Gıdalarda Raf Ömrünün Belirlenmesi Gelişen dünyamızda her geçen gün insanların alışkanlıkları da değişiklik göstermektedir. İnsanlar eski zamanlarda, kendi tüketecekleri yoğurt, peynir, ekmek ve sebze-meyve gibi ürünleri evlerinde üretir iken alışkanlıkların ve teknolojinin gelişmesi gibi nedenlerden dolayı bütün ürünleri hazır halde satın almaya başlanmışlardır. Hazır gıda sektörüne yönelim ve dünya nüfusunun da hızla artması ile gıda sanayinde üretim miktarı ve ürün çeşitliliği de gün geçtikçe artış göstermiştir. Üretimdeki ve ürün çeşitliliğinde ki bu artış nedeni ile üretilen gıdaların hemen satılması ve tüketilmesi olanaksız olmasından dolayı raf ömrü süresi kavramı ortaya çıkmıştır. Paketli bir ürün, tüketici tarafından tüketilebildiği süre zarfında satışa sunulabilir. Bu süre raf ömrü olarak isimlendirilmektedir. Raf ömrü; gıda ürününün güvenli kalacağı, istenilen duyusal, kimyasal, fiziksel, mikrobiyolojik ve besin değeri özelliklerinin korunabildiği zaman periyodu olarak tanımlanır. Bu süreç içerisinde gıdanın hem güvenlik hem de kalite özelliklerini koruması gerekmektedir. Raf ömrü süresi ürün satışa sunulmadan önce üretici tarafından belirlenmelidir. Raf ömrü süresi her ürün için farklılık göstermektedir. Peynirler, etler, sebze-meyveler, fırıncılık ürünleri, dondurulmuş ürünler için farklı raf ömrü süreleri belirlenmektedir. Gıdaların raf ömrüne etki eden birçok faktör vardır. Bu faktörler; çevresel faktörler ve gıdanın kendi yapısına ait iç faktörler olarak sınıflandırılabilir. Çevresel faktörlere örnek olarak, sıcaklık, ambalajlama yöntemi, nem, oksijen, ışık gibi faktörler sayılabilir. Sıcaklık ile gıdada, mikrobiyolojik ve kimyasal reaksiyonlar hızlandırılabilir ya da yavaşlatılabilir. Sıcaklığın arttırılması ile mikrobiyal üreme, enzimatik parçalanma, okidasyon reaksiyonları hızlanır ve kalite kayıplarına neden olur. Tersi olarak da sıcaklığın düşürülmesi ile bütün bu reaksiyonlar yavaşlatılarak raf ömrü süresi arttırılabilir. Nem de sıcaklık gibi mikrobiyal üreme üzerine etkisi olan bir parametredir. Gıdaların muhafaza edildiği depoların bağıl nemi hem gıdaların su aktivitesi hem de mikroorganizmaların özellikle yüzeyde gelişmesi açısından önemlidir. Düşük su aktivitesine(aw) sahip gıdalar bağıl nemi yüksek ortamlarda 2 www.aybaknatura.com.tr - info@naturalab.com.tr
depolanırsa nem miktarı dengeye erişinceye kadar çevreden su alırlar, buna bağlı olarak da gıdaların yüzeyinde mikrobiyal bozulmalar meydana gelir. Yüksek su aktivitesine(aw) sahip gıdalar bağıl nemi düşük ortamlarda nem kaybeder ve gıdada yüzeysel kurumaya bağlı istenmeyen büzüşmeler meydana gelir. Bu nedenlerle ürünün saklanma sıcaklığı ve nemi önemlidir. Sıcaklık arttıkça zamana bağlı kalite kayıpları da artmaktadır. Gıdanın bulunduğu ortamda oksijen varlığı da mikrobiyal üremeyi etkilemekte olup bunun yanında gıdalarda yağların acılaşmasına, vitaminlerin parçalanmasına ve et gibi bazı ürünlerde görsel değişimlere neden olmaktadır. Oksijen varlığının sebep olduğu mikrobiyal üremenin önlenmesi ve raf ömrünün uzatılması adına modifiye atmosfer, vakum altında paketleme yöntemleri kullanılır ve kullanılan ambalajın oksijen ve nem geçirgenliği dikkate alınarak ambalaj seçimi yapılır. Gıdaların ışık altında saklanması ise oksidasyonu hızlandıracağından gıdaların depolanmasında fazla ışıktan kaçınılır ve ışık geçirgenliği az olan ambalaj materyalleri seçilir. Özellikle yağlı gıdalarda oksidasyon ve ransidite reaksiyonları ışık ile hızlanır. Gıdanın fazla ışık ile maruz kalması sonucu bazı vitamin kayıpları da gözlenmektedir. Gıdaya özgü iç faktörlere ise, su aktivitesi, ph, mikrobiyal yük ve gıdaya eklenen antimikrobiyal, antifungal katkı miktarı örnek verilebilir. Gıdaların su aktivitesi ve ph değeri bozulma hızına etki eden faktörlerdendir. Gıdanın su aktivitesinin yüksek olması (0.7-1.0) mikrobiyal üreme, 0.4-0.7 arasında olması esmerleşme reaksiyonları için uygundur. Gıdanın içerisinde mikrobiyal üremeyi engelleyecek katkı maddesi kullanılmış