Gıda Teknolojisi

ÖZET

Geleneksel ısıl işlem uygulamaları sırasında gıdanın maruz kaldığı sıcaklığın istenmeyen kalite değişimlerine yol açması nedeniyle termal olmayan ileri muhafaza tekniklerinin, geleneksel yöntemlere alternatif olarak veya diğer geleneksel metodlar ile birlikte kullanılması yönünde çalışmalar artmıştır. Bu derlemede, son yıllarda gıdalarda ve su ürünlerinde kullanımı yaygınlaşan atımlı ışık (pulsed light) ve elektrolize okside su (electrolyzed oxidizing water) tekniklerinin uygulama alanları ve bu tekniklerle ilgili yapılan çalışmalar hakkında bilgi verilmektedir.

 

GİRİŞ

Belirtilen raf ömrü süresince fiziksel, kimyasal ve biyolojik risk taşımayan gıdalar güvenli gıda olarak tanımlanmaktadır. Gıda güvenliği ve kalitesi açısından biyolojik ve kimyasal aktivitelerin kontrol altına alınması gerekmektedir. Günümüzde gıda üreticileri gıdanın raf ömrünü uzatabilmek ve gıdanın besin değerini koruyabilmek için yeni teknolojik yöntem arayışı içerisine girmiş, seramik, genetik mühendisliği ve tıp gibi alanlarda kullanılmakta olan bazı teknolojileri gıdalarda uygulamaya başlamışlardır. Bu anlamda gıdalarda sterilizasyon amaçlı olarak kullanılan teknikler arasında ışınlama, ozonlama, UV (ultraviyole), atımlı ışık, elektrolize okside su, yüksek basınç işlemleri gibi birçok teknik yer almaktadır ve günümüzde bu sterilizasyon teknikleriyle ilgili çalışmalar yoğun bir şekilde devam etmektedir (Koutchma ve diğ., 2009)

Atımlı ışık uygulaması termal olmayan, radyasyonlu ışık ile yapılan, kullanılan ürünün içeriğine ve yüzeyine zarar vermeden antimikrobiyal etkiyi sağlayan, gıdalarda FDA (Food and Drug Administration)’nın da kullanıma uygun bulduğu bir sterilizasyon yöntemidir (Brown, 2007). Barbosa-Canovas ve diğ. (1998) yaptıkları çalışmalarda çeşitli sıvı ve katı gıdaların yüzeyine uygulanan atımlı ışık uygulamasının,  mikroorganizmaların vejetatif sporlarında 7-9 log cfu/g aralığında indirgeyebilme özelliğine sahip olduğu tespit etmişlerdir. Geçirgen yüzeyli, kompleks gıdalara (kırmızı et, balık gibi) uygulandığında ise mikroorganizmaların genelinde minimum 1-3 log cfu/g aralığında azalma etkisi yaptığını belirtmişlerdir. Bu yöntemle işlenmiş et ürünleri, ambalajlanmış ekmek, sosis, çeşitli pasta ve çörek türü unlu mamüllerin raf ömrü minimum 15 gün süre ile uzatılabilmektedir. Atımlı ışık uygulamasıyla yapılan çalışmalarda soğukta muhafaza edilen çeşitli sebze ve meyvelerin besin içeriğini ve duyusal kalitesini değiştirmeden raf ömrünü arttırdığı belirtilmiştir (Rice, 1994). 1-12 J/cm² enerji yoğunluğuna sahip 1-35 atımlı ışık uygulaması ile Bacillus subtilis, Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Staphylococcus aureus gibi çeşitli mikroorganizmalar inaktive edilebilmektedir (Riemann ve Cliver, 2006). Ayrıca çiğ ve işlenmiş gıdalarda kullanılan ısıya dayanıklı PVC (Polivinilklorür) ambalaj materyallerinin sterilizasyonunda da atımlı ışık uygulaması tercih edilemektedir (Han, 2005).

Elektrolize olmuş okside su teknolojisi hayvan yemlerinde, içme suyunda, tıp ve dişçilik sektöründe bakterileri yok etmek için kullanılan, taze ve işlenmiş gıdalarda FDA (Food and Drug Administration)’nın da kullanıma uygun bulduğu bir sterilizasyon işlemidir. Elektroliz uygulanmış okside su teknolojisi üzerinde, araştırıcılar 20 yıldan uzun süredir çalışmakta ve bu yöntemle çeşitli patojenleri kontrol altına almayı amaçlamaktadırlar. Teknolojinin uygulanmasının çok kolay ve ekonomik olması büyük avantaj sağlamaktadır (Dris ve Jain, 2004; Marriott ve Gravani, 2006).

