Ohmik ısıtma Hidrostatik yüksek Basınç Uygulamaları

Transkript

1 YENİ GIDA MUHAFAZA TEKNİKLERİ İyonize Radyasyon, Mikrodalga Atılımlı Elektrik Alan uygulamaları Ohmik ısıtma Hidrostatik yüksek Basınç Uygulamaları

2 RADYASYON, elektromanyetik dalgalar veya parçacıklar biçimindeki enerji yayımı ya da enerji aktarımıdır. Bilindiği gibi maddenin temel yapısı atomlardan meydana gelmektedir. Atom ise proton ve nötronlardan oluşan bir çekirdek ile bunun çevresinde dönen elektronlardan oluşur.

3 Herhangi bir maddenin atom çekirdeğindeki nötronların sayısı proton sayısına göre oldukça fazla ise bu tür maddeler oldukça kararsız bir yapı göstermekte ve çekirdeğindeki nötronlar alfa, beta, gama ve x- ışınları (röntgen ışınları) gibi ışınlar yayarak parçalanmaktadır. Çevresine bu şekilde ışık yayarak parçalanan maddelere radyoaktif madde çevreye yayılan alfa, beta, gama ve x- ışınları gibi ışınlara ise radyasyon adı verilmektedir.

4 Radyasyon şu şekilde sınıflandırılabilir: İyonlaştırıcı olmayan (iyonize olmayan) elektromanyetik radyasyon: Ultraviyole (UV) ışınları, mikrodalga ışınları, radyo dalgaları vb. İyonlaştırıcı (iyonize) elektromanyetik radyasyon: X-ışınları, alfa ışınları, gama ışınları, beta ışınları ve hızlandırılmış elektron (elektron hızlandırıcılar) ışınları vb.

5 GıDALARDA RADYASYON UYG. KULLANıMı 1983 yılında FDA (Food and Drug Administration) iyonize ışınların, baharattaki mikroorganizmaların kontrolü için kullanılmasını onaylamıştır yılında yine FDA tarafından kullanım alanı genişletilerek çilek, kanatlılar, domuz ve sığır eti gibi ürünlerde kullanımına izin verilmiştir. Işınların kullanım amaçları Meyve ve sebzeler ile baharattaki böceklerin kontrolü Patates, soğan gibi ürünlerde çimlenmenin kontrolü Vejetatif mikroorganizmaların inaktivasyonu Gıda zehirlenmesi ve hastalıklara neden olan mikroorganizmaları kontrol altına almak Olgunlaştırmayı geciktirmek, Ürünlerin kalitesini ve raf ömrünü artırmak

6 Işınlamanın avantajları; Ürünün sıcaklığında bir artış olmaması ya da çok az olması nedeniyle ürünün duyusal özelliklerini değiştirmemesi, Donmuş ve paketlenmiş ürünlere uygulanabilmesi, Taze gıdaların tek bir operasyonla korunabilmesi ve kimyasal koruyuculara ihtiyaç duyulmaması, Çabuk bozulan gıdaların kalite kaybı olmaksızın uzun süre korunabilmesi, Gıdaları korumak amacıyla limit değerler içinde istenilen dozda uygulanabilmesi, Gıdaları patojen bakteri, maya, küf ve böceklerden arındırması,

7 Taze meyve ve sebzelerin olgunlaşma ve filizlenmesini kontrol altında tutabilmesi, Gıdalarda toksik kalıntı oluşturmaması, Gıdalarda besin ögesi kaybına neden olmaması, Gıdanın tüketim süresini uzatması, Uygulama sonrası bekleme süresinin olmaması, Diğer muhafaza yöntemlerine göre daha düşük enerji ve maliyet gerektirmesi, WHO tarafından güvenlik ve sağlık yönünden tavsiye edilen ve desteklenen bir teknoloji olmasıdır.

