Su Ürünleri İşleme Tesislerinde Ozon ve Önemi*

Transkript

1 Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 7, No: 3, 2012 (24-31) Electronic Journal of Food Technologies Vol: 7, No: 3, 2012 (24-31) TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR e-issn: Derleme (Review) Su Ürünleri İşleme Tesislerinde Ozon ve Önemi* Yunus ALPARSLAN, Taçnur BAYGAR, Duygu YILDIZ Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Su ürünleri Fakültesi, Su Ürünleri İşleme Teknolojisi Bölümü, Muğla/TÜRKİYE Özet Ozon gıda endüstrisi başta olmak üzere su ürünleri işleme tesislerinde de kullanım sahası bulunan antimikrobiyal özelliğe sahip bir maddedir. Özellikle bakteri, küf gibi mikroorganizmaların sebep olduğu hastalıkların önlenmesinde oldukça yararlı bir bileşiktir. Gaz ve sıvı fazda yüzey alanları başta olmak üzere değişik alanlara uygulanabilmektedir. Özellikle su ürünleri işleme fabrikalarında yüzey ve alet/ekipman temizliğinin yanı sıra son yıllarda su ürünlerini kontamine edebilecek mikroorganizmaların yok edilmesinde, balık etinin renk, parlaklık ve arzu edilmeyen kokusunun düzeltilmesinde de başarı ile kullanılmaktadır. Bu derlemede su ürünleri işleme sektörü başta olmak üzere gıda endüstrisinde ozon uygulamaları hakkında genel bilgilere yer verilmiştir. Anahtar Kelimeler: Ozon, su ürünleri, su ürünleri işleme tesisleri, hijyen. Ozone and Its Importance in Seafood Processing Facilities Abstract Ozone is a substance with antimicrobial properties used in food industry and processing facilities of fish products in particular. It is beneficial chemical for preventing diseases caused by bacteria and fungi. It can be applied in the form of gas or liquid to different places in a food processing plant especially surface areas. Particularly it is used with success at fish processing factories to provide surface hygiene of tool/equipment and to eliminate microorganisms that can cause contamination of the food and improve the color, luminosity and and prevent the formation of undesirable odor of fish meat. In this review the general information were given about ozone implementation in food industry especially in fish processing sector. Keywords : Ozone, seafood, seafood processing facilities, hygiene 1. GİRİŞ Dünya nüfusunun her geçen gün hızla artması, sınırlı olan gıda kaynaklarının daha verimli kullanılmasını zorunlu hale getirmektedir. Günümüzde gıda maddesinin hijyenik ve ekonomik olmasının yanında protein, yağ, karbonhidrat, vitamin ve mineral maddeleri gibi besinsel içeriklerinin de korunmuş olarak tüketiciye ulaştırılması önem arz etmektedir. Su ürünleri içerdiği protein, esansiyel yağ asidi, mineral madde ve vitaminler nedeniyle çok önemli bir gıda maddesidir ve bu gıda grubu içinde de ön sırayı balık Bu makaleye atıf yapmak için Alparslan, Y., Baygar, T., Yıldız, D. Su Ürünleri İşleme Tesislerinde Ozon ve Önemi Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2012, 7(3) How to cite this article Alparslan, Y., Baygar, T., Yıldız, D. Ozone and Its Importance of Seafood Processing Facilities Electronic Journal of Food Technologies, 2012, 7(3) 24-31

