GIDA MUHAFAZA TEKNİKLERİ Yrd.Doç.Dr. Müge HENDEK ERTOP

Gıdaların doğasında bulunan veya sonradan bulaşan mikroorganizmaların üretmiş oldukları bazı metabolitler ve enzimlerin gerçekleştirdikleri reaksiyonlar sonucunda ortaya çıkan gıda bozulması olayı, insanların, bu gıdayı ileride tüketmek üzere nasıl saklayabileceği sorusunu ortaya çıkarmıştır…

AMAÇ Mikroorganizmaların, kimyasalların, enzimlerin kontrol altına alınması! NEDEN? GIDAYI KORUMAK: Gıdalarda bozulmaların geciktirilmesi veya tamamen engellenmesi, İNSANI KORUMAK: Gıdalarla insanlara geçen hastalıkların önlenmesidir

Sağlıklı ve güvenilir gıda üretebilmek için, üretimin her aşamasından tüketilinceye kadar geçen safhalarda alınması gereken önlemler, uygun proses koşulları ve üretim yöntemlerinin tümüne GIDA MUHAFAZA TEKNİKLERİ adı verilir.

Sağlıklı ve güvenilir gıda üretebilmek için, üretimin her aşamasından tüketilinceye kadar geçen safhalarda alınması gereken hijyen önlemleri bulunmaktadır. İlk aşamada, besin maddelerinin üretimi için kullanılacak olan hammaddenin güvenilir ve sağlıklı nitelikte elde edilmesi şarttır. İkinci aşamada, besin maddelerinin kalitesini ve hijyenini olumsuz etkileyecek şartlar ile insan sağlığına zarar verecek etmenler ortadan kaldırılmalıdır. Bunun için de besin maddelerinin özelliklerini düzeltecek, kaybını ve bozulmasını önleyecek yöntemler geliştirilmelidir. Son aşamada da, gıda maddelerinin, hammaddesinin seçilmesi, hazırlanması, işlenmesi, paketlenmesi, depolanması, taşınması ve dağıtılması sırasında (proseste) gerekli kontroller yapılmalı ve önlemler alınmalıdır. Gıda muhafazasında yararlanılan temel ilkeler ve bu ilkelerden yararlanılarak geliştirilen muhafaza yöntemleri, bu aşamalarda devreye girmektedir.

İnsanlığın doğuşundan beri, giyinme, barınma ve beslenme gibi üç temel ihtiyaç ortaya çıkmıştır. Bunların içerisinde en önemli yeri beslenme almaktadır.

Gıda muhafazası gereksinimi? Dünya nüfusunun hızla artmasına bağlı olarak, besin maddeleri üretimi, bu hızlı artışı karşılayamadığından dünyamız insanları açlık sorunu ile karşı karşıya kalmıştır. İnsanların yeterli ve dengeli beslenememesine ilaveten, kötü çevre koşulları ile gıda hijyeni ve kontrolündeki yetersizlikler de halk sağlığı açısından önemli sorunların ortaya çıkmasına sebep olmaktadır.

Halk sağlığı açısından… Gıdaların çöpe atılması Ekonomik kayıplar, eşit olmayan gıda dağılımı ve açlık Atık çöp, çevresel zararlar Gıda zehirlenmeleri

Her yıl… 800 milyondan fazla insan kötü beslenme koşulları ile karşı karşıya; 36 milyon insan gıda kıtlığından dolayı yaşamını yitiriyor, 1,3 milyon ton gıda israf ediliyor… Israf edilen kısım küresel gıda üretiminin 1/3’ünü oluşturuyor. Dünya nüfusu her geçen gün artıyor, ekilebilir alanlar ise gittikçe azalıyor. Dünya küresel ısınma ile karşı karşıya, 2050 yılına kadar gıda fiyatlarında ürüne göre değişmekle birlikte %45-50 artış bekleniyor…

EĞER GIDA İSRAFI BİR ÜLKE OLSAYDI, ABD ve ÇİN ‘den SONRA DÜNYANIN EN ÇOK CO2 ÜRETEN ÜLKESİ OLURDU 

Gıda İsrafının nedenleri; GELİR SEVİYESİNİN YÜKSEK OLMASI (Bir Amerika veya Avrupalı aile Afrika’lı bir aileden 15 kat daha fazla israf yapıyor) YANLIŞ ALIŞVERİŞ ALIŞKANLIKLARI (Fazla alma, alışveriş listesi yapmama vb) Tarladan sofraya teknik minör hatalar NASIL TÜKETECEĞİNİ VE MUHAFAZA EDECEĞİNİ BİLMEMEK…