Elektrolize olmuş okside su yöntemiyle insanlarda hastalık etkeni oluşturan pek çok mikroorganizma inaktive edilebilmektedir. Örneğin; Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, S. epidermidis, E. coli O157:H7, Salmonella enteritidis, Salmonella typhimurium, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Mycobacterium tuberculosis, Campylobacter jejuni , Enterobacter aerogenes ve Vibrio parahaemolyticus.  Ayrıca bu yöntemle birçok maya ve küf türlerinin sporlarının çimlenmesi engellenebilmektedir. Örneğin; Alternaria spp., Bortrytis spp., Cladosporium spp., Colletotrichum spp., Curvularia lunata, Didymella bryonaie, Epicoccum nigrum, Fusarium spp., Helminthosporium spp., Pestalotia spp., Phomopsis longicolla, Rhodosporidium toruloides, Stagonospora nodorum, Thielaviopsis basicola, Trichoderma spirale, Acidovorax avenae sub sp., Erwinia chrysanthemi, Pantoea ananatis, Pseudomonas syringae, Aspergillus spp., Botryosphaeria berengeriana , Monilinia fructicola, Penicillium expansum ve Tilletia indica (Huang ve diğ., 2008).

 

Atımlı Işık (Pulsed Light) Teknolojisi

Atımlı ışık termal olmayan, kısa yoğun atımlı ya da flaşlı beyaz ışığın kullanıldığı mikroorganizmaları yok etmeyi amaçlayan bir sterilizasyon yöntemidir. 200 nm-1 mm dalga boyu 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. Atımların süresi 1 µs ile 0,1 saniye arasında değişip saniyede 1-20 flaş uygulanır (Barbosa-Canovas ve Zhang, 2001; Schmidl ve Labuza, 2000).

Atımlı ışık (PL) yöntemini, paketleme malzemeleri ile gıda ve diğer yüzeylerin sterilizasyonunda veya dekontaminasyonunda kullanarak kimyasal koruyucu ve dezenfektan kullanımı azaltılabilmektedir. Bu uygulamada mikrobiyal inaktivasyon, mikroorganizmaların protein, membran ve diğer hücre bileşenlerinde meydana gelen kimyasal değişimler, DNA zincirinin parçalanması, gibi çeşitli mekanizmalar ile gerçekleşir. Mikroorganizmaların atımlı ışık (PL) uygulamasına gösterdikleri hassasiyet değişmektedir. Örneğin, küf ve maya sporlarının direncinin bakterilere göre daha yüksek olduğu yapılan bilimsel çalışmalarla kanıtlanmıştır (Koutchma ve diğ., 2009; Takeshita ve diğ., 2003).

 