8 GıDALARıN ışınlanması AMACıYLA KULLANıLAN ışın KAYNAKLARı Gıdaların muhafazasında gama ışınları, x-ışınları, hızlanmış elektron, ultraviyole ve mikrodalga ışınları kullanılmaktadır. Bunlardan en yaygın olarak kullanılanı gama ışınlarıdır. Gamma ışınları: bu ışınların üretiminde Co60 veya Cs137 ışın kaynağı olarak kullanılmaktadır. Nüfuz etme özellikleri fazladır. Ultraviyole ışınları (UV): Elektromanyetik ışınlar olup oldukça düşük enerjili ışınlardır. Bu yüzden yüzeyde bulunan mikroorganizmalar üzerinde etkilidir. gıdaların yüzeyindeki mikroorganizmaları inaktive etmek amacıyla nm dalgaboyundaki ışınlar kullanılabilir. Nüfuz etme yetenekleri azdır..

9 Ultraviyole ışı ları; Ambalaj materyallerinin ve içme suyunun sterilizasyonunda, Gıda depoları da hava ve yüzeydeki ikroorga iz aları öldürmede, Ekmek, kek gibi fırı ürünlerinin yüzeyindeki küflenmenin önlenmesinde, Alet ve ekip a ları, su ve hava sterilizasyonunda kulla ılabilir X-ışı ları: UV ışı ları a göre penetre yetenekleri ve doz hızı yüksek olduğu için ışı la a süresi kısadır. Çeşitli yoğu luktaki ürünler tek ve birbirinden bağı sız olarak ışı la abilir. Işı la a tek yönlü olduğu da küçük hacimli a balajla ış ürünlerin ışı la ası da kulla ılır. Bu anlamda kulla ı ticari boyuttan daha çok deneysel ölçeklidir.

10 Mikrodalga enerjisi ise iyonize radyasyona benzemeyen ısıtma ya da ısı oluşturma özelliği ile diğer ısısal işlemlere ek ya da yardımcı olarak kullanılan bir enerji türüdür. Mikrodalgalar gıda endüstrisinde; Donmuş ürünler ve hazır yemeklerin yapısını bozmadan bunların ısıtılmasında, Bazı gıdaların kurutulmasında, Mikroorganizmaların öldürülmesinde kullanılmaktadır. Gıda endüstrisinde MHz arasındaki mikrodalgalar kullanılır.

11 İyonize radyasyon uygulaması sonucunda önemli bir sıcaklık artışı söz konusu olmadığı için soğuk sterilizasyon olarak da adlandırılır. Işınlanmış ve tüketime hazır olarak ambalajlanmış gıda ambalajı üzerinde gıdanın isminin yanında yeşil-beyaz renkli uluslararası gıda ışınlama sembolünün bulunması zorunludur (Şekil 1).

12 Işınlama Dozajları Radyasyon dozu: Gıda tarafından absorbe edilen (soğurulan) enerji miktarıdır. Işınlama dozu: Bir gıda ürününün birim hacmi tarafından absorbe edilen radyasyon enerjinin miktarıdır. Bu amaçla uluslararası birimler sistemi (SI), Gray (Gy) birimi kullanılmaktadır. En çok kullanılan ise Gray (Gy)dır. Gray (Gy): İyonize radyasyonun maddenin birim kütlesinin absorbe ettiği enerji miktarıdır. 1 Gray (1 Gy): İyonize radyasyon etkisinde kalan homojen bir maddenin 1 kg ına verilen 1 joule enerji miktarıdır (1 Gy = 1 J/kg). Kilo Gray (k Gy): Işınlanan gıdanın 1 kg başına absorblanan ortalama radyasyon enerjisinin kilojoule olarak miktarıdır. Her farklı tür gıda için uygun dozun verilmesi çok önemlidir. Dozun gıdaya gereken miktarın üzerinde verilmesi, ürüne zarar vererek ürün kalitesini bozabilir.

