Site icon Foodelphi.com

Gıdaları Muhafaza Yöntemleri

Mutlu
www.foodelphi.com

www.foodelphi.com

GIDA MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ

GIDALARI MUHAFAZA YÖNTEMLERİ

Gıdaların dayandırılmasında uygulanan bütün yöntemlerin amacı, mikrobiyolojik ve mikrobiyolojik olmayan (enzimatik) değişmeleri önlemek veya sınırlamaktır.

Gıdalar üzerinde, kısa sürede çeşitli mikroorganizmalar ürerler. Ayrıca gıdalar, mikroorganizmaların rahatlıkla çalışabileceği bir ortam oluşturduğundan önlem alınmazsa kısa sürede bozulmaya uğrayarak doğal durumları değişir ve tüketilemez hale gelirler.

Çeşitli dayandırma yöntemlerinin dayandığı 4 temel prensip vardır.

1) Mikroorganizmalar ve sporlarını ya öldürmek suretiyle etkisiz hale getirmek veya canlı kalsalar bile çoğalma faaliyetleri durdurularak bunların tekrar gıdaya bulaşmaları önlenmelidir (konservede olduğu gibi).

2) Ayrıca ortamı mikroorganizmaların çalışamayacakları bir duruma getirmek (kurutma ve dondurmada olduğu gibi).

3) Enzimatik olan ve enzimatik olmayan diğer değişmeleri önleyecek tedbirleri almaktır.

4) Kimyasal değişimleri engelleyebilecek koşulları oluşturmak

Bu prensiplere göre uygulanan başlıca gıda dayandırma yöntemleri;

  1. Yüksek sıcaklık uygulaması

  2. Soğuk uygulaması

  3. Dondurma

  4. Kurutma

  5. Konsantre etme

  6. Fermantasyon

  7. Kimyasal maddeler ilave etme

  8. Değişik gaz atmosferinde saklama

  9. Radyasyon

olarak sıralanabilir.

“Konserve” terimi, dar ve geniş kapsamlı olmak üzere, iki farklı anlamda kullanılmaktadır.

Dar anlamı; gıdaların, yalnız hermetik kapatılmış kaplarda (teneke kutularda veya cam kavanozlarda) ısı uygulamasıyla dayanıklı hale konulmaları olgusunu,  geniş anlamı ise; gıdaların örneğin, dondurma, kurutma, koruyucu maddelerle vb. gibi her çeşit yöntemle dayandırılmaları olgusunu kapsamaktadır.

Bu bölümde konserve terimi, yaygın olarak benimsendiği gibi dar anlamda kullanılacak, ve yalnız hermetik kapatılmış kaplarda pastörizasyon veya sterilizasyon uygulaması gibi ısıl yolla dayanıklı duruma getirilen meyve ve sebzeler söz konusu edilecektir.

Konserve üretimi, elverişli nitelikteki hammaddenin bir takım ön işlemlerden sonra teneke kutulara, cam kavanozlara veya amaca uygun benzer kaplara doldurulması, kapların hava almayacak şekilde (hermetik) kapatılması ve ısıl işlemlerle (pastörizasyon ve sterilizasyon) bozulma yapabilen mikroorganizmaların öldürülmesi gibi başlıca temel işlemleri kapsar.

PH < 4.5 olan gıdalar (meyveler ve domates ürünleri gibi asidik olan gıdalar) hermetikli olarak kapatılan kaplarda, 85 – 100oC sıcaklıkta belli bir süre tutulmak suretiyle bozulmaya neden olan mikroorganizmaların öldürülmesi işlemine pastörizasyon denir.  pH > 4.5 olan sebzeler, et ve süt ürünleri gibi düşük asitli gıdalar  +100 °C’de veya üzerindeki bir sıcaklıkta belirli bir ısıl işleme tabi tutularak dayanıklı hale getirilebilmektedir. Bu ısıl işlem şekline de sterilizasyon denmektedir.