Gıdalarda ve Su Ürünlerinde Atımlı Işık Uygulamaları

Dunn (1996)’de yapmış olduğu bir çalışmada çiğ yumurtayı yıkama işleme olmadan Salmonella entridis mikroorganizmasından hazırladığı solusyon içerisinde 10 dk daldırma suretiyle bekletmiştir. Bu inokulasyon işleminden sonra 0.5 J/cm²  enerji yoğunluğunda atımlı ışık uygulamasının Salmonella entridis’in gelişiminde çok etkili olduğunu tespit etmiştir. Mikroorganizma miktarında 8 log cfu/gr kadar azalma olduğunu belirtmiştir.  Jun ve diğ. (2003), atımlı ışık uygulamısının çoğunlukla uzun süre saklanan ve nemli havaya maruz kalan (örn: fındık, meyve kurusu, çay vs.) gıdalarda bulunan ve diğer taraftan enzimleri endüstride hazır gıda maddelerinin üretiminde kullanılan Aspergillus niger küf-maya türünün sporlarının inaktive edilmesinde etkili bir yöntem olduğunu belirtmişlerdir. Mısır ununda yapmış oldukları bir çalışmada mısır ununa 5 log cfu/ml oranında Aspergillus niger küf-maya türünü inokule etmiş ve 5,6 J/cm² enerji yoğunluğuna sahip atımlı ışık uygulamışlardır. Uygulama sonunda Aspergillus niger’ in 4.95 log cfu/ml azaldığını belirtmişlerdir.  Hillegas ve Demirci (2003), bala Clostridium sp. 6.24 log cfu/ml oranında inokule etmiş ve 5,6 J/cm² enerji yoğunluğuna sahip atımlı ışık uygulamışlardır. Uygulama sonrasında Clostridium sporlarının 5.65 log cfu/ml oranında azaldığını belirtmişlerdir.  Fine ve Gervais (2004), buğday ununda ve kara biberde yapmış oldukları bir çalışmada enzimleri bira, şarap ve ekmek yapımında kullanılan Saccharomyces cerevisiae maya türünü buğday ununa 7 log cfu/ml, kara bibere 6.6 log cfu/ml oranında inokulasyonunu gerçekleştirmiş ve  her iki ürünede 31,12 J/cm² enerji yoğunluğunda atımlı ışık uygulamışlardır. Uygulama sonucunda S. cerevisiae maya türünün buğday ununda 0.7 log cfu/ml, kara biberde ise 2.93 log cfu/ml azaldığını belirtmişlerdir.   Kaack ve Lyager (2007), dilimlenmiş havuca 7 log cfu/ml oranında Saccharomyces cerevisiae maya türünü inokule etmişler ve 0.7 J/cm² enerji yoğunluğunda atımlı ışık uygulamışlardır. Uygulama sonucunda S. cerevisiae maya türünün 3.07 log cfu/ml oranında azaldığını gözlemlediklerini belirtmişlerdir.  Sharma ve Demirci (2003), protein, vitamin, mineral ve besleyici gıdalar yönünden zengin olan Alafafa bitki tomurcuklarına 5 log cfu/ml oranında E.coli  0157:H7 inokule etmişler ve atımlı ışık uygulaması yapmışlardır. Atımlı ışık uygulaması 270 atımlı SteriPulse-XL 3000 ışık yoğunluklu cihaz kullanırak yapılmışlar. Çalışmanın sonunda E.coli  0157:H7 oranında 4.89 log cfu/ml oranında azaldığını belirtmişlerdir.  Allende ve Artes (2003), atımlı ışık (PL) uygulamalarının taze ve işlenmiş sebzelerde mikrobiyal faaliyetlerin kontrol amaçlı olarak kullanılmasının uygun olduğunu belirtmişlerdir. Bu bağlamda taze marul ve marul salatasında yapmış oldukları bir çalışmada atımlı ışık (PL) uygulamasının psikrotrofik ve koliform türü bakterilerin azaltılmasında etkili olduğunu belirtmişlerdir.  Hierro ve diğ. (2009), yumurtayı kabuğunu yıkamadan Salmonella enterica serovar Enteritidis mikroorganizmasını inokula edip 0,7 ve 12  J/cm² enerji yoğunluğunda olmak üzere 2 atımlı ışık uygulaması yapmışlardır. Yapılan çalışmanın sonunda Salmonella enterica serovar Enteritidis mikroorganizmasının 0,7 J/cm² atımlı ışık uygulamasında 0.5-0.7 log cfu/gr azalma gösterdiği, 12  J/cm² atımlı ışık uygulamasında ise 1.8 log cfu/gr azalma gösterdiği tespit edilmiştir. Atımlı ışık uygulamasının Salmonella enterica serovar Enteritidis mikroorganizmasını inaktive edebilmenin dışında yumurtanın kabuğuna ve dolayısiyle iç zarına zarar vermediği için yumurta için uygulanmasının uygun bir metot olduğunu belirtmişlerdir.  Choi ve diğ. (2009)’nin yapmış olduğu bir çalışmada bebek maması ve bebek sütlerine Listeria monocytogenes mikroorganizması inokule edilmiş ve 5000, 600, 300 ve 100 µs sürelerde sırasıyla 10, 15, 20 ve 25 kV enerji yoğunluklarında atımlı ışık uygulaması gerçekleştirilmiştir. 10, 15, 20 kV atımlı ışık uygulamasıyla Listeria monocytogenes’de 4.5 log cfu/gr olarak nispeten daha az bir inaktivasyon gözlenirken, 25 kV atımlı ışık uygulamasında ise en iyi inaktivasyon sonucunun alındığı belirtilmiştir.  Bialca ve Demirci (2007) 1.1 ve 4.3 log cfu/g oranlarında E. coli O157:H7 ve Salmonella entrica mikroorganizmaları inoküle edilmiş yaban mersinine, SterilPulse-XL 3000 ışık gücünde cihaz ile 1.9 ve 22.6 J/cm² yoğunluğunda atımlı ışığı 30 ve 80 mm uzaklıkta uygulamışlardır. Farklı yoğunlukta (2 ayrı) uygulanan atımlı ışığın E. coli O157:H7 ve Salmonella entrica mikroorganizmaları üzerindeki inaktivasyon etkisi arasında önemli bir fark olmadığını belirtmişlerdir. Fakat yapılan doku ve renk analizilerinde yaban mersinin yüzeyinin 80 mm mesafade uygulanan atımlı ışık uygulamasının 30mm de uygulanan atımlı ışığa göre daha az zarar verdiğini belirtmişlerdir.

 

Özer ve Demirci (2006a), çiğ somon filetosuna E.coli ve Listeria monocytogenesis mikroorganizmalarını inokule edip atımlı ışık (PL) uygulaması yapmışlardır. Yapılan çalışmada balık filetosu yüzeylerine inokulasyon sonrasında her bir saniyede 3 atım gerçekleştirilmek suretiyle 5,6 J/cm² enerji yoğunluğunda üretim yapan bir sistemle sterilize işlemi uygulamışlardır. Aşırı ısınmanın önlenmesi için atımlı ışığı filetoların yüzeyine 8 cm uzaklıkta uyguladıklarını belirtmişlerdir. 1 dk’lık muamele sonrasında E.coli ve Listeria monocytogenesis mikroorganizmalarında minimum 1 log₁₀ cfu azalma olduğunu belirtmişlerdir.

