GIDA MUHAFAZA TEKNİKLERİ

Gıda maddeleri, biyolojik kaynaklı materyaller olup, hasat ve benzeri süreçler
öncesi ve sonrasında gelişim ve değişimler gösterebilmektedirler. Bu değişimler
arasında, aşağıdakiler yer alabilmektedir;
• Gıdaların kuruması
• Enzimatik değişimlere neden olabilme potansiyelindeki olgunlaşma,
• Hatalı taşıma ve işleme sonrası fiziksel zararlanmalar,
• Bozulma ile sonuçlanan mikrobiyal saldırılar,
• Haşere ve kemirgenler gibi zararlıların neden olduğu fiziksel ve mikrobiyel zararlanmalar,
• Oksidasyon gibi kimyasal değişimler

Gıda muhafaza teknikleri genel olarak sık kullanılanlar dikkate alındığında;
• Isıl işlem uygulamaları,
• Katkı maddeleri kullanımı,
• Su aktivitesinin kontrolü,
• Düşük sıcaklık uygulamaları ve dondurulmuş gıda
• Kontrollü atmosfer ve modifiye atmosfer uygulamaları,
• Işınlama uygulamaları
başlıkları altında sınıflandırılabilir.

Gıda maddelerinde gerçekleştirilen yüksek sıcaklık uygulamalarının gerçekleştirildiği işlemleri;
• Haşlama
• Pastörizasyon ve Sterilizasyon
• Konserve üretimi
başlıkları altında toplayabiliriz.

Çiğ sütte tüberküloza neden olan mikroorganizmanın (Mycobacterium tuberkülozis)
öldürülmesi için 72°C’de 15 saniyelik ısıl işleme ihtiyaç duyulmaktadır.

Türk Gıda Kodeksi kapsamındaki ilgili yasal mevzuatta sterilizasyon işlemi “oda sıcaklığında saklanabilen, ticari olarak steril bir ürün üretmek amacı ile normal depolama şartlarında bozulmaya neden olabilecek tüm mikroorganizmaları ve sporlarını yok eden hermetik ambalajlı ürüne, en az 115°C’de 13 dakika veya 121°C’de 3 dakika gibi uygun zaman-sıcaklık kombinasyonunda yüksek sıcaklıkta uzun süreli uygulama ısıl işlem” tanımlaması ile ifade edilmiştir.

Gıda sanayinde, ürünlerin muhafaza yöntemlerinden biri olarak kullanılan ticari sterilizasyon işlemi, uygulandığı gıdada, tüm patojen mikroorganizmalarla normal depolama koşullarında bozulmaya neden olan diğer mikroorganizmaların yok edilmesini sağlayacak düzeyde ve 100°C’nin üzerinde uygulanan bir ısıl işlemdir.

Sürekli ve kesikli olmak üzere iki tip otoklav bulunmaktadır. Kesikli otoklavlar genellikle silindirik basınçlı kaplar olup, içleri buhar ile doldurularak çalışılır. Dikey ve yatay türde olabilirler. Sürekli otoklavlarda ise iki hava-kilidi bulunmakta olup, bunlardan birincisi gıda ambalajlarını atmosferik şartlardan yüksek buhar basıncının bulunduğu ortama transfer etmek için, diğeri ise sürekli devam eden sterilizasyon işleminin tamamlanmasının ardından gıda maddesinin tekrar atmosferik koşullara taşınması amacıyla kullanılır.

• Evre: Isınma Süresi: Suyun kaynamasına kadar geçen süredir.
• Evre: Buharın Dolma Süresi: Otoklavın buharla tam olarak dolması için geçen süredir.
• Evre: Buharın Derinlere Etki Etme Süresi: Ambalaj maddelerinin çevresine giren buharla sıcaklığın konserve ambalaj içinde en geç ısınan nokta olan “soğuk noktada” istenen dereceye kadar yükselmesi için geçen süredir.
• Evre: Mikroorganizmaları Öldürme Süresi: Mikroorganizmaların ölmesi için geçen süredir. Bu amaç için 120°C/20-30 dakikalık bir işlem yeterlidir.