2 Alparslan, Y., Baygar, T., Yıldız, D. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7)24-31 almaktadır. Balıketi besin değeri ve özellikle protein kalitesi yüksek, vitamin, mineral ve büyüme faktörü içermesi açısından mükemmel bir gıdadır [1]. Sağlıklı beslenme açısından, artan üretimle birlikte ürün sanitasyonu da önem kazanmış ve bu nedenle çeşitli dezenfektanlara ihtiyaç duyulmuştur. Bunların başında son zamanlarda uygulamaya konulan alternatif dezenfektan olan ozon yer almaktadır. Ozon, son on yıllarda pek çok ülkenin gıda sanayinde kullanılmakta ve güvenilir (Generally Recognized As Safe-GRAS) kabul edilmesi nedeniyle özellikle son zamanlarda daha fazla kullanım alanı bulmaktadır yılında Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi tarafından (FDA) GRAS kabul edilerek şişe sularında dezenfektan olarak kullanımına izin verilmiş, 2001 yılı Haziran ayından itibaren ise yine FDA ozonun gıda sanayinde gıda muhafazasında değişik amaçlarla kullanımına da izin vermiştir. Bu izinle birlikte bu tarihe kadar sadece şişe sularının dezenfeksiyonunda kullanımı resmileşen ozonun gıda sanayinde muhafaza amacıyla da kullanım yolu açılmıştır [2]. 2. OZONUN GENEL ÖZELLİKLERİ Ozon yani aktif oksijen O 3, bilinen en etkili antimikrobiyal madde ve koku gidericilerden biridir. Soluk mavi renkte, havadan ağır, aşırı reaktif ve dengesiz bir gazdır [2]. Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (EPA), son yıllarda klorun toplum tarafından kullanılan su rezervlerinde kullanımının azaltılması konusunda kararlar almıştır. Bunun başlıca sebebi, su rezervlerinde bulunan organik maddeler, bakterilerin kontrolü amacı ile kullanılan klor ile birleştiklerinde Trihalomethanlar (THM) oluşturmasındandır. THM komplekslerinin insanlar için önemli kanserojen etkileri olduğu kanıtlanmıştır. Bu bileşenler, doğal biçimlerinde bir kez oluştuktan sonra yok edilmesi ya da değiştirilmesi çok güçtür. Gıda endüstrisinde bu bileşenlerin oluşma potansiyeli önemlidir ve klorun dışında başka bir oksitleyicinin (örneğin, ozon) alternatif kullanımı ile bu durum kontrol edilebilmektedir [3]. Gıda işlemede ozonun potansiyel faydası klordan % 52 daha güçlü bir oksidant olmasından kaynaklanmaktadır [4]. Klor, her zaman tercih edilen bir oksidant olmasına karşın reaksiyon zamanının yavaş olması dezavantajıdır. Klorun kendisinin çalışanlar için tehdit olmasının yanı sıra fazla enjeksiyon yapılması durumunda da kullanıcılar için tehdit oluşturmaktadır. Buna karşılık ozon, klorun yaratmış olduğu olumsuzlukların hiçbirisini göstermeyip avantajları daha fazladır. Örnek olarak öldürme etkinliğinin fazla olması, kullanıcılar için tehdit oluşturmaması, maliyetinin daha düşük olması verilebilir. Sudaki ozonun, hipoklorit ile karşılaştırıldığında önemli avantajları arasında bakteri, protozoa kistleri, virüsler ve fungal sporlara karşı daha güçlü olması, dezenfektan yan ürünlerinin az olması, çöküntü bırakmaması ve oksijene kolayca dönüşmesi sayılabilir. Ozon birçok organik karışımı oksitleyebilir. Özellikle bunların yapılarındaki doymamış bağlar veya fenolik halkalar, işleme suyundaki pestisit kalıntılarını ve dayanıklı maddelerdeki mikotoksinleri azaltmada önemli rol oynayabilir. Ozonun gram pozitif (spor formları dahil) ve gram negatif bakterilere karşı da etkili olduğu belirtilmektedir [5; 6]. Ozonun genel özelliklerini maddeler halinde şu şekilde verilebilir [7]: Mevcut en güçlü oksidantdır. Çevre dostudur. Kullanımında kimyasal madde gerektirmez. Bakteri, küf, spor ve mantarları anında okside etmektedir. Havadan üreyen bakteri oluşumunu engellemektedir. Kimyasal maddelerden kalan atıkları elimine eder. Klordan % 52 daha etkilidir. Böcek popülasyonunu azaltmaktadır. Uygulama sonrası hemen etki etmektedir. Kalıntı bırakmaz. Gıdalarda kullanımı güvenlidir. 25