 

Dunn ve diğ. (1995), çeşitli gıdalarda atımlı ışık (PL) uygulamasının raf ömrüne etkisini belirlemek için çalışmalar yapmışlardır. Atımlı ışık uygulanmış taze karides ile atımlı ışık uygulanmamış kontrol karidesleri buzdolabı sıcaklığında 7 gün boyunca muhafaza ederek duyusal anlamda karşılaştırmasını yapmışlardır. Atımlı ışık uygulanmamış karideslerde renkte solma olup kötü koku yayılırken, atımlı ışık uygulaması yapılmış karideslerde duyusal anlamda bozulma olmadığını belirtmişlerdir. Ayrıca çeşitli et ürünlerinde yapılan çalışmalarda atımlı ışık uygulamasının raf ömrünü artırıcı etki yaptığını tespit etmişlerdir.

Yapılan bir çalışmada taze karidese Listeria, tavuk etine ise Salmonella mikroorganizması inokule edilmiştir. İnokulasyon sonrasında atımlı ışık uygulaması yapılarak ürünlerde mikrobiyal gelişim gözlemlenmiş, her iki üründe de uygulama sonrası Salmonella ve Listeria mikroorganizmalarında 1-3 log cfu/g azalma olduğu görülmüştür. Ayrıca çiğ karideslerde 1-2 J/cm²  enerji yoğunluğunda atımlı ışık uygulamasının raf ömrünü 1 hafta artıracağı tespit edilmiştir. Çeşitli meyve ve sebzelerde (dilimlenmiş patates, elma, muz vs.) yapılan çalışmalarda 1 J/cm²  enerji yoğunluğunda atımlı ışık uygulamasının mikrobiyal gelişiminin durdurulmasında yeterli olduğu görülmüştür. Yapılan bir diğer çalışmada ise geleneksel kurutulmuş lor peynirine Pseudomanas bakterisi inokule edilmiş 16 J/cm²  enerji yoğunluğunda atımlı ışık uygulamasından sonra. Bakterinin gelişiminde 1.5 log cfu/gr azalma olduğu belirtilmiştir. Öte yandan atımlı ışığın uygulamasından sonra yüzey sıcaklığında 5^oC yükselme olmasına rağmen duyusal kalitede bir fark olmadığı belirtilmiştr (Dunn ve diğ., 1991).

Balık çabuk bozulabilen zayıf bağ dokusuna sahip olduğu için özellikle mikrobiyal faaliyetler sonucu kısa sürede kötü koku ve tada sahip olabilmektedir. Bu nedenle taze balıkta mikrobiyal faaliyetlerin önlenmesi için kombine işlemler önerilmektedir. Yapılan bir çalışmada taze balığa yüksek basınç ve atımlı ışık uygulaması yapılmıştır. Uygulama sonrası buzdolabı sıcaklığında 15 gün muahafaza edilen balıkta psikrotrofik ve koliform türü bakterilerin 3 log cfu/gr azaldığı görülmüştür (Barbosa-Canovas ve diğ., 1998).

 

Elektrolize Okside Su (Electrolyzed Oxidizing Water) Teknolojisi

Elektrolize olmuş okside su seyreltilmiş tuz çözeltisinin elektrolit bir membran ile bileşenlerine ayrılarak artı ve eksi iyonlarının geçişi prensibine dayanmaktadır. Elektrolize edilmiş okside su düşük pH (2.3- 2.7), yüksek oksi redüksiyon potansiyeli (>1000mV) ve bağımsız klor içeriğiyle pozitif yönlü olarak meydana gelmektedir. Elektrolize olmuş okside su prensibi aşağıda Şekil’de görülmektedir (Hsu, 2005).

 

Şekil : Elektrolize olmuş okside su prensibi

Pozitif kutup :    2H₂O → 4H+ + O₂↑+4e⁻

   2NaCl  →Cl₂ ↑ +2e⁻ + 2Na+

   Cl₂ + H₂O → HCl + HOCl

 

Negatif kutup :  2H₂O + 2e⁻ →  2OH⁻ + H2 ↑

   2NaCl + 2OH⁻→2NaOH + Cl⁻

 

Kanada Lethbridge Araştırma Merkezi, laboratuvarda yapılan ön çalışmaların ilk defa Rusya da geliştirilen basit bir su elektroliz işleminin, sudaki E.coli O157:H7’yi tamamen temizleyebileceğini gösterdiğini açıklamıştır (Jay ve diğ., 2006). Teknik anlmada ise bu yöntem ilk olarak Japonyada geliştirlmiştir (Shimizu ve Hurusawa, 1992).

Günümüzde kümes hayvanları, kırmızı et, su ürünleri, hayvan yemleri, çeşitli sebze ve meyveler (şeftali, elma, çilek, domates, ıspanak vs.), alfafa bitki tomurcukları, gıda üretim ekipmanları, tıbbi malzemeler gibi birçok ürün ve malzemede olduğu gibi sektörel anlamda da ekonomik hijyen gerektiren gıda, zirrat, veterinerlik, hayvancılık sektörlerinde, hastane ve sağlık tesislerinde, otel ve restorant işletmelerinde ucuz ve güvenilir bir antimikrobiyal yöntem olarak tercih edilmektedir (Hung, 2000).

