YENİLEBİLİR FİLM veKAPLAMALAR Yrd.Doç.Dr. Müge HENDEK ERTOP 2016

Son yıllarda minimum işlem görmüş, tüketime hazır, kolay hazırlanan gıda ürünlerine olan talebin artması gıda kalite ve güvenliği açısından yeni sorunların ortaya çıkmasına neden olmuştur. Bu sorunların çözümü için ısıl olmayan prosesler (yüksek hidrostatik basınç, vurgulu elektrik alanı gibi), yeni ambalajlama teknikleri (aktif ambalajlama, modifiye atmosferde ambalajlama gibi) gibi yaklaşımlar üzerinde çalışılmaktadır. Aktif ambalajlama Yenilebilir Film ve Kaplamalar

Amerikan Çevre Koruma Kurumu tarafından yapılan açıklamaya göre Amerika’da her yıl 1.6 milyon ton atık ambalaj doğaya terk edilmektedir. Atık paketlerin %30’nun kamu/belediye atığı olduğu, ayrıca %13’lük kısmının plastik kaynaklı ve geri dönüşümsüz olduğu tespit edilmiştir. BU NEDENLE GÜNÜMÜZDE ATIĞA NEDEN OLMAYACAK, GERİ DÖNÜŞÜMLÜ VEYA BİO- PARÇALANABİLİR KAYNAKLI AMBALAJLARA DÖNÜŞ BAŞLAMIŞTIR.

Yenilebilir film ve kaplama nedir? Gıdaları korumak, raf ömürlerini uzatmak amacıyla bir gıdanın yüzeyi üzerinde oluşturulmuş, ince tabakalı, gıda ile birlikte yenilebilen sentetik olmayıp doğal kaynaklardan elde edilen kaplama materyalleridir.

İlk kullanılan kaplama 12 ve 13 İlk kullanılan kaplama 12 ve 13. yüzyıllarında Çin’de mumdan yapılan ve turunçgiller üzerine uygulanan kaplamadır . Dünya ülkelerinin bazısında 1930’dan beri parafin mumu kaplamaları ticari olarak portakallar üzerine kullanılmaktadır. Bu kaplamalar taşıma ve depolama sırasında üründeki su kaybını azaltmak amacıyla kullanılmışlardır. Daha sonra kaplamaların kullanım amacı artırıldı ve bunlara gıdanın özelliklerini iyileştirme ve raf ömrünü artırma gibi amaçlar eklenmiştir.

Yenilebilir filmler veya kaplamalar belirli bir su geçirgenliği veya gaz (oksijen, karbondioksit) geçirgenliğine sahip olduklarından kullanıldıkları gıdanın su kaybını önledikleri gibi oksijen geçirgenliğini azalttığı için mikrobiyolojik ve kimyasal bozulmalara karı da gıdayı korur.

Kullanım amaçları Gıdanın mevcut nem içeriğini kaybetmesine engel olmak Gıdanın rengini, aromatik yapısını ve yeme özelliklerini kaybetmesini engellemek Gıdanın yüzeyinde olası kontaminasyonlara karşı antimikrobiyal bir film oluşturmak Yağ içeriği yüksek gıdalarda (et ve mamülleri gibi) oksidasyonu engellemek İstenmeyen esmerleşme reaksiyonlarını engellemek (Maillard vb.)

Farklı formları 1. Yenilebilir Kaplamalar

2.Yenilebilir filmler

Kullanılan Materyaller Polisakkarit kaynaklı olanlar Selüloz Aljinat Pektin Çitosan Nişasta Dekstrin Protein kaynaklı olanlar Kollajen Zein Soya Kazein Peyniraltı suyu proteini Gluten Lipit Kaynaklı olanlar Waxlar (Mum bazlı olanlar) Yağ asitleri Açil gliserol

Kullanılan Materyaller Polisakkarit filmlerin içeriğini, alginat,pektin, karragenan, nişasta, nişasta hidrolizatları, selüloz türevleri gibi maddeler oluşturuyor. Örneğin alginat, esmer su yosununa benzeyen kahverengi deniz yosunlarından elde edilen bir malzemedir. Alginatın kullanıldığı ürünlerde, ürünün nem kaybını önlediği ve yağ oksidasyonuyla ortaya çıkan acılaşma üzerine olumlu etki yaptığı gözlemlenmiştir. Karragenan ise, kırmızı deniz yosunlarından (İrlanda yosunu olarak da adlandırılıyor) elde edilen bir kıvam artırıcıdır. Ambalaj olduğu gıdada, yapay bir nem bariyeri gibi görev yaparak, ürünün nem kaybını azaltıyor. Selüloz ise, büyük yüzey alanı ve biyopolimerik yapısından dolay›, üründeki suyun büyük miktarını içine alma yeteneğine sahiptir. Selüloz içerikli kaplamaların acılaşma üzerine de olumlu etkisi var.