3 Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) Su Ürünleri İşleme Tesislerinde Ozon ve Önemi 2.1 Ozon Nasıl Oluşur Ozon temel olarak iki farklı yolla oluşmaktadır. Birinci yöntem; enerji yoğunluğu olan hava koşullarında, bu yüksek enerjinin boşalması esnasında oluşan elektrik arkları, oksijen molekülünü parçalayarak, parçalanan atomu, bir diğer oksijen molekülüne bağlar. Bu sayede ozon molekülü oluşur. İkinci yöntemde ise; insan üretimi olan ozon jeneratörlerinin yardımıyla ozon üretilmektedir. Yüksek konsantrasyon ve miktarda ozon üretimi, kuvvetli bir elektriksel alandan oksijence zengin bir gaz geçirilerek gerçekleştirilir ( corona discharge metodu). Yoğun enerji nedeniyle bazı oksijen molekülleri parçalanır ve oluşan oksijen atomları diğer oksijen molekülleriyle birleşerek 3 oksijen atomlu ozon molekülünü oluşturur (Şekil 1). Ozon stabil bir gaz olmadığından depolanamaz ve kullanılacağı yerde üretilmelidir.[8]. Şekil 1. Ozon Üretim Şeması 2.2 Ozonun Etki Mekanizması Gıda endüstrisinin uzun süren tarihi boyunca klor kullanımının bakteri çoğalmasını kontrol etmede etkili olmadığı ortaya çıkmıştır. Bu durum da kısa raf ömrü ile sonuçlanmış ve tüketicilerin zararlı kimyasallara maruz kalmasına neden olmuştur. Ozonun etki mekanizması, mikroorganizmaların hücrelerini parçalayıp hücre yapısına hasar vermesi şeklinde olmaktadır. Bu işlemler sırasında, hücrenin enzim sistemini etkileyip hücre solunumunu durdurması ile mikroorganizma ölümünün gerçekleşmesine neden olmaktadır. Ozonun mikroorganizmalar üzerindeki etki mekanizması, ozonla reaksiyona girebilecek maddelerin ortamdaki varlığına, ozonun uygulama şekline, konsantrasyonuna, ortam sıcaklığına, ph ve nem durumu gibi faktörlerin yanında mikroorganizmaların tür, sayı, yaş gibi diğer bazı kriterlerine bağlı olarak da değişiklik gösterebilmektedir [9]. Ozon, gıda üzerinde kalıntı bırakmadan yaklaşık 20 dakika içerisinde basit oksijene ayrışmaktadır. Ozon, oksijene dönüşümünden önce kısa ömürlüdür ve diğer ifade ile stabil bir gaz değildir. [10; 11]. 26

4 Alparslan, Y., Baygar, T., Yıldız, D. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) Ozonun Uygulanışı Sırasında Dikkat Edilecek Noktalar Ozon toksik bir madde olduğundan düşük konsantrasyonları bile (>0,1 mg/l) burun, boğaz ve gözlerde tahrişe neden olmaktadır. Çalışma alanlarında 0,1 ppm (8 saat/gün olması) ozon kullanımı Amerikan Hijyen Kongresi nde uygun görülmüştür. Kısa süreli kullanımlarda ise 0,3 ppm (15 dk) kabul görmektedir. Ozon gazının ilk etkisini gösterdiği yer akciğerler olup, ilk olarak solunum sisteminde kanama ve iltihaba ilaveten akciğerde ödem oluşumuna neden olmaktadır. Ozona maruz kalma süresi arttıkça ozon, alveollerden geçerek kan hücrelerinde ve serum proteinlerinde hasara neden olabilmektedir [12]. Gıda işleyen fabrikalarda çalışan işçilerin güvenliği açısından gaz filtreli maskelerin kullanılması, personelin çıkabilecek kaza ve aksaklıklara karşı iyi eğitilmesi gerekmektedir. Aynı zamanda ozon uygulama ortamının iyi havalandırılması gerekmektedir. Ozon uygulanan odalarda 0,01 ile 100 ppm aralığında ölçüm yapabilen ultraviyole detektörleri bulunmalıdır. Bu cihaz, havanın ozon içeriği 0,1 ppm i geçtiğinde ışıklı ve sesli uyarı yaparak ikaz etmelidir [9]. 3. İŞLEME TESİSLERİNDE OZON KULLANIMI Ozon, özellikle bakteri, mantar ve virüslere karşı güçlü ve geniş spektrumlu bir antimikrobiyal madde olduğundan gıda endüstrisi başta olmak üzere, su ürünleri işleme tesislerinde de kullanım sahası bulunan bir kimyasaldır [13]. Bakterisit bir etmen olduğundan kalite kaybından sorumlu mikrobiyal aktivitenin azaltılması nedeniyle balığın korunması üzerinde olumlu etkiye sahiptir [14]. Bakteriyel popülasyonun azalmasına yönelik ozonun etkisinin araştırıldığı bir çalışmada, farklı besin bileşenlerine on dakika ozon uygulamasından sonra Bacillus cereus sporları, Staphylococcus aureus ve Escherichia coli aşılanmış ve çalışma sonucunda besin bileşenlerindeki Bacillus cereus sporlarının ve Escherichia coli ile Staphylococcus aureus popülâsyonunda logaritmik azalma olduğu belirlenmiştir [15]. Cantalejo ve ark. [16], diğer bir çalışmada ozon gazı ile işlem görmüş taze morina filetolarında son mikrobiyal sayımında azalma gözlemlemişlerdir. Yapılan diğer bir çalışmada ozonlu suyla yıkanan balıkların raf ömrünün 5 gün süresince uzadığı tespit edilmiştir [17]. Ozon özellikle su ürünleri işleme fabrikalarında yüzey ve alet ekipman temizliğinin yanı sıra, son yıllarda su ürünlerini kontamine edebilecek mikroorganizmaların yok edilmesinde, balık etinin renk, parlaklık ve arzu edilmeyen kokusunun düzeltilmesinde de başarı ile kullanılmaktadır [18]. Balıkların nakliyesi aşamasında kalitenin korunması amacıyla ozona ihtiyaç duyulabilmektedir. Bunun için temiz su içerisinde en düşük mikroorganizma içeriği ile balıkların hijyenik bir şekilde istenilen yere ulaştırmak için taşıma tanklarının ve taşıma araçlarının ozonlanmasında yarar bulunmaktadır (Resim 1). Resim 1. Ozonlu su havuzunda balıkların bekletilmesi 27