13 Işınlamanın (Radyasyonun) Mikroorganizmalar Üzerine Etkisi Mikroorganizmalar radyasyonun direkt ve endirekt etkisi sonucunda ölürler. Ölüm logaritmik olarak seyretmektedir. Mikroorganizmaların radyasyona karşı direnci üzerine çeşitli faktörler etkilidir. Bunlar; Işınlamanın dozu, Mikroorganizmanın cinsi, Spor veya vejetatif formda oluşu, Ortamın bileşimi, Hücrelerin dayanıklılığı ve kendilerini onarabilmeleri, Gıdaların kimyasal kompozisyonu, Gıdaların içinde bulunduğu atmosfer koşulları, ph ı, Sıcaklıktır.

14 Sıcaklık arttıkça daha düşük ışınlama dozu ile steriliteye ulaşılabilmektedir. Bakteri sporları radyasyonun germisid (mikroorganizmaları (germleri) öldürmek için kullanılan ajanlar ) etkisine vejetatif formundan daha dayanıklıdır. Vejetatif bakteri hücreleri, virüsler ve bakteri sporları ışınlamaya karşı dirençlidir. Gram negatif bakteriler (Salmonella ve Shigella), gram pozitif bakterilerin vejetatif formlarına göre ışınlamaya karşı daha duyarlıdır. Bacillus ve clostridium cinslerinin sporları ise vejetatif formlarına göre daha duyarlıdır.

15 Mikroorganizmalar ışınlamaya karşı donma noktasının altındaki sıcaklıklarda oda sıcaklığına göre 2 3 kat daha dirençlidir. Işınlama öncesi ısı uygulamaları enzimlerin faaliyetini engellemekte ve başlangıçtaki bakteri miktarını azaltmaktadır. Işınlamanın mikroorganizmalar üzerindeki öldürücü özelliğini etkileyen diğer bir faktör de hedef hücrenin içinde bulunduğu atmosfer koşullarıdır. Bazı bakterilerin vejetatif hücreleri O 2 varlığında ışınlamaya karşı daha hassastır. Nemli şartlarda ve O 2 yokluğunda genellikle radyasyona dirençlilik 2 4 kat artarken kuru şartlarda ve O 2 yokluğunda 8 17 kat artmaktadır.

16 UV ışınları ise mikroorganizmalar üzerinde mutasyon ve öldürücü etkiye sahiptir. UV ışınlarının mikroorganizmalar üzerinde etkili olduğu dalga boyu 260 nm dir. UV ışınları direkt olarak mikroorganizmaların DNA sı üzerine etkilidir. UV ışınları özelikle bakteriler üzerinde çok etkilidir. Bu ışınlar proteinler ve nükleik asitler tarafından absorbe edilir. Hücrede neden oldukları fotokimyasal değişmeler sonucunda ölüme neden olurlar.

17 Mikroorganizmaların UV ışınlarına karşı dirençleri farklıdır. Bakterilerin vejetatif hücreleri diğer mikroorganizmalardan daha az direnç gösterir. Ancak gram pozitif bakteriler gram negatif olanlardan daha dirençlidir. Genel olarak mikroorganizmaların UV ışınlarına dirençleri bakteri sporları, maya ve küf sporları şeklinde sıralanmaktadır. Canlı hücre sayısını azaltmak ve depolama boyunca gelişimi kontrol etmek için ışınlama uygulamaları diğer muhafaza yöntemleri ile birlikte kullanılmaktadır.

18 ATIMLI ELEKTRİK ALAN (PULSED ELECTRİC FİELD - PEF) PEF ve pulsed kavramları Pulsed Electric Field = PEF Pulsed: Türkçede vurgulu, atımlı, darbeli olarak Electric Field: Elektrik Alanı «Pulsed» kelime olarak «nabız» anlamına gelmektedir. Kavramının karşılık geldiği anlam işlemin çok kısa aralıklarla uygulanıp bırakılması/ nabız atması gibi belirli aralıklarla uygulanıp durulması anlamına gelir. Türkçede en iyi ifade eden kavram «vurgulu» kavramıdır.