GIDA BOZULMALARI HANGİ YOLLARLA OLUR? Bakteri, küf ve mayaların aktivitesi ve çoğalması, Çeşitli böceklerin oluşturduğu zararlar, Gıdaların yapısında doğal olarak bulunan enzimlerin aktivitesi, Çeşitli kimyasal reaksiyonlar, Donma, yanma, kuruma ve basınç gibi etkilerle ortaya çıkan fiziksel değişimler

Bozulma çeşitleri 1.Fiziksel bozulmalar 2.Kimyasal bozulmalar, 3.Fizyolojik ve Biyolojik bozulmalar, 4.Mikrobiyolojik bozulmalar

1.Fiziksel gıda bozulmaları Gıdaların hazırlanmasında, kirli aletler, işleme aşamasındaki hatalar, hasta personel, kirletilmiş hava ve su gibi faktörler gıdaların sağlıksız üretimine neden olmaktadır. Gıda hammaddelerinin temininden, son ürünün elde edilmesine kadar farklı basamaklarda gıdalara toprak, hava, su, böcekler, kemirgenler, kuşlar, üretim işletmesinde çalışanlar, hammaddeler, alet ve kaplar gibi ürünün temas ettiği her yüzeyden fiziksel bozulma faktörleri bulaşabilmektedirler.

2.Kimyasal gıda bozulmaları; 2.1 Kimyasal kontaminasyonlar, 2.2 Orjinal enzim etkileri, 2.3 Acılaşma (ransidite), 2.4 Enzimatik olmayan kahverengileşme olmak üzere dört grup altında toplamak mümkündür.

İyi yıkanmamış olan alet ve kaplarda deterjan kalıntıları 2.1 KİMYASAL KONTAMİNASYONLAR İyi yıkanmamış olan alet ve kaplarda deterjan kalıntıları Paketlenmemiş gıdaların depolamada temizlik maddelerine yakın tutulması Tarımda kimyasal mücadele ilaçlarının kullanılması İnsektisit : Böcek, haşerelere karşı kullanılan ilaçlardır. Fungusit : Funguslara (Mantar) karşı kullanılan ilaçlardır. Herbisit : Yabancı otlara karşı kullanılan ilaçlardır. Mollusit : Yumuşakçalara karşı kullanılan ilaçlardır. Rodentisit : Kemirgenlere karşı kullanılan ilaçlardır. Nematisit : Nematotlara karşı kullanılan ilaçlardır. Akarisit : Akarlara karşı kullanılan ilaçlardır. Endüstriyel aktiviteler ve makineleşmenin artması, kurşun, civa, kadmiyum gibi elementlerle doğanın kirlenmesine yol açmıştır. Bu çevrede yetişen ve gıda zincirine katılan canlılar Uygun olmayan alet, makine ve kaplardan metalik kontaminasyonlar Ambalajlardan geçen kimyasal maddeler (polikarbonat ambalajdan BisfenolA vb.) ve boya kalıntıları vb.

2.2 ORJİNAL ENZİM ETKİLERİ Tüm hayvansal ve bitkisel dokular, protein yapısında olan enzimleri içermektedirler. Hasat ve kesimden sonra, hücre enzimleri işlevlerini sürdürürler. İSTENMEYEN DEĞİŞİMLER Örnek; Etlerin sıkı istiflenmesiyle, havasız kalan etlerde renk iç kısımlarda kiremit rengine dönüşmekte, ekşimsi küf veya hoş olmayan kokuşmaya neden olmaktadır. Yeni toplanmış muzlar başlangıçta yeşil ve aromasızken depolandıkça enzimatik etkilerle aromaları artar ve sararır. Daha fazla bekletilirse kararma ve ekşimsi koku oluşumu başlar. Sebze ve meyvelerde, polifenol oksidaz enzimi, fenolik bölgeleri okside edebilmekte ve polimerize kahverengi pigmentlerin oluşumuna neden olmaktadırlar. İSTENEN DEĞİŞİMLER Örnek; Kas dokusuna kan akışının kesilmesiyle başlayan, etin olgunlaşması olayı istenen bir durumdur. Kas glikojeninin enzimatik olarak kullanımı sonucu ette, aroma oluşması, pH düşmesi, rengin açılması, submikroskobik yapının değişmesi, elektrik direnci ve su tutma kapasitesinin düşmesi, etin yumuşaması gibi değişiklikler oluşmaktadır.

