurutma ve ekstraksiyon işlemlerinin hızlandırılması da yöntemin potansiyel kullanım alanlarındandır [5].

Daha fazla bilgi için Tıklayınız

2. Kaynakça

[1] https://acikders.ankara.edu.tr/mod/resource/view.php?id=83049 (Erişim tarihi: 25.07.2022)
[2] Güven, E., Yıldız, H. (2016). Isıl Olmayan Yeni Gıda Muhafaza Tekniklerinin Sanayi Uygulamaları-1. GIDA, 41(4), 235-242.
[3] Güven, E., Yıldız, H. (2016). Isıl Olmayan Yeni Gıda Muhafaza Tekniklerinin Sanayi Uygulamaları-2. GIDA, 41(4), 243-250.
[4] Karabacak, A. Ö. (2015). Gıda bileşenleri üzerine ısıl olmayan işleme yöntemlerinin etkileri. Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa.
[5] https://e-dergi.tubitak.gov.tr/edergi/yazi.pdf;jsessionid=XhRU0GWbhVfbfMhbyF7bG0-R?dergiKodu=4&cilt=42&sayi=642&sayfa=60&yaziid=28317