19 Elektrik, elektrik yüklerinin varlığıyla ve akışıyla ilgilenen fiziksel olguların bütünüdür. Elektrik yükü: Atom altı parçacıkların, elektromanyetik etkileşimlerini belirleyen bir özelliktir. Elektriksel olarak yüklenmiş bir madde, elektromanyetik alanlara etkir veya onlardan etkilenir. Elektrik akımı: Elektriksel olarak yüklenmiş parçacıkların hareketine veya akışına verilen isimdir.

20 Metodun esası; iletken olmayan bir boru sistemine iki iletken elektrot yerleştirilerek yüksek elektrik alan şiddetine sahip elektriğin vurgulu olarak verilmesine dayanmaktadır. Böylece sistemdeki boru iletken olmadığı için elektrotlar arasındaki elektrik transferinin sıvı gıda aracılığıyla gerçekleşmesi zorlanmakta ve mevcut mikroorganizmaların etkisiz hale getirilmesine yol açmaktadır.

21

22 Vurgulu elektrik alan teknolojisi konusundaki çalışmalar özellikle sıvı ve katı gıdalarda değişen amaçlarla kullanımının optimize edilmesi üzerinedir. Geleneksel ısıl işlem yerine sıvı gıdaların pastörizasyonunda kullanılabilecek en umut verici teknoloji olarak PEF yöntemi görülmektedir. Bu nedenle meyve sularında PEF uygulamaları mezofilik bakteri, maya ve küf gibi mikroflorayı oluşturan mikroorganizmaların inaktivasyonu konusunda yoğunlaşmıştır.

23 Gıdaların tat ve aromasını değiştirmeden besin değerlerini en üst seviyede koruyarak gıda kaynaklı mikroorganizmaların yok edilmesinde/ mikroorganizma yükünün azaltılmasında etkili bir ısıl olmayan işleme tekniğidir. Günümüzde PEF teknolojisinin hem laboratuar hem de pilot fabrikalarda meyve suları, sıvı yumurta ve sütlerin işlenmesinde önemli uygulamaları mevcuttur. 60 C nin altındaki orta sıcaklık değerlerinin kullanılmasında bile önemli seviyede mikrobiyal inaktivasyon artışına sebep olmuştur.

24 Sıvı gıdalar genellikle çok miktarda iyon içerdikleri için elektrik iletkenliği yüksektir. Güç kaynağındaki kapasitörde biriktirilen elektrik voltajı çok kısa zaman aralıklarıyla (μs) vurgulu olarak sıvı gıdadan geçirilmeye zorlanır. Vurgu süresinin kısa olmasının sebebi elektrik voltajının uzun sürede depolanmasına rağmen gıdaya çok hızlı olarak boşaltılmasından kaynaklanmaktadır.

25 Sistemin teknik özellikleri

26

27 Yeni gelismekte olan isi gerektirmeyen teknolojilerden (non-thermal) Bakteri, maya ve kufleri inaktive etmekte etkili Enzimler uzerinde kismen etkili Gidalarin duyusal, fiziksel, kimyasal ve besleyici ozelliklerini korumakta etkili Urunlerin kalitesinin tazeye yakın kalması, bu teknolojinin gelisterilmesinde en onemli motivasyon

28 PEF uygulamasi sırasında ürün ısısında 5-10 C lik bir artış olsa da PEF ısıl olmayan uygulama olarak kabul edilmektedir. Çünkü hem sıcaklık düşük, hem de süre kısadır.

29 PEF in mikroorganizmalara etkisi Por oluşumu hücrenin içi ve dışı arasındaki potansiyel farkı belli bir seviyeye ulaştığında meydana gelir. Por oluşumu uygulanan elektrik alan yoğunluğuna bağlı olarak kalıcı ya da geçici olabilir. Oluşan porlar hücrenin yüzey alanına kıyasla çok küçükse, kapanabilir ve öldürücü etkisi olmayabilir.