Kullanılan Materyaller Protein filmler ise, bitkisel kökenli proteinler (mısırr zeini, buğday gluteni, soya proteini, yer fıstığı proteini ve çiğit proteini gibi) ve hayvansal kökenli proteinler (keratin, kollajel, jelatin, kazein ve peynir altı suyu proteini) olarak iki gruba ayrılmakta. Proteinlerden elde edilen filmler kaplandıkları gıdanın besin değerini oldukça artırmaktalar. Örneğin zein, mısır endosperminde bulunmaktadır. Bu proteinden hazırlanan yenebilir filmler kırılgan bir yapıda olduğundan öncelikle esnekleştiriliyor; bu işleme de plastikleştirme adı verilmektedir. Zein filmleri, kullanıldığı ürün üzerinde sert, parlak, mikroorganizma etkinliğini engelleyen koruyucu bir tabaka oluşturmaktadır. Zein kaplamalar domateslerin üzerindeyken, sebzenin parlaklık ve nem kaybını azaltmaktadır,renk değişimini de geciktirmektedir.

Kullanılan Materyaller Lipit kaynaklı materyaller; Asetillenmiş monogliseritler (gliserin,bir molekül yağ asidiyle birleşirse monogliserit oluşur), doğal mumlar ve çeşitli yağlı bileşikler, koruyucu kaplama yağlardır. Bu tip malzemeler, nem kaybına engel olmalarını sağlayan özelikleri nedeniyle kullanılmaktadırlar. Bu özellikten daha çok beyaz ve kırmızı etleri korumak amacıyla yararlanılmaktadır. Yağlar, kullanıldıkları ürünün solunumunu azaltarak, ömrünün uzamasını da sağlarlar. Meyve ve sebzelerde yüzey parlaklığını sağlamak için de kullanılırlar. Yağlı filmler meyvelerin küflenmesinin engellenmesinde de etkin bir koruyucudurlar.

Kullanılan Materyallar Bu materyaller film ve kaplamaların üretilmesinde hammadde olarak kullanılır. Bunların yanı sıra kaplama/film’e fonksiyonellik katmak amacıyla, plastikleştiriciler, kalınlaştırıcılar, antimikrobiyal nitelikteki doğal katkılar da ilave edilebilir.

Avantajları Ürün ile birlikte tüketilebilir olduğundan çevreye zararı yoktur. Tüketilmeseler bile, yenilebilir ve parçalanabilir olduklarından, doğada polimerik materyallarden daha hızlı parçalanırlar. İçlerine farklı maddeler eklenebilir olduğundan (aroma, antimikrobiyal vb) uygulandıkları gıdaların organoleptik özelliklerini iyileştirebilirler. İçeriklerinin doğal olması nedeniyle kapladıkları gıdanın beslenme niteliklerini arttırırlar (özellikle protein bazlı kaplamalar) Bezelye, fasulye fındık gibi ayrı ayrı ambalajlanamayan gıdaların küçük porsiyonlar şeklinde kaplanmasında kullanılabilirler. Farklı katmanlardan oluşan heterojen gıdalarda katmanlar arası nem migrasyonunu önlemek amacıyla kullanılabilirler. (Börek,pizza, şeker vb) Aroma ve benzeri katkıların mikroenkapsülasyonunda kullanılır. Yenilebilir filmler, gıda ile teması istenmeyen yenilemez ambalaj filmler ile birlikte kombine kullanılarak, gıdaya temas eden iç tabakada yer alabilirler.