Sütte pastörizasyon uygulamaları:

Bu uygulamalar ısıl direnci yüksek ve spor oluşturmayan patojen bakteriler (Mycobacterium tuberculosis ve Coxiella burnetti.), maya küf, gram negatif bakteriler ile gram pozitiflerin çoğunu tahrip etmek için yeterlidir.

Gıdalarda bozulmalara yol açan mikroorganizmalardan mayalar, küf mantarlarının sporları ve vejetatif hücreleri ve bakterilerin vejetatif olanları 80-100°C arasında en çok 20-30 dakika uygulanan ısıl işlemlerle öldürüldükleri halde, bakteri sporları ısıya daha dirençlidirler.

Bazı bakteri sporları ancak 120-130°C’de öldürülmektedir. Botulizm zehirlenmesine neden olan Clostridium botulinum  adındaki mikroorganizma düşük asitli gıdalarda, ancak yüksek sıcaklık derecelerinde yok edilebildiği için bu gibi düşük asitli gıdaların sterilize edilmeleri gerekmektedir.

Gıdaların bozulmasına neden olabilecek mikroorganizmaları ısı etkisiyle inaktive etmek suretiyle, gıdalara sürekli bir dayanıklılık kazandırma işlemine “ısı uygulayarak muhafaza” yöntemi denir. Bu amaçla uygulanan ısıtmaya ise “ısıl işlem” (thermal prcoess) denir.

Geleneksel ”ısıl işlem” uygulamasında; gıda, hermetik kapatılabilen bir ambalaja (kutu, kavanoz, şişe) doldurulduktan ve kapatıldıktan sonra önceden belirlenmiş bir sıcaklıkta ve sürede ısıtılmakta ve sonra soğutulmaktadır.

Kabın, hermetik nitelikte kapanmış olması nedeniyle, yeniden bir mikroorganizma bulaşması söz konusu olamayacağından, ambalaj içindeki gıda mikrobiyolojik açıdan sınırsız süre dayanıklılık kazanmış bulunmaktadır.

Şu halde ”HERMETİK” nitelikte kapama terimi kap içinin dışarıyla tüm bağlantısının kesilmiş olmasını tanımlar. Öyle ki hermetik kapatma sadece gıdaya yeni bir bulaşmayı engellemekle kalmayıp, kap içindeki vakumu da korumalıdır.

Gıdanın ambalajlandıktan sonra ısıtıldığı geleneksel ısıl işlem uygulamasında ısı; gıdanın kalitesinde ve besleme değerinde bazı önemli olumsuzluklara neden olmaktadır. Çünkü kapalı bir kapta gıdanın hızla ve homojen bir şekilde ısınması zordur.

  pH değeri 4,5’in üstünde olan düşük asit gıdalarda hedef mikroorganizma Clostridium botulinum ‘dur.

  1. botulinum, ısıya çok dirençli sporlar oluşturan, çubuk şeklinde mezofilik bir anaerob bakteridir. Ayrıca en önemli özelliği, öldürücü bir toksin salgılayan bir patojen olmasıdır. Ancak pH düzeyi 4,5’in altında olan ortamlarda hem çoğalamaz ve hem de toksin salgılayamaz.

Düşük asitli gıdalarla, asitli gıdaların sınırını oluşturan pH 4,5 rakamı, işte bu 4,6 değerinden, 0,1 birim güven payının düşürülmesiyle oluşmuş bir değerdir.

  Bütün bu açıklamalara göre, pH değeri 4,5’in üzerinde bulunan tüm düşük asitli gıdalara uygulanan ısıl işlemlerde C.botulinum‘un hedef mikroorganizma olarak seçilmesinin nedeni, bu tip gıdalarda bulunabilen ısıya en dayanıklı bir patojen olmasıdır.