2.3 ACILAŞMA (RANSİDİTE) Acılaşma (Ransidite) Yağ ve yağlı ürünlerde gözlenmektedir. İki çeşittir; 1. Hidrolitik acılaşma: Su, ısı ve lipaz gibi enzimlerin etkisiyle trigliseritlerin, gliserol ve serbest yağ asitlerine parçalanmasıyla ortaya çıkar. Krema, fındık gibi bazı gıdalarda sıkça meydana gelmekte, ortaya çıkan bu yağ asitleri de istenmeyen lezzet vermektedir. Ortamda su bulunması sonucunda, otolitik hidroliz nedeniyle butir, kapron, kapril gibi yağ asitlerinin ortaya çıkması yağlarda acılaşmaya neden olmaktadır. 2. Oksidatif acılaşma: Doymamış yağ asitlerinde, çift bağların oksidasyonu ile ortaya çıkan ve en fazla görülen acılaşma tipidir. Bu tip reaksiyonları ısı, ışık, nem ve demir, bakır gibi bazı metaller katalize etmektedirler. Havaya maruz bırakılan yağlarda görülen bu reaksiyonlar, önce yavaş başlamakta, daha sonra da giderek hızlanarak devam etmekte, gıdayı sağlığa zararlı hale getirebilen aldehit ve ketonların oluşumuyla da sonuçlanmaktadırlar. Oksidasyon olaylarını engellemek için antioksidan denen maddeler kullanılmaktadırlar. Ayrıca yağlar serin, karanlık yerlerde, metal olmayan kaplarda depolanmalıdır.

2.4 ENZİMATİK OLMAYAN ESMERLEŞME Enzimatik olmayan esmerleşme ilk kez, Maillard tarafından, bir aminoasit olan glisin ile bir glukoz solüsyonu ısıtıldığında, kahverengi renklenme gösterilerek ispatlanmıştır. Bir amino grubuyla, indirgen bir şekerin karbonil grubu arasında gerçekleşen bu reaksiyon “Maillard reaksiyonu” olarak bilinmektedir. Bu reaksiyon, ürünün rengini bozmakla kalmayıp, besleyici değerini de düşürmektedir.

Mikrobiyal gıda bozulmaları Hammaddenin temini, işlenmesi, taşınması ve depolanması sırasında gıdada oluşabilecek her türlü mikrobiyal kontaminasyon Mikroorganizmalar patojen olsun veya olmasın bulunmamaları gereken ortamda iseler gıdalar için bozulma unsuru ve insanlar için hijyenik tehlikedirler. Örneğin mayalar ekmek hamuru fermentasyonunun ana unsuru iken turşu fermentasyonunun son aşamasında istenmeyen bir bozulma faktörüdür.

Fizyolojik ve biyolojik bozulmalar Yem maddelerinin kokusu ve tadının et ve süte geçebilmesi Yetiştirilen hayvanların etlerinde ve iç organlarında parazit kaynaklı organ ve doku bozulmaları vb.

Gıdalara mikroorganizmaların başlıca bulaşma kaynakları; • İnsan • Toprak • Su ve kanalizasyon • Hava • Hayvanlar • Bitkiler • İngredientler • Alet ve ekipmanlardır.

Genel Muhafaza Yöntemleri Fermantasyon ve kurutma, gıdaların saklanmasında kullanılanen eski yöntemlerdendir. Tuzlamak (MÖ 3000-1200) Pişirme (MÖ 6000-8000) Tütsülemek (MÖ 1000) Kara Gömmek (MÖ 1000) Otlar, baharatlar katmak Yağ kaplamak, ilave etmek Ancak o dönemlerde deneme yanılma yoluyla bulunan bu gıda muhafaza yöntemlerinin temel ilkelerinin bilinçli bir şekilde kullanılmadığı düşünülmektedir.

Gıda muhafazasında Önemli Bazı Olaylar ve Tarihleri İnsanlık tarihindeki ilk büyük gıda zehirlenmesi olayı M.S. 943 yılında Fransa'da görülmüş ve Claviceps purpurea ile enfekte olmuş çavdar veya diğer hububatın tüketilmesi sonucu 40.000 kişinin öldüğü belirlenmiştir. Ergotizm diye adlandırılan bu zehirlenmeye daha önceki çağlarda da rastlanmıştır. Tarihte ilk kez, A. Kircher adında bir din adamı, 1658 yılında, mikroorganizmaların gıdaların bozulmasında önemli rol oynadığından bahsetmiştir. Bunun nedenini de, et ve süt ürünlerinde, bozulmaya neden olan, gözle görülmeyen kurtçuk- ların varlığna bağlayarak açıklamıştır. 1683 yılında Leeuwenhoek Hollanda’da mikroskobu keşfederek, gözle görülmeyen mikroskobik canlıların varlığını ortaya koymuştur.