30

31 PEF in mikroorganizmalara etkisi Hücrelerin öldürülmesi için gereken kritik elektrik alan mikroorganizmadan organizmaya değişir. Kritik hücre zarı potansiyeli aşağıdakilere bağlıdır Hücrenin büyüklüğüne, Hücre yüzeyinin elektriksel yüküne Hücre zarı ve sitoplazmasının iletkenliğine Hücrenin içinde bulunduğu sıvıya

32 PEFin m.o inaktive etme yeteneğini etkileyen faktörler Elektrik alan gücü (kv/cm) Atım sayısı Uygulama süresi (milisaniye-mikrosaniye) Atım süresi (mikro saniye) Atim dalga turu İşlem sıcaklığı (C ) Sistem tasarımı (sürekli / kesikli)

33 Mikroorganizmalar Mikroorganizma turu Bakteri sporları, vejetatif hücrelere göre daha dayanıklıdır. G(+) bakteriler, G(-) lerden daha dirençlidir. Küf ve mayalar en az dirençlidir. Büyüme fazı Log fazındaki bakteriler durgun fazdaki bakterilere nazaran daha çok etkilenirler. Mikroorganizmanın büyüklüğü Hücre büyüklüğü ne kadar fazla ise PEF o kadar etkilidir.

34 Gıda Gıdanın elektrik iletkenligi, partikül varlığı, partikül büyüklüğü ve başlangiçtaki ısısı PEF in inaktivasyon gücünü etkiler. iletkenligi az gıdalar PEF le işlenmeye daha uygundur. iletkenlik temel olarak gıdanın tuz miktarına bağlıdır. Partiküllere yapışık m.o öldürmek daha zor olduğundan, daha yüksek alan gücüne gerek vardır.

35 Bu konudaki çalışmaların çoğu meyve sularında pektin metil esteraz (PME) enziminin inaktivasyonu üzerine yapilmiştir. PEF in enzimleri inaktive edebildiği bilinmekle beraber henüz mekanizması açık değildir. Yapılan çalışmalrda proteinlerin alfa-heliks kısımlarının azaldığı gözlemlenmiştir. Bunun yanı sıra, proteinlerin açilmasi, kovalent bağlarin kırılması, denaturasyonu, sülfid grupları arasında reaksiyonlar da söz konusu olabilir.

36 Yapılan çalışmalarda PME, lipaz, poligalakturonaz, peroksidaz, alfa amilaz, polifenol oksidaz gibi enzimlerin %100 inaktive edilemedigi gözlemlenmiştir. Isı ve PEF beraber kullanıldığında aktivasyon seviyesi artmaktadır. Potansiyel PEF uygulamaları Elma suyunda yapılan çalışmalarda, 50 kv/cm, 10 atim, 2 mikro saniyelik atımlar kullanılarak raf ömrü 21 günden 28 güne uzatılmıştır. Portakal suyunda, 6.5 kv/cm, 5 atım kullanılarak S. cereviciae nın 5 log luk düşüş gözlemlenmiştir.

37 Sütte 21 kv/cm de E. coli için 3 log luk düşme gözlemlenmiştir. Salmonella dublin 4 log düşmüştür. 40 kv/cm de, 2 mikrosaniyelik 30 atımla işlenen sütün raf ömrü 4 C de 2 hafta olarak belirlenmiştir. Sıvı yumurta PEF pastörizasyonuyla günlük raf ömrü elde edilmiştir. Yumurtanın kalitesi etkilenmeden pastörize edilmesinin mümkün olduğu sonucuna varılmış. Bezelye çorbası üzerine yapılan denemelerde E. coli nin 6.5 log, B. subtilis in ise 5.3 log düşürülebildiği gözlemlenmiştir.