 

Gıdalarda ve Su Ürünlerinde Elektrolize Okside Su Uygulamaları

Elektrolize olmuş okside su metodu ile gıdada patojen mikroorganizmaların inaktivasyonu için yapılan ilk denemler yeşil fasulye, lahana gibi sebzelerde yapılmıştır. Hazırlanan örneklere elektrolize olmuş okside su uygulaması püskürtme işlemiyle gerçekleştirilmiştir. Uygulama sonrasında Salmonella typhimurium ve Listeria monocytogenes mikroorganizmalarında 2-5 log cfu/gr azalma olduğu belirtilmiştir. Bu işlemden sonra 4^oC sıcaklıkta 5-15 gün boyunca elektrolize iyonize suyun asitlik ve bazik dengesine göre Salmonella typhimurium ve Listeria monocytogenes mikroorganizmalarının logaritmik değişimleri gözlenmiş ve kıyaslaması yapılmıştır. Yapılan çalışmanın karşılaştırma tablosu aşağıda Tabloda görülmektedir (Jay ve diğ., 2006).

 

	Su	Su	Bazik	Bazik	Asidik	Asidik
Gün →	5	15	5	15	5	15
Salmonella typhimurium (log cfu/gr)	8.47	8.39	7.98	7.87	5.13	3.32
Listeria monocytogenes (log cfu/gr)	8.73	8.74	8.69	8.77	5.36	4.60

 

Doğranmış sebze ve meyvelerde bakteriyel yük fazla olduğu için elektrolize okside su yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır. Yapılan bir çalışmada taze domatese E.coli, Salmonella enteritidis,  Listeria monocytogenes inokule edilmiş. İnokulasyon sonucunda elektrolize okside suya birkaç dakika daldırma şeklinde uygulama gerçekleştirilmiştir. Uygulamanın sonunda mikroorganizmalarda 5 log cfu/ml’den  >1 log cfu/ml’ye azaldığı belirtilmiştir (Sapers ve diğ., 2005).

Izumi ve diğ. (2000), yapmış oldukları bir çalışmada elektrolize okside su yönteminin patates, ıspanak, dilimlenmiş havuç, dolmalık biber gibi sebzelerde mikrobiyal yükü 0.6 ile 2.6 log cfu/gr azalttığını belirtmişlerdir. İşlem sonrasında ıspanak ve dilimlenmiş havuç yüzeyinde klor miktarında 15-50 ppm arasında artış olduğunu gözlemlemişlerdir. Ayrıca uygulamanın yapılmış olduğu sebzelerde pH, yüzey rengi ve genel görünüşünde olumsuz bir etkisi olmadığını tespit etmişlerdir.  Park ve diğ. (2001), yapmış oldukları bir çalışmada E.coli ve Listeria monocytogenes inoküle edilmiş lahana yapraklarına elektrolize okside su yöntemi ve aside edilmiş klorlanmış su (klor düzeyi 45 ppm azaltılmış) uygulamarını 24^oC’de 3dk boyunca ayrı ayrı yapıp karşılaştırmışlardır. Elektrolize okside su yönteminde mikroorga 2.7 log cfu/g, diğer yöntemde ise mikroorganizmalarda 2.4 log cfu/g azalma olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak iki yöntem arasında önemli bir fark olmadığını belirtmişlerdir.

 

Ratna ve Demirci (2003), protein, vitamin, mineral ve besleyici gıdalar yönünden zengin olan Alafafa bitki tomurcuklarına ve lahana yapraklarına E.coli O157:H7 inokule edip elektrolize okside su yöntemini uygulamışlardır. Alafafa bitki tomurcuklarında E.coli O157:H7 mikroorganizmasının 0.2-1.6 log₁₀ cfu azaldığını, lahana yapraklarında ise 1.1-2.7 log₁₀ cfu azalma olduğunu belirtmişlerdir.

 