Gıda ürünlerinin muhafazası amacı ile kullanılan gıda katkı maddeleri;

• Antimikrobiyaller
• Antioksidanlar

Antimikrobiyal maddelerin kullanımı ile hedeflenen sonuçlara ulaşılması için göz önünde tutulması gereken çeşitli faktörler bulunmaktadır. Bu faktörler;
• Gıdanın pH değeri,
• Kimyasal maddenin çözünürlük durumu,
• Spesifik antimikrobiyal etki,
• Gıdanın duyusal özellikleri,
• Antimikrobiyal maddelerin etkileşimidir.

Antimikrobiyal bir madde olan Kükürt dioksit ve Sülfitlerin kullanım alanı; Şarapçılık, Sebze ve Meyve Kurutmacılığı, Dondurulmuş ve Salamura Meyve-Sebzeler, Meyve Suları, Jöleler, Şuruplardır. Hedef mikroorganizmaları; Maya, Küf ve Bakterilerdir.

Gıda maddelerinde oksidasyonun ortaya çıkışı aşağıdaki başlıklar altında sınıflandırılabilir;
1. Karbonhidratların Oksidasyonu
• Maillard reaksiyonu
• Enzimatik oksidasyon
• Yüksek ısı etkisi altında oksidasyon
2. Proteinlerin Oksidasyonu
• Proteolitik enzimlerin etkisi sonucu denatürasyon
• Isı etkisi sonucu denatürasyon
3. Yağların Oksidasyonu
• Hidroliz
• Acılaşma (Ransidite)
• Tat değişimi (Reversion)
• Polimerizasyon

Antioksidanlar çalışma mekanizmalarına göre dört grupta toplanırlar;
• Zincir kırıcılar,
• Singlet oksijen gidericiler,
• Metal inaktive ediciler,
• Oksidatif enzimleri inhibe ediciler.

Antioksidanlar ve sinerjistleri kimyasal özelliklerine göre dört gruba ayrılırlar;
• Serbest radikal ile bağlanıp kompleks oluşturanlar,
• İndirgen özellik gösterenler,
• Çelatlar,
• Sekonder antioksidanlar.

Doğal antioksidanlara örnek olarak ise;
• Fenolik bileşikler,
• Bazı soya ürünleri,
• Bazı tahılların embriyolarından hazırlanan preparatlar,
• Baharat ve tıbbi-aromatik bitkilerden bazıları (biberiye, adaçayı, anason, kişniş, dereotu, zencefil, mercanköşk gibi) verilebilir.

Su aktivitesinin kontrolü iki ana yöntem ile gerçekleştirilir;
• Gıdanın içeriğinde çözgen konsantrasyonun arttırılması,
• Su içeriğinin evaporasyon ve sublimasyon dışındaki yöntemler kullanılarak uzaklaştırılması.

Kurutma işleminin amaçları genel olarak;
• Gıda maddesinin dayanma süresini uzatmak,
• Ürün hacminin küçültülmesi ile depolama ve taşımada ekonomi sağlamak,
• Yeni ürün formülasyonları geliştirmek
şeklinde sıralanabilir.

Sıcak hava ile kurutma işleminde, kurutma iki alt gruba ayrılır:
1. Aktif kurutma olarak da adlandırılan ve gıdayı çevreleyen hava tarafından gıdaya transfer edilen enerji vasıtasıyla ürün yüzeyindeki nemin buharlaştırılması aşaması: Sabit kuruma periyodu olarak da adlandırılabilecek bu fazda, nemin gıdadan uzaklaştırılma hızı havanın sıcaklık, nemi, hızı ve basıncı ve ayrıca hava ile temas eden urunun yüzey alanına bağlı olmaktadır.
2. Kısıtlanmış veya dirençli kurutma olarak da adlandırılabilen ve ürün içinde bulunan nemin yüzeye taşınıp daha sonra uzaklaştırılması aşaması: Bu fazda nemin katı içindeki hareketi urunun fiziksel yapısına, sıcaklığına ve nem içeriğine bağlı olarak gerçekleşmektedir.