5 Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) Su Ürünleri İşleme Tesislerinde Ozon ve Önemi Ozonlu su ile yıkama ekipmanlarında, işlem sırasında düzgün bir uygulama ile istenilen verim alınmaktadır. Fabrikaya işlenmek üzere gönderilen canlı balıklara ozon uygulanması ile mikrobiyolojik yük oldukça azaltılmaktadır (Resim 2) [19]. Resim 2. Su ürünlerinin ozonlu su ile yıkanması Ozon, buz üretimi sırasında buz yapma makinesinde kullanılabilmektedir. Buzlama da kullanılan suyun ozonlanması, balık ve elde edilecek ürünlerin kalitesinin korunmasının yanında raf ömrünün artırılmasında da pozitif etki sağlamaktadır. Pek çok alanda olduğu gibi su ürünleri işletmelerinde de personel vazgeçilmez olduğu kadar ürün üzerine etki bırakan en önemli taşıyıcıdır. İşletmeler en yüksek hassasiyetle hazırlandığında (bone, önlük, çizme, eldiven v.s ) bile canlı birer varlık olarak ürün üzerine, nefes (bazen öksürük), kıl, ölü deri, ter gibi neredeyse önü alınamaz olumsuz katkı sağlarlar. Personel duş odalarında, giyinme kabinlerinde, elbise ve çizme depolarında, tuvalette, işleme alanına giriş lavabo ve geçiş turnikelerinde suya karıştırılmış ve/veya gaz halde ozon uygulandığında hijyen ile ilgili olumsuzlukların önüne geçildiği gibi personel sağlığı üzerinde de olumlu etkiler bıraktığı bilimsel olarak ortaya konulmuştur (Resim 3) [7]. Resim 3. Personel hijyeninde ozonlu su kullanımı Aynı zamanda ozon, işletmelerde plastik kasaların yıkanması ve durulanmasında da kullanılmaktadır. Balıkların muhafaza edileceği plastik kasaların ozonlu su içerisinde bekletilmesi, basınçlı ozonlu su ile yıkanması gibi uygulamalar ile kasalardaki mevcut mikroorganizmaların çoğalmaları ve ürünleri kontamine etmeleri engellenebilmektedir (Resim 4). 28

6 Alparslan, Y., Baygar, T., Yıldız, D. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7)24-31 Resim 4. Ozonun taşıma kasalarının üretiminde kullanılması IQF (Bireysel hızlı dondurma - Individually Quickly Frozen), birçok balık ve su ürünü işletmelerinde oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır [1]. Zamanla bazı mikroorganizmalar yetersiz dezenfeksiyon sonucunda IQF ekipmanlarda çoğalabilmekte ve ürünün bozulmasına ya da cihazın istenilen performansta çalışamamasına neden olmaktadır. Bu nedenle IQF de dahil olmak üzere işletmedeki ekipmanların mikrobiyolojik olarak güvenilir olabilmesi için ozon kullanımı önemlidir (Resim 5). Resim 5. Alet ve ekipmanların dezenfeksiyonunda ozon kullanımı Ozon, su ürünlerinin depolandıkları odaların sterilize edilmesi işlemlerinde de rahatlıkla kullanılacak kimyasallardan birisidir. Aynı şekilde ozon uygulaması bu depolarda olabilecek böceklerin kontrol edilmesinde alınacak önlemlerin başında yer almaktadır. Depolamada karşılaşılan başlıca büyük sorunlar, ürünün kısa sürede bozulması, ortamın zararlı bakterilerden tamamen arıtılmaması veya ürün üzerinde kalmasından kaynaklanmaktadır. Ozon, depo içerisine gaz olarak verilerek raf, alet, duvar, tavan gibi bölümlerde, ürün üzerinde ve havada bulunan bakterilerin gelişmesini inhibe etmektedir[20]. (+4), (-5), (- 15) gibi şoklama, dondurma, saklama depolarında, maya-küf-mantar ve olası mikroorganizmalarla mücadelede en etkin yöntem olarak kullanılan ozon tüm gelişmiş teknolojiler tarafından benimsenmiştir [7]. 29