Sterilizasyon : Mikroorganizmaları inaktive etmek amacıyla gıdalara, 100 °C’nin üzerindeki sıcaklıklarda uygulanan yoğun ısıl işlemdir. pH derecesi 4,5’in üzerinde olan gıdalarda ısıya dirençli ve bir kısmı patojen nitelikte mikroorganizmalar bulunduğundan veya mikroorganizmalar pH 4,5’in üstünde ısıya daha dirençli olduklarından sterilizasyon işlemi bu tür gıdalarda uygulanır.

Mutlak sterilizasyon : Uygulandığı gıdada hiçbir canlı mikroorganizmanın kalmadığı yoğunluktaki bir ısıl işlemdir.

  Mikroorganizmaları inaktive etmek amacıyla 100 °C’nin altındaki sıcaklıklarda uygulanan ılımlı bir ısıl işlemdir.

  pH derecesi 4,5’in altında olan gıdalarda ısıya dirençli mikroorganizma bulunmadığından veya mikroorganizmaların ısıl dirençleri bu pH düzeylerinde çok azaldığından, bu gıdalara; pastörizasyon gibi ılımlı bir ısıl işlem yeterli gelmektedir.

  Pastörizasyon uygulanabilecek nitelikteki bazı gıdalara gerekirse 100 °C’nin üzerinde sıcaklıklarda sterilizasyon uygulanabilir. Örneğin bir meyve pulpuna bir HTST sisteminde 100 °C’nin üzerinde bir ısıl işlem uygulanabilir.

  Ancak sterilize edilmesi gereken bir gıdaya pastörizasyon uygulanamaz. Örneğin pH değeri 4,5’in üstünde bulunan bir sebze konservesi veya sebze suyu hangi sistem kullanılırsa kullanılsın, 100 °C’nin altındaki bir sıcaklıkta pastörize edilemez.

pH’sı 4,5’in üzerinde olan gıdalarda “Clostridium botilinum’’ pH’sı 4,0-4,4 arasında olan gıdalarda “Bacillus coagulans’’ ve “Clostridium pasteurianum’’ pH’sı 4,0’ün altındaki asitli gıdalarda daha çok maya ve küfler bozulmaya neden olduğundan en dayanıklı küflerden olan “Bysochlamys fulva’’ test mikroorganizması olarak seçilmelidir.

Dayanıklı gıdaların depolanmasında, düşük sıcaklıklarda yavaş bir şekilde gelişen kimyasal reaksiyonlar, sıcaklık arttıkça hızlanmaktadır. Genel olarak her 10 °C sıcaklık artışının, bu reaksiyonların hızının kabaca 2 misline ulaşmasına neden olduğu kabul edilmektedir. Sıcaklık değişiminin, bir gıda sistemindeki reaksiyonların hızına etkisine sıcaklık katsayısı (temperature quotient) denir. 10 °C’lik sıcaklık değişimine göre belirtilen bu etki, Q10 şeklinde simgelenmektedir. Buna göre gıdalarda kalite kaybına neden olan reaksiyonlarda genel olarak olduğu gibi konserve gıdalarda da Q10 = 2 dir.

Bu açıklamalara göre konservelerin depo ömründe sıcaklık en önemli etkendir. Bu nedenle konservelerin depolanması ilke olarak 0 °C’nin üstünde, fakat olabildiğince düşük derecede yapılmalıdır.

  Sıcaklığın düşürülmesi ile mikrobiyal aktivitenin yavaşlatılması, soğutarak ve dondurarak muhafazanın temelini oluşturur.

Dondurma işlemi;

Mikroorganizmaların yapısında da %80 üzerinde su bulunur. Mikrobiyal üreme sırasında ihtiyaç duyulan su gıdalardan sağlanır

Gıdadan su uzaklaştırıldığı zaman bakteri hücrelerinin gelişimi durur

Gıdanın su aktivitesi (aw) hem gıdanın su içeriğine (serbest su) hem de çevredeki bağıl neme bağlıdır.

Bağıl nem: havada bulunan su buharına ait kısmi basıncın, aynı sıcaklıktaki suyun denge buhar basıncına oranıdır.