Kurallar; Yenilebilir kaplama kabul edilebilir renk, koku, lezzet ve tekstüre sahip olmalıdır Gıda tarafından bağlanmalı, bir parçası gibi olmalı Elde erimemeli, yapışmamalı ama ağızda çözünmelidir. FDA tarafından GRAS statüsündeki malzemelerden yapılmış olmalıdır. Kaplamanın üretiminde kullanılan bazı polimerler alerjik reaksiyona neden olabileceğinden, eğer kullanılmışlarsa ürünün dış ambalajında deklare edilmelidir.

Yapılan çalışmalar YENİLEBİLİR FİLM VE SÜPERTOZLAR Rutgers University, kimya bölümünde yapılan çalışmalarla farklı sebze, baharat vb’nin katılmasıyla üretilen film kaplamalar farklı gıdaların muhafazasında kullanılıyor. Örneğin kekik içerikli filmlerin E.Coli üzerinde, aynı filmin toz formu paket içerisindeki tavuğun üzerine serpildiğinde Salmonella’yı öldürdüğü tespit edilmiştir. http://www.nytimes.com/2007/08/29 Zencefil-havuç içerikli yenilebilir filmin Kaliforniya'da bir araştırma merkezinde suşi rulo da kullanımı

Origami Wraps made from peppers, mangoes and other fruit.

Soya proteini ve gliserol karışımından yapılmış bir filmin Patent almış proses akışı Adı: Organic acids incorporated edible antimicrobial films No: United States Patent 7160580 Tarih: 01/09/2007

Süt Endüstrisi Atıklarından Yapılmış Yenilebilir Koruyucu Kaplamalar Bu film kazein, bir süt proteini, gliserol ve su karışımından yapılmıştır. Süt proteinlerinin sütten ayrılmasında asit yerine CO2 kullanılmıştır ve iyi bir çözgen olduğu görülmüştür. Üretim prosesi sütün içerisinde CO2’nin çözünmesi, bunun sonucu Ph seviyesinin düşmesi ve kazeinin ,CO2-kazein olarak bilinen bir partikül yapısına dönüşmesi şeklindedir. Böylece rutubete karşı blok oluşturabilecek, parlaklığı arttıracak bir film yapısı meydana gelir. Çok farklı gıdalarda O2 ve neme karşı bariyer oluşturabilecek bir film olduğu belirtilmektedir.

Amaranth bitkisi unu ve stearik asitten elde edilen kaplamanın buzdolabında muhafaza edilen çilekler üzerinde etkisi Effect of composite edible coating from Amaranthus cruentus flour and stearic acid on refrigerated strawberry (Fragaria ananassa) quality E. Colla1 , P. J. A. Sobral2 and F. C. Menegalli1 1 Department of Food Engineering - FEA - UNICAMP, PO Box 6121, Campinas, SP 13081-970, Brazil. fcm@fea.unicamp.br 2 ZEA-FZEA-USP, PO Box 23, 13635-900 Pirassununga (SP), Brazil. pjsobral@usp.br A composite coating from Amaranthus cruentus flour and stearic acid (10 g stearic acid/100 g flour, 26 g glycerol/100 g flour and stirring speed at 12000 rpm) was applied on fresh strawberries.

Strawberries not coated (Control) at 2 (a) and 21 days (b) of storage at 7 oC and 80% RH. Strawberries coated whit PVC film at 2 (a) and 21 days (b) of storage at 7 oC and 80% RH.

Strawberries coated whit the Optimized formulation at 2 (a) and 21 days (b) of storage at 7 oC and 80% RH. Strawberries coated whit the Optimized without stearic acid formulation at 2 (a) and 21 days (b) of storage at 7 oC and 80% RH.

Yapılan bir araştırmada kaplanmış havuç ve pırasaların kaplanmamışlara göre farkı, şekilde görülmekte. Kesilmiş veya soyulmuş yüzeylerde nem kaybına bağlı olarak gelişen beyaz bölgeler, kaplanmış havuçlarda aynı depolama süresi sonunda görülmemekte. Aynı şekilde pırasalarda kesilen uçlardaki genişlemeler, kaplama işlemiyle engellenmiş.

Yapılan diğer bir çalışmada kaplanma işleminin ve kaplama çözeltisi bileşiminin muzlar üzerine etkisi zamana karşı incelenmiştir.

Yenilebilir filmler günümüzde dekoratif amaçla da kullanılabilmektedir