Paola ve diğ. (2005) tarafından, Listeria monocytogenes inokule edilmiş lahana yapraklarına elektrolize okside su yöntemini kombine yöntemlerle ayrı ayrı uygulamışlardır. İlk uygulamada elektrolize okside su yöntemi + %5 NaCl solisyonu uygulamışlar ve uygulama sonucunda Listeria monocytogenes’ de 9.56 log cfu/ml’den 6.6 log cfu/ml’ye azalma olduğu görülmüştür. 2. uygulamada ise elektrolize okside su yöntemi+ %6 asetik asit uygulaması yapılmış ve uygulama sonunda Listeria monocytogenes’ de 9.56 log cfu/ml’den 5.49 log cfu/ml’ye azalma olduğu tespit edilmiştir.  Guentzel ve diğ. (2008)’de yapmış oldukları bir çalışmada ıspanak, lahana yaprakları ve gıdaların servise hazır hale geldiği yüzey üzerinde elektrolize okside su yöntemi uygulayarak mikrobiyal faaliyetleri gözlemlemişlerdir. Önce gıdalara ve servis yüzeyine bulaşma sonucu insalarda hastalık etkeni oluşturabilecek patojen mikroorganzimalardan inokule etmişlerdir. (çalışmada inokulasyonu yapılan mikroorganizmalar; Listeria monocytogenes, E.coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus) daha sonra gıdalara ve servis yüzeyine 20-50-100-120 ppm klorlama yapılmış elektrolize okside su uygulamasını 10 dk boyunca gerçekleştirmişlerdir. Yapılan çalışmanın sonucunda bütün mikroorganizmalar için genel olarak 0 başarı alındığı gözlemlenmiştir. Uygulama sonrasında mikroorganizmaların genelinde 6.1-6.7 log cfu/ml oranında azalma olduğu tespit edilmiştir. Servis yüzeyi için tekrardan 278-310 ppm klorlama yapılmış elektrolize okside su (pH: 6.38) uygulamasıyla mikroorganizmaların inaksitavasyonunda %79-100 oranında başarı elde edilmiştir. Ispanakta 10 dk 100-120 ppm klorlanmış elektrolize okside su uygulamasıyla bütün mikroorganizmalarda 4-5 log cfu/ml, lahanada ise 10 dk 100-120 ppm klorlanmış elektrolize okside su uygulamasında E.coli’de 0.24-0.25 log cfu/ml, diğer mikroorganizmalarda ise 2.53-2.81 log cfu/ml oranında azalma olduğu tespit edilmiştir.

 

Phuvasate ve Su (2010), yapmış oldukları bir çalışmada somon ve sarıkanat orkinoz balığı ile gıdanın temas ettiği yüzey üzerinde elektrolize okside su ve elektrolize okside buz uygulaması yapmışlardır. Uygulama öncesi balık yüzeyine ve ortam yüzeyine Enterobacter aerogenes, Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae, Morganella morganii ve Proteus hauseri bakterileri inokule etmişlerdir. Uygulamanın sonucunda 5 dk boyunca 50 ppm klorlanmış elektrolize okside su ve elektrolize okside buz uygulamalarından sonra Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae, Proteus hauseri bakterilerinin balık yüzeyinde gelişim göstermediği tespit edilmiştir. 120 dk sonra 100 ppm klorlanmış elektrolize okside su ve elektrolize okside buz uygulamalarında ise Enterobacter aerogenes ve Morganella morganii bakterilerinde 1.3-2.2 log cfu/ml azalma olduğu görülmüştür. Bundan başka 24 saat sonunda 100 ppm klorlanmış elektrolize okside su ve elektrolize okside buz uygulamalarında Enterobacter aerogenes ve Morganella morganii bakterilerinde 2.4-3.5 log cfu/ml azalma olduğu gözlemlenmiştir. Çalışmada olumlu sonuç elde edilmiş olduğundan elektrolize okside su ve elektrolize okside buz uygulamalarının hasat sonrası balık yüzeyinde uygulanmasının önerilecek metotlar olduğunu belirtilmişlerdir.

Huang ve diğ. (2006)’da yapmış oldukları bir çalışmada su ürünlerinin yüzeyinde ve su ürünlerinin temas ettiği yüzey alanlarında elektrolize okside su yöntemini uygulamışlardır. Önce su ürünleri yüzeylerinde ve temas edilen yüzeylere E.coli ve Vibrio parahaemolyticus bakterilerinin inokulasyonu gerçekleştirilmiş daha sonra 10 dakika elektrolize okside su uygulaması yapılmıştır. 1 dakikalık elektrolize okside su uygulamasında E.coli’de 0.7 log cfu/ml azalma olduğu görülmüştür. 5 dakikalık elektrolize okside su uygulamasında Vibrio parahaemolyticus’da 1.5 log cfu/ml, 10 dakikalık elektrolize okside su uygulamasında ise Vibrio parahaemolyticus’da 2.6 log cfu/ml azalma olduğu görülmüştür.

Özer ve Demirci (2006 b), çiğ somon balığında elektrolize okside su yöntemini uygulamışlardır. Somon filetoların yüzeyine E.coli O157:H7 ve Listeria monocytogenes inokulasyonunu gerçekleştirmiş ve 90 ppm klorlanmış solusyonlu asidik elektrolize okside su uygulaması yapmışlardır. Çalışmayı 22 ^oC ve 35^oC’de 2-4-8-16-38-64 dakikalık uygulamalar halinde gözlemlemişlerdir. Uygulamanın ilk dakikalarında 22 ^oC’de Listeria monocytogenes 0.40 log cfu/ml,  E.coli O157:H7 0.49 log cfu/ml azalma olduğu gözlenmiştir. 35^oC’de ise Listeria monocytogenes 1.2 log cfu/ml, E.coli O157:H7 1.07 log cfu/ml azalma olduğu belirtilmiştir. 64. dakikanın sonunda ise Listeria monocytogenes’de 1.3 log cfu/ml, E.coli O157:H7 1.46 log cfu/ml azalma olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak çalışmada balık filetosunda yüzey uygulaması olarak elektrolize okside su yönteminin mikroorganizmaların inaktivasyonu için başarılı bir metot olduğunu vurgulamışlardır.