38 OHMİK ISITMA

39 Ohmik ısıtma, sistemden elektriksel alternatif akım geçirilirken, devreyi tamamlayan bir parça olan gıdanın elektriksel dirence bağlı olarak (gıdaya direkt olarak elektrotların teması) ısıtılması ilkesine dayanan elektriksel ısıtma tekniğidir. Bu işlemle, aynı zamanda iç enerji formu olarak ısı enerjisi üretilmektedir. Son yıllarda, alternatif ısıl işlem yöntemleri arasında yer alan elektriksel yöntemlerin kullanımı üzerine yapılan araştırmaların giderek arttığı gözlenmektedir. Bu doğrultuda yapılan çalışmalar mevcut ısıl işlem yöntemlerinin iyileştirilmesi ve alternatif yöntemlerin geliştirilmesine yöneliktir.

40 Ohmik elektriksel işleme yöntemi, homojen ve hızlı ısıtma sağlamanın yanında, maliyeti düşük ve atık potansiyeli az, minimal işleme yöntemi olarak son yıllarda tüm dünyada önem kazanmış durumdadır.

41 Prensip olarak Ohmik Isıtmanın mantığı oldukça basittir. Temel olarak Ohm yasasına dayanır ve bu yöntemle üretilen ısı enerjisi ise Joule yasasına dayanır. Bu yasa, bir iletkenden akan elektrik akımıyla, bu akımın ürettiği ısı enerjisi arasındaki ilişkiyi açıklar ve Joule etkisi olarak bilinir. Joule Kanunu nun kantitatif açıklaması ise saniyede yayılan ısı enerjisinin, elektrik akımının karesi ile direncin çarpımına eşit olmasıdır. Yani Joule'un birinci kanunu (Joule etkisi olarak da bilinir), bir iletken üzerinden geçen elektrik akımı ile onun yarattığı ısı arasındaki ilişkiyi veren fiziksel bir kanundur.

42 Bununla birlikte ohmik ısıtmanın katı gıdalar üzerine etkisinin incelendiği sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu yöntemin sıvı gıdalarda olduğu gibi katı gıdalarda da yasal kullanımını sağlayacak yeterlilikte verilere henüz literatürde rastlanmamaktadır. Uluslararası kuruluşlar ve Avrupa Topluluğu Gıda Güvenliği Ajansı (EFSA) nin alt komiteleri, ohmik gibi güncel elektriksel işleme yöntemleri konusunda çalışmaların artmasını teşvik etmekte, bu işlemlerin ticari üretimde kullanımlarına izin verilmesi amacıyla, bilimsel çalışmalardan elde edilecek verilerin önemli katkı sağlayacağını vurgulamaktadırlar.

43 Ohmik ısıtma teknolojisinin gıda prosesinde kullanımı yeni bir konu değildir. 19. yy. da gibi proseslerde ilk kez ohmik ısıtma tekdonmuş gıdaların çözünmesi, gıdanın renginin açılması, gıdanın pastörize edilmesi ve katı gıdaların ısıtılması işlemlerinde kullanılmıştır. 20. yy ın başlarında ohmik ısıtma saf elektro proses olarak adlandırılmıştır ve süt pastörizasyonunda başarılı ticari ohmik ısıtma teknikleri geliştirilmiştir.

44 Etki mekanizması Termal proseste olduğu gibi burada da mikroorganizmaların ısı ile inaktivasyonu söz konusudur. Temel mekanizma ısıya dayansa da Hz gibi düşük frekanslarda hücre duvarları boyunca elektriksel yüklerin meydana gelmesi ve porların oluşması yani orta büyüklükte bir elektroporasyon mekanizmasının oluşabilme ihtimalinin de mevcut olduğu düşünülmektedir.