Ürünün fiziksel ve kimyasal yapısına ve arzu edilen son nem miktarına göre sıcak hava ile kurutma farklı sistemler ile gerçekleştirilebilmektedir:

• Tepsili/Tünel/Bantlı Kurutucular
• Püskürtmeli Kurutucular
• Akışkan Yatak Kurutucular

Dondurma ve çözündürme işlemlerinde mikroorganizmaların inaktivasyonu üç yolla gerçekleşebilir;
• Bir gıda soğutulduğunda, vejetatif mikroorganizmalar minimum gelişme sıcaklığının altında tutulabilir, bazılarının yaşama yeteneğini kaybetmesi beklenebilir.
• Mikroorganizmaların inaktivasyonu dondurma prosesi sırasında meydana gelebilir. Mikroorganizmaların dondurma işlemine tepkisi, genellikle çözündürülen kültürlerde çalışılmıştır. Bu nedenle çözündürme metodu her zaman için göz önünde tutulması gereken bir durumdur.
• Son olarak, mikroorganizmaların inaktivasyonu, sıcaklık ve süre parametrelerine bağlı olarak depolama sürecinde meydana gelebilir.

Ticari olarak dondurulmuş gıdalar, aşağıda belirtilen başlıklar altında gruplandırılabilir;
• Meyveler (tüm veya püre halinde),
• Sebzeler,
• Su ürünleri,
• Kırmızı ve beyaz et ile bunların işlenmesi ile elde edilen ürünler,
• Unlu mamuller,
• Tüketime hazır gıdalar (pizzalar, tatlılar, dondurma, hazır yemekler gibi)

Modifiye atmosfer ambalajlamanın raf ömrü üzerindeki etkisi;
• Ürün tipine,
• Taze materyalin başlangıç kalitesine,
• Gaz karışımına,
• Depolama sıcaklığına,
• İşleme ve paketleme esnasında hijyene,
• Gaz/ürün hacim oranına,
• Paketleme materyalinin koruma özelliklerine
bağlıdır.

Modifiye atmosfer ambalajlamanın avantajları;

• Raf ömrünü %50-400 yükseltmesi,
• Daha uzun raf ömrü nedeniyle ekonomik kayıpları azaltması,
• Dağıtım masraflarının azalması,
• Yüksek kaliteli ürünlerin sağlanması,
• Dilimlenmiş ürünlerin daha kolay ayrımını sağlaması,
• Merkezileştirilmiş paketleme ve porsiyon kontrolü sağlanması,
• Geliştirilmiş sunum ve ürünün açık bir şekilde görülmesi,
• Kimyasal koruyuculara çok az veya hiç ihtiyaç duyulmaması,
• İzolasyonlu paketleme ve rekontaminasyona(tekrar bulaşma riski) karşı koruma,
• Kokusuz ve kullanışlı paketleme.

• İlave maliyet,
• Sıcaklık kontrol gereksinimi,
• Her ürün için farklı gaz formülasyonları,
• Özel techizat ve eğitim gerektirmesi,
• Ürün güvenliğinin sağlanması,
• Paket hacminin yükselmesi nedeniyle taşıma masraflarında artış,
• Paketin açılması veya delinmesinin paketin(ambalajın) uygunluğunun bozulmasına neden olması,
• Gıdada çözünmüş CO2’in ambalajın büzülmesine neden olması.

Işınlanmış gıdaların yeniden kontamine olmaması için; doğru bir şekilde ambalajlanması, uygun şartlarda muhafaza edilmesi, çapraz kontaminasyon riskinin ortadan kaldırılması gerekmektedir.

Gıda muhafazası yöntemlerinde yeni trendler;

• Radyo Frekans (RF) ve Mikrodalga
• Ohmik ve Endüksiyonlu Isıtma
• Ultrases Dalgaları (Ultrasound) Uygulamaları
• Yüksek Basınç İşlemi (HPP)
• Manyetik Alan Isıtma
• Vurgulu Elektrik Alan (PEF)
• Atımlı Işık (PL)
• Ultraviyole (UV) Uygulama