1782: Sirke tipi ürünler konserve şeklinde üretilmiştir. 1810: ilk gıda konserveleri patenti alınmıştır. 1813: Et korunması için SO2 kullanılmıştır. 1825: İlk teneke kutu konserve imalatı patenti ABD’de alınmıştır. 1839: Teneke kutu konserveciliği yaygınlaşmaya başlamıştır. 1840: İlk kez bal›k ve meyve konserveleri üretilmiştir. 1842: Gıdaları dondurmak için, çok düşük derecelere soğutulmuş salamura patenti ilk kez alınmıştır 1843: Buharla sterilizasyon ilk kez uygulanmıştır. 1853: Otoklav ile gıda sterilizasyonu için patent alınmıştır. 1854: Pasteur şarap çalışmalarına başlamıştır. 1865: Balıkların ticari ölçülerde dondurulmasına başlanmıştır. 1867: İstenmeyen mikroorganizmaların öldürülmesi için yüksek sıcaklık uygulanmasına başlanmıştır. 1874: Gıdalar buz içerisinde taşınmaya başlanmıştır. 1878: Avustralya-İngiltere uzak bir mesafe olmasına rağmen etler dondurulmuş olarak taşınabilmiştir. 1880: Süt pastörizasyonuna başlanmıştır. 1886: Meyve ve sebzelerin kurutulmasında mekanik işlemler uygulanmaya başlanmıştır.

1895: Konservecilikte ilk bakteriyolojik araştırmalara başlanmıştır 1907: Yoğurttan L. bulgaricus izole edilmiş ve isimlendirilmiştir. 1908: Sodyum benzoatın gıda muhafazası için kullanımına izin verilmiştir. 1916: Hızlı yöntemle dondurulma işlemine başlanmıştır 1917: CO2 atmosferi altında meyve ve sebzelerin korunması için patent alınmıştır. 1920: Sporların ısıya dayanıklılığı üzerine sistematik çalışmaya başlanmıştır 1928: Kontrollü atmosfer uygulaması, elmanın muhafazası için uygulanmaya başlanmıştır 1929: Yüksek enerjili radyasyon kullanımı ile ilgili patent gıda muhafazası için alınmıştır, marketlerde dondurulmuş gıdalar başlanmıştır. 1950: Genel kullanımda D değeri kabul görmeye başlanmıştır. 1954: Bir bakteriosin olan nisin gıda muhafazasında kullanılmaya başlanmıştır . 1955: G›da muhafazasında Sorbik asit kullanılmaya başlanmıştır 1955: Taze kanatlı etlerin muhafazasında çeşitli antibiyotikler denenmiştir 1967: İlk ticari ışınlama tesisi, ışınlayarak muhafaza için, planlanarak dizayn Edilmiştir.

GIDA MUHAFAZASINDA TEMEL İLKELER • Kontaminasyonun önlenmesi (Asepsis) • Mikroorganizmaların uzaklaştırılması - Yıkama - Ayıklama - Santrifüjleme - Filtrasyon • Mikrobiyal gelişmenin inhibisyonu - Gıdaların kimyasal koruyucularla muhafazası - Düşük sıcaklıkta muhafaza(soğuk ve dondurarak muhafaza) - Su aktivitesinin düşürülmesi (kurutma, konsantrasyon) - Kontrollü ve modifiye atmosferde muhafaza - Mikroorganizmalar arası antagonistik ilişkilerden yararlanma • Mikroorganizmaların öldürülmesi, enzimlerin inaktivasyonu - Isıl işlemler (Pastörizasyon, sterilizasyon) - Radyasyon uygulamaları(iyonize radyasyon, mikrodalga ışınlar ve UV radyasyon) - Sterilant gazlar - Yüksek basınç uygulamaları - Kombine yöntemler

Gıdaların muhafazasında genellikle iki veya daha fazla yöntem birlikte uygulanmaktadır. İkiden fazla yöntem birlikte kullanıldığında, uygulanan yöntemler karşılıklı olarak birbirlerinin koruyucu etkisini artırmakta, yani sinerjik etki oluşmaktadır. Dört temel ilkeden; kontaminasyonun önlenmesi, tüm gıdaların muhafazasında uygulanması gereken bir ilkedir.

Kontaminasyonun Önlenmesi Mikroorganizma sayısı ne kadar düşük olursa kontrol altına alınıp öldürülmesi de o denli kolay olmaktadır. Mikrobiyal yükü düşük olan gıdaların uygun sıcaklık ve nem ortamında, kalitesinin maksimum düzeyde muhafaza edilebildiği süre olan, raf ömrü daha uzundur.

Mikroorganizmaların Uzaklaştırılması Yıkama ayıklama santrüfüjleme gibi işlemler kullanılmakla birlikte mikroorganizmaları uzaklaştırma etkinlikleri düşüktür. Bunlar içerisindeki en etkili yöntem membran filtrasyondur.