Gıda muhafazasında geleneksel olarak kullanılan termal işlemlerin gıdaların kalitesinde neden olduğu kalite kayıpları ve enerji sarfiyatındaki azaltılma gereksinimi yeni yöntemlerin arayışını başlatmıştır. Çeşitli alanlarda kullanılmakta olan yeni teknolojilerin gıda alanında da uygulanabilir olabilmesi gıda muhafazasında yeni teknolojiler ile ilgili son yıllarda yapılan çalışmaların sayısını da artırmıştır.

Atımlı ışık ve elektrolize okside su teknikleri antimikrobiyal etkileriyle içme suyunda, hayvan yemlerinde, çeşitli sebze ve meyvelerde, çiğ, işlenmiş, soğutulmuş ve dondurulmuş et, kümes hayvanları, su ürünleri gibi pek çok gıdada kullanımlarının yanı sıra sektörel anlamda seramik yapımı, gıda üretim ekipmanları, tıbbi malzemeler, ziraat, veterinerlik, hayvancılık sektörlerinde, hastane ve sağlık tesislerinde, otel ve restorant işletmelerinde sterilizasyon amaçlı kullanılan metotlardır. Her iki yöntemde istenilen antimikrobiyal etkiyi sağlamaları, kolay ugulanabilir olmaları ve düşük maliyetli teknikler olmaları sebebiyle birçok alanda kullanımı tercih edilen metodlardır. Günümüzde bu metodların gıdalarda ısıl işlem uygulanan geleneksel metodlara alternatif olarak kullanılması konusunda yoğun çalışmalar devam etmektedir.   

 

Kaynaklar

ALLENDE, A. ve ARTES, F., 2003, UV radiation as a novel technique to preserve quality of fresh processed 'Lollo Rosso' lettuce, Food Research International, 36:739-746.

BARBOSA-CANOVAS, G.V, POTHAKAMURY, U.R., PALOU, E., SWANSON, B.G., 1998, Nonthermal preservation of food, CRC press, Newyork, 0-8247-9979-8.

BARBOSA-CANOVAS, G.V and ZHANG, Q.H., 2001, Pulsed Electric Fileds in Food Processing, CRC press, USA, 1-56676-783-0.

BIALCA, K.L. ve DEMIRCI, A., 2007, Decontamination of Escherichia coli O157:H7 and Salmonella entrica on bluberries using ozone and pulsed light UV-light, Journal of Food Science, 72: M391-M396.

BROWN, A., 2007, Understanding Food: principles & preparation, Wadswort publishing company, United States, 049510745X.

CHOI, M.S., CHEIGH, C.I., JEONG, E.A., SHIN, J.K., CHUNG, M.S., 2009,  Nonthermal sterilization of Listeria monocytogenes in infant foods by intense pulsed-light treatment, Journal of Food Engineering, 97: 504–509

DRIS, R. ve JAIN, M., 2004, Production Practices and Quality Assessment of Food Crops: Postharvest Treatment and Technology, Springer, Gaithersburg, 1-4020-1701-4.

DUNN, J.E, CLARK, R.W., ASMUS, J.F., PEARLMAN, J.S., BOYER, K., PAIRCHAUD, F., HOFMAN, G., 1991, Methods and apparatus for preservation of food stuffs, Pat., U.S., 5-034-235.

DUNN, J., OTT, T.,CLARK, W., 1995, Pulsed Light Treatment of Food Packaging, Food Technology, 49(9):95-98.

DUNN, J., 1996, Pulsed light and pulsed electric field for foods and eggs, Poultry Science, 75: 1133-1136.

FINE, F. ve GERVAIS, P., 2004, Efficiency of pulsed UV light for microbial decontamination of food powders, Journal of  Food Protection, 67(4):787-92.

GUENTZEL, J.L., LAM, K.L., CALLAN, A.M., EMMONS, S.A., DUNHAM, V.L., 2008, Reduction of bacteria on spinach, lettuce, and surfaces in food service areas using neutral electrolyzed oxidizing water, Food Microbiology, (25): 36–41.

HAN, H., J., 2005, Innovations in Food Packaging, Food Science and Technology: International series, Canada, 0-12-311632-5

HIERRO, E., MANZANO, S., ORDONEZ, J.A., HOZ, L., FERNANDEZ, M., 2009, Inactivation of Salmonella enterica serovar Enteritidis on shell eggs by pulsed light technology, International Journal of Food Microbiology, 135: 125–130.