Başka bir deyişle bağıl nem, havanın belirli bir sıcaklıkta taşıyabileceği nem miktarının yüzde kaçını taşıdığını belirtir

  Kurutarak muhafazada, gıdanın yapısındaki suyun tamamına yakını kontrollü koşullar altında, gıda özelliklerinde minimum değişim yaratarak uzaklaştırılır (süt tozu, instant kahve vb.)

  Suyun sadece bir kısmı gıdadan uzaklaştırılıyorsa bu işlem kurutma değil konsantrasyondur.

  Gıdaların kurutulmasında ısı ve kütle transfer hızının yüksek olması önemlidir. Bu anlamda aşağıdaki faktörlere dikkat edilmelidir.

  Nem: hava kurutucu ortam olduğu durumda, havanın kuru olması kurutma hızını da arttıracaktır. Nemli hava doygunluğa daha yakın olduğu için gıdadan uzaklaştırılan daha az miktardaki nemi absorblayabilecektir.

  Atmosferik basınç ve vakum: 1 atm basınçta su 100oC’de kaynar. Buna karşılık basınç azaltılırsa kaynama noktası sıcaklığı da düşer. Isıya duyarlı gıdalar açısından düşük kurutma sıcaklığı ve kısa kurutma süresi önemlidir.

  Sıcaklık – süre: bazı istisnalar dışında kurutma prosesleri yüksek sıcaklık kısa süre baz alınarak gerçekleştirilir. Böylelikle düşük sıcaklıkta uzun süre kurutma işleminin gıdada yaratabileceği olası problemler azaltılır.

  Meyve ve sebze suyu ve nektarı konsantreleri, Şeker şurupları, Reçeller ve Salça

  Mikroorganizmalar tarafından anaerobik ortamda bir organik maddenin başka bir organik maddeye dönüştürülmesidir. Bu anlamda makrobileşenler (örneğin karbonhidratlar) alkol, CO2, laktik asit vb. yeni ürünlere dönüştürülür.

  Gıda endüstrisinde fermantasyon açısından bazı uygulamalar

  C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2

      Laktoz  Laktik asit

           Etil alkol         asetik asit (Acetobacter aceti)

Gıdalarda bozulmalara neden olan mikroorganizmaların çoğalmasını, gelişmesini ve faaliyetini önleyen veya onların ölümlerine yol açan birçok kimyasal bileşik vardır. Bu maddelerden insan sağlığına zararlı olmayanların belli düzeylerde ilavesiyle gıdaların, mikrobiyolojik yolla bozulmasının önlenmesi yöntemine “kimyasallarla” veya “koruyucu maddelerle” muhafaza denir.

  Pek çok kimyasal mikroorganizmaların inaktivasyonunu sağlayabilmekle birlikte, bu kimyasalların çoğunun gıdalarda kullanımına izin verilmez. Antimikrobiyal olarak adlandırılan ve gıdalarda kullanıma izin verilen bazı kimyasallar

Oksijene ihtiyaç duyan mikroorganizmaların (aerob) gelişiminin engellenmesi için ortamdaki hava uzaklaştırılır. Oksijeni tolere edemeyen mikroorganizmalar (anaerob) için ise ortama hava verilir.

  1983 yılında FDA (Food and Drug Administration) iyonize ışınların, baharattaki mikroorganizmaların kontrolü için kullanılmasını onaylamıştır.

  1985 yılında yine FDA tarafından kullanım alanı genişletilerek çilek, kanatlılar, domuz ve sığır eti gibi ürünlerde kullanımına izin verilmiştir.

Işınların kullanım amaçları

  Bunların tamamı farklı dalga boyu ve enerjiye sahip elektromanyetik radyasyon çeşitleridir.

  İyonize radyasyon uygulaması sonucunda önemli bir sıcaklık artışı söz konusu olmadığı için “soğuk sterilizasyon” olarak da adlandırılır.

…

Exit mobile version