45 İşlemin etkinliğini etkileyen faktörler Ohmik ısıtma prensibine göre, gıdanın merkez noktasındaki ısı enerjisinin artış hızı, elektrik alan gücünün karesi ve gıda materyalinin ısıl iletkenliği ile doğru orantılıdır. Elektrik alana bağlı olarak, ısıl işlem yoğunluğu, elektrotlar arasındaki mesafenin ve uygulanan voltaj büyüklüğünün değiştirilmesiyle çeşitlendirilebilir. Buradaki en önemli unsur, gıda maddesinin elektrik iletkenliği ile onun sıcaklığa bağımlılığıdır.

46 Ohmik ısıtmanın geleneksel ısıtma sistemlerine göre bazı avantajları mevcuttur; Ekipmanların kullanımı pratiktir; Sistem diğer ekipmanlara göre daha az yer kaplamakta ve sessiz çalışmaktadır, Akım kesildiğinde ısı birikimi durmaktadır, Karıştırma işlemine gerek kalmadan ısıtma işlemi gerçekleştirilebilmektedir, Sistemin hareketli parçaları bulunmamaktadır, Genel olarak yatırım ve işletme maliyeti diğer ısı transfer ekipmanlarına oranla daha düşüktür.

47 Sınırlamalar Gıda maddelerinde ürün bileşimini oluşturan öğelerinin bazılarının düşük ısıl iletkenlikleri ve gıdanın düzensiz ürün geometrisi gıdaların ısıl işlenmesinde ve özellikle elektriksel işlem uygulamalarında önemli sorunlara yol açmaktadır. Etkin bir gıda işlemenin gerçekleştirilebilmesi için işlem süresince üründeki sıcaklık dağılımının kontrol edilmesi gerekmektedir. Özellikle et ürünlerindeki yağ bileşeninin elektriksel iletkenliği ile kas yapının elektriksel iletkenliğinin farklı olmasından kaynaklanan soğuk bölgeler pişmiş üründe olumsuzluklara neden olabilmektedir.

48 Gıda sanayinde kullanım olanakları 1) Ohmik Isıtma ile Evaporasyon 2) Ohmik Isıtma ile Donmuş Gıdaların Çözülmesi 3) Ohmik Isıtma ile Pastörizasyon 4) Ohmik Isıtma ile Vakum Kurutma 5) Ohmik Isıtma ile Haşlama 6) Ohmik Isıtma ile Ekstraksiyon 7) Ohmik Isıtma ile Pişirme 8) Enzimlerin inaktivasyonu (Bir kısmı endüstrileşmiştir.)

49 Gıda endüstrisi uygulamaları Tüketime hazır gıdaların aseptik işlenmesi Pompalanabilir meyve-sebze ürünlerinin pastörizasyonu Sıvı yumurtanın işlenmesi Et ürünlerinin ısıtılması Konserve sanayinde ön ısıtma Tüketime hazır gıdaların ısıtılması ve pişirilmesinde güvenilir bir yöntem olarak kullanılabilir.

50 Doğal Mikroflora Üzerine Etkileri Taze et, içerdiği zengin besin elementleri ile bozulma yapan mikroorganizmalar ve gıda kaynaklı patojenlerin gelişimi için oldukça uygun bir ortam sağlamaktadır. Ete bulaşan mikroorganizmalar kan, lenf kanalları ve bağ doku aracılığıyla dokulara yayılır. Etin kıyma haline getirilmesi ise mikroorganizmaların tüm dokuya yayılmasını sağlar ve yüzey alanının genişlemesiyle birlikte mikroorganizmalar kıyılmış ette çok hızlı bir şekilde çoğalır.

51 Ohmik ısıtma yönteminin spesifik gıda ürünlerinin mikrobiyal yükü üzerine etkisi ile ilgili sınırlı sayıda çalışma bulunmasına karşın, sıvı gıdalarda enzimleri ve mikroorganizmaları etkin bir şekilde inaktive edebildiği ve alternatif bir işlem olduğu belirlenmiştir.