HILLEGAS, S.L. ve DEMIRCI, A., 2003, Inactivation of  Clostridium sporogenes in clover honey by pulsed UV light treatment, The CIGR Journal of Scientific- Research and Development- Manuscript, 03-009: 7pp.

HSU, S.Y., 2005, Effects of flow rate, temperature and salt concentration on chemical and physical properties of electrolyzed oxidizing water, Journal of Food Engineering, (66) 171–176.

HUNG, Y.C., 2000, New Method Kills Bacteria on Furits and Vegetables, Proceedings of the 220th National Meeting of the American Chemical Society, Washington, D.C.

HUANG, Y.R.,HSIEH, H.S., LIN, S.Y.,LIN S.J., HUNG, Y.C., HWANG, D.F., 2006, Application of electrolyzed oxidizing water on the reduction of bacterial contamination for seafood, Food Control, (17): 987–993.

HUANG, Y.R., HUNG, Y.C., HSU, S.Y., HUANG, Y.W., HWANG, D.F., 2008, Application of electrolyzed water in the food industry, Food Control, 19:329–345.

IZUMI, H., KIBA, T., HASHIMOTO, 2000, Efficacy of Electrolyzed Water as a Desinfectant for Fresh-Cut Spinach, Quality assurance in agricultural produce, ACIAR Procedings, (100): 216- 221.

JAY, J.M., LOESSNER, M.J., GOLDEN, D.A., 2006, Modern Food Microbiology, Springer, Gaithersburg, 0-387-23180-3.

JUN, S., IRUDAYARAJ, J., DEMIRCI, A., GEISER, D., 2003, Pulsed UV-light treatment of corn meal for inactivation of Aspergillus niger, International Journal of Food Science Technology, 38:883-888.

KAACK, K. ve LYAGER, B., 2007, Treatment of slices from carrot (Daucus carota) using high intensity white pulsed light, European Food Research and Technology , 224(6): 561-566.

KOUTCHMA, T.N., FORNEY, L.J., MORARU,C.I., 2009, Ultraviolet Light in Food Technology Principles and Applications, CRC press, New York, 978-1-4200-5950-2.

MARRIOTT, N.G. and GRAVANI, R.B., 2006, Principles of food sanitation, Springer, Gaithersburg, 978-0-387-25025-5.

OZER, N.P ve DEMIRCI, A., 2006(a), Inactivation of Esherichia Coli O 157:H7 and Listeria monocytogenesis inoculated on raw salmon fillets by pulsed UV treatment, International Food Science Technology, 41:354–360.

OZER, N.P. ve DEMIRCI, A., 2006(b), Electrolyzed oxidizing water treatment for decontamination of raw salmon inoculated with Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes Scott A and response surface modeling, Journal of Food Engineering, (72): 234–241.

PAOLA, C.L., ROCIO, C.V., MARCELA, M., MILCIADES, D., KARINA, C.A., 2005, Effectıveness of Electrolyzed Oxıdızıng Water for Inactıvatıng Listeria monocytogenes in Lettuce, Universitas Scientiarum Revista de la Facultad de Ciencias Pontificia Universidad Javeriana, 10(1): 97-108.

PARK, C.M, HUNG, Y.C, DOYLE M.P, EZEIKE, G.O.I, KIM, C., 2001, Pathogen Reduction and Quality of Lettuce Treated with Electrolyzed Oxidizing Water and Acidified Chlorinated Water, Journal of  Food Science, 66(9): 1368-1372.

RATNA, R.S. ve DEMIRCI, A., 2003, Treatment of Escherichia Coli O157:H7 inoculated alfalfa seeds and sprouts with electrolyzed oxidizing water, International Journal of Food Microbiology, (86): 231.

RICE, J., 1994, Sterilizing with light and electrical impulses, Food Processing, (7):66.

RIEMANN, H.P. and CLIVER, D.O., 2006, Foodborn infections and intoxications, Elseviar academic press, USA, 978-0-12-588365-8

SAPERS, G.M., GORAY, J.R., YOUSEF, A.E., 2005, Microbiology of fruits and vegetables, CRC press, USA, 0-8493-2261-8.

SCHMIDL, M.K. ve LABUZA, T.P., 2000, Essentials of functional foods, Springer, Gaithersburg, 0-8342-1261-7.

SHARMA, R.R. ve DEMIRCI, A., 2003, Inactivation of E.coli O 157:H7 on alfalfa seeds with pulsed ultraviolet light and response surface modeling, Journal of  Food Science, 68:1448-1453.

SHIMIZU, Y.  ve HURUSAWA, T., 1992, Antiviral, antibacterial, and antifungal actions of electrolyzed oxidizing water through electrolysis, Dental Journal, 37: 1055–1062.

TAKESHITA, K., SHIBATO, J., SAMESHIMA, T., FUKUNAGA, S.I., ARIHARA, K., ITOH, M., 2003, Damage of yeast cells induced by pulsed light irradiation, International Journal of Food Microbiology, 85:151-158.