7 Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) Su Ürünleri İşleme Tesislerinde Ozon ve Önemi 7. SONUÇ Türkiye'nin önemli ihraç ürünleri arasında yer alan su ürünlerinin mikrobiyolojik yükünün azaltılmasına ve dekontaminasyonuna yönelik olarak alternatif sterilizasyon yöntemlerinin geliştirilmesi; bu pazarlardaki ihracatımızı sürdürebilmek ve pazar payımızı artırabilmek açısından önemli olacaktır. Su ürünleri açısından ozonun antimikrobiyal etkinliğinin belirlenmesi ve ürün kalitesi üzerindeki etkisinin irdelenmesi yurt dışı pazar payımızı artıracaktır. Taze balıkların raf ömrünün uzatılmasında ozon kullanımı umut verici bir gıda koruma teknolojisi olmakla birlikte su ürünleri işleme sektöründe ozonun başarılı ve etkili bir şekilde uygulanabilmesi için ozon kullanımına yönelik daha fazla çalışma yapılması gerekmektedir. 8. KAYNAKLAR 1. Varlık, C., Erkan, N., Özden, Ö., Mol, S., Baygar, T. 2004, Su Ürünleri İşleme Teknolojisi, İstanbul Üniversitesi Su Ürünleri İşleme Teknolojisi Ana Bilim Dalı, İstanbul, Sayfa:4. 2. Anonymous, 2009a, Ozonun Beyaz Et Sanayinde Kullanımı, ozonbeyazet.doc 3. Brooks, G. M. and Pierce, S. W Ozone applications for commercial catfish processing. Paper presented at 15th Annual Tropical and Subtropical Fisheries Technological Conference of the Americas, December 2-5, Orlando, Florida. 4. Hampson, B.C., Fiori, S Application in food processing operations, In: Proc. IOAPAG Animal Conference, International Ozone Association, Pan Am. Group. pp , Lake Tahoe, New Stamford, CT. 5. Smilanick, J. L Use of ozone in storage and packing facilities. Washington Tree Fruit Postharvest Conferance. 6. Da Silva, M.V., Gibbs, P.A., Kirby, R.M Sensorial and microbial effects of gaseous ozone on fresh scad (Trachurus trachurus). Journal of Applied Microbiology, 84: Anonymous, 2009b. Balık İşleme Basamaklarında Ozon Kullanımı, com/ 8. Anonymous, 2011, Ozon Nasıl Üretilir, 9. Kuşçu, A., Pazır, F Gıda Endüstrisinde Ozon Uygulamarı, Gıda, 29(2): Majchrowicz, A Food Safety Technology: A Potential for Ozone? Agricultural Outlook, U.S. Department of Agriculture. Economic Research Service, pp Anonymous, 2009c. Kimyasal Dozaj Sistemleri, Anonymous, Ozon insan sağlığına zararlı mıdır? Khadre, M.A., Yousef, A.E., Kim, J.-G Microbiological aspects of ozone applications in food: A review. Journal of Food Sciences, 66:

8 Alparslan, Y., Baygar, T., Yıldız, D. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) Pastoriza, L., Berna rdez, M., Sampedro, G., Cabo, M.L., Herrera, J.J.R Use of sterile and ozonized water as a strategy to stabilize the quality of stored refrigerated fresh fish, Food Control, 19: Hecer, C., Balcı, F., Udum, C.D The Effects of Ozone and Chlorine Applications on Microbiological Quality of Chickens During Processing, Journal of Environmental Biology, 1(3): Cantalejo, M.J Effects of gaseous ozone on quality and shelf-life of fresh cod (Gadus Morhua), IOA Conference and Exhibition Valencia, Spain. 17. Moxley, D Ozone in Food Processing Applications Past Experience, Future Potential and Regulatory Issues:. NuTek International, Inc. 18. Álvarez, V., Feás, X., Barros-Velázquez, J., Aubourg, S. P Quality changes of farmed blackspot seabream (Pagellus bogaraveo) subjected to slaughtering and storage under flow ice and ozonised flow ice, International Journal of Food Science and Technology, 44(8): Gonçalves, A.A Ozone an emerging technology for the seafood industry, Brazilian Archives of Biology and Technology, 52(6): Tapp, C., Sopher, C. D Ozone Applications in Fish and Seafood Processing Equipment Suppliers Perspective Summary Paper. In: Ozone Applications in Fish Farming. EPRI, Palo Alto, pp: 5. 31