52 HİDROSTATİK YÜKSEK BASINÇ UYGULAMALARI Yüksek basınç uygulaması gıdalarda bulunan mikroorganizmaların ve enzimlerin etkisiz hale getirilmeleri için, bar basınçta yapılan ve gıdalarda besin değeri ve tat değişimlerini minimuma indiren bir uygulamadır.

53 kullanılmaktadır. Uygulama Alanları i. Yüksek basınç uygulaması çeşitli gıdaların pastörizasyonunda, ii. dondurulmuş etlerin çözdürülmesinde, iii. çikolatanın sertleştirilmesinde, iv. nişastaların ve proteinlerin jelatinizasyonunda, v. sebzelerin kabuklarının soyulmasında, vi. etlerin gevrekliğinin artırılmasında, vii.dondurma ve tavlama işlemlerinde

54 Yüksek basınç sistemi, kapalı basınç kabı, basınç üreten sistem, sıcaklık kontrol düzeneği ve materyal toplama sisteminden meydana gelir. Dolaylı ve statik basınç yöntemi olmak üzere yüksek basınç iki şekilde uygulanır. Dolaylı basınç yönteminde basınç kabından tüm hava çıkarıldıktan sonra basıncı ileten bir ortam (su ya da yağ) istenen basınca ulaşılıncaya kadar kabın içerisine bir rezervuardan pompalanır. Statik basınç yönteminde ise kapta istenen basıncı sağlamak için piston kullanılır. Bu yöntem aşındırmaya sebep olduğu için ticari uygulamalarda kullanılmamaktadır.

55 Avantajları I. Yüksek basınç yöntemi oda sıcaklığında gıdaların renk, lezzet ve besin ögeleri gibi kalite özelliklerini değiştirmez veya çok az değiştirir. II. Gıdalarda bozulmaya neden olan mikroorganizmaları yok ederek gıdaların raf ömürlerini arttırır. Genellikle MPa'da 10dk.'lık bir uygulama birçok gıdadaki vejetatif hücreleri tamamen inaktive edebilir. Bu işleme soğuk pastörizasyon da denir. III. Yüksek basınç uygulaması Listeria gibi bazı patojenleri düsük sıcaklıklarda inaktive eder IV. ve süt ve süt ürünlerine uygulandığında gıda kaynaklı patojenleri gıdanın önemli kalite özelliklerine zarar vermeden MPa'da inaktif hale getirir.

56 VI. Yüksek basınç uygulaması gıdanın kalitesini etkileyen enzimleri de inaktif hale getirir. Bu enzimlerden bazıları kolaylıkla 3000 bar basınçta inaktif hale getirilirken, bazısı ise 1000MPa gibi çok yüksek basınçlarda inaktif hale getirilir. Böyle enzimlerin inaktivasyonunda ısı basınç kombinasyonu kullanılmasına karsın, enzimin basınca direnciyle ısıya direnci arasında bir ilişki yoktur

57 Dezavantajları Yüksek basınç tekniği kesikli bir proses seklinde yürütülmektedir I. Yüksek yatırım ve uygulama maliyetleri vardır. II. Bu yöntem tüm parça veya dilim halinde sterilize edilecek meyve ve sebzelerde bir takım arzulanmayan tekstürel değişmelere yol açabilir. III. Ayrıca MPa gibi düşük sıcaklıklarda monomerik enzimler aktif hale gelebilir. IV. Son derece basınca karşı stabil olan, gıda kalitesini etkileyen bazı enzimler yüksek basınç uygulamasına karsı büyük direnç gösterir. V. Bakteri sporları yüksek basınç uygulamasına karsı büyük direnç gösterir. Bakteri sporları ancak 1200 MPa'ı aşan basınçlar altında inaktive edilebilir. Yüksek basınç uygulaması sadece asidik gıdaların muhafazasında etkilidir.