ise raf ömrü daha uzundur. Aynı şekilde gıdaya uygulanan işlemlerde raf ömründe etkilidir. Sterilize edilmiş olan bir içme sütü pastörize edilmiş içme sütüne göre daha uzun raf ömrüne sahiptir. Bir gıdanın raf ömrünü belirlemeden önce, raf ömrünü etkileyen faktörlerin ve gıdanın özelliklerinin iyi bilinmesi önemlidir. Anlatılan bu faktörlerin yanında gıdanın üretimi sırasında dikkat edilmesi gereken noktalar da bulunmaktadır. Bu noktalar; gıda üretiminde kullanılan hammaddenin kalitesi, ürün formülasyonu, depolama ve dağıtım koşullarıdır. Bu faktörlerin gıda üretimi yapan fabrikalarda standardizasyonu sağlanmalıdır. Bir gıda üretiminde mikrobiyal yükü az olan bir hammadde kullanılarak belirlenen raf ömrü süresi ile, www.aybaknatura.com.tr - info@naturalab.com.tr 3
mikrobiyal yükü fazla olan hammadde kullanılması sonucu belirlenen raf ömrü süresi aynı değildir. Aynı şekilde proses sırasında kullanılan parametreler ve ürün formülasyonu sabit olmalıdır. Hammadde kalitesi gibi bu parametrelerin değişimi ile ürünün raf ömrü süresi değişmektedir. Ayrıca raf ömrü süresi belirlenirken kullanılan sıcaklık, nem parametreleri ve saklama koşulları, dağıtım ve depolama sırasında da değiştirilmeden uygulanmalıdır. Gıdalarda çevresel ve gıdaya özgü bazı faktörlerin etkisi olarak, gıdaların raf ömrü süresince gıdalarda kimyasal, fiziksel ve mikrobiyolojik bazı değişiklikler meydana gelebilir. Gıdalarda mikrobiyolojik yükün artması ile mikrobiyolojik bozulmalar görülebilmekte ve bunun sonucu olarak üründe koku oluşumu, renk değişimi ve aroma kaybı meydana gelebilmektedir. Gıdalarda meydana gelen mikrobiyolojik değişiklikler her zaman duyusal olarak hissedilmeyebilir, fakat mikroorganizmaların ürettikleri toksin ya da metabolitler, gıda güvenliğini olumsuz olarak etkileyebilmektedirler. Gıdalarda kimyasal olarak protein denatürasyonu, lipid oksidasyonu, vitamin kaybı, enzimatik veya enzimatik olmayan esmerleşme, karbonhidrat hidrolizi gibi tepkimeler gerçekleşerek gıdada kalite kaybı meydana gelebilir. Gıdalarda bu değişiklikler göz önüne alınarak piyasaya yeni sürülecek olan ürünler için raf ömrü süresi belirlenmelidir. Gıdaların raf ömrünün belirlenmesinde; raf ömrü sonuna kadar gıdanın güvenli olmasına, ürünün görünüşüne, tat, tekstüründe bir değişiklik olmamasına ve besin etiketinde belirtilen bilgilerde herhangi bir değişikliği olmamasına dikkat edilmelidir. Raf ömrünün tespit edilebilmesi için iki ana metot bulunmaktadır. Bu metotlar; direkt ve indirekt metottur. Direkt metot klasik metot olarak da anılmaktadır. Gıdanın raf ömrü süresine kadar belli aralıklarla ürünün raf ömrü için belirlenmiş olan analizler yapılarak bozulma süresi bulunur. Gıdanın tahmin edilen raf ömrü süresince beklenilmesi gerektiğinden bu metot ile raf ömrünün belirlenmesi uzun sürebilmektedir. Çabuk bozulan ürünler için bu süre önemli değildir. Fakat çabuk bozulmayan konserve, makarna gibi raf ömrü uzun olan ürünler için klasik metot ile raf ömrünün belirlenmesi uzun sürmesi nedeni ile problem olabilmektedir. İkinci metot ise bu süreyi kısaltmak adına geliştirilmiş olan yöntemlerdir. Bunlar, hızlandırılmış raf ömrü çalışmaları, diğeri ise, tahminleyici mikrobiyoloji modelidir. 4 www.aybaknatura.com.tr - info@naturalab.com.tr
Direkt ya da indirekt metotlarda ortak olan unsur, gıdanın raf ömrünün belirlenebilmesi için gıdanın raf ömrünü etkileyebilecek, gıdanın yapısının, ambalajının, üretiminin ve depolama koşullarının bilinmesi gerektiğidir. Direkt Metot ile raf ömrü süresinin tespitinde, gıdanın satışı için belirlenen şartlar göz önüne alınarak tahmini bir raf ömrü süresi belirlenir. Bu süre zarfında satışa sunulacak olan gıdayı bozan faktörler belirlenir ve bu doğrultuda gıda için kalite kriterlerini raf ömrü süresince ölçebileceğimiz analizler belirlenir. Gıdalarda meydana gelen bozulmalar kimyasal, mikrobiyolojik, fiziksel ve duyusal analizler ile tespit edilebileceğinden dolayı gıdanın özelliğine göre bütün analizler değerlendirilmelidir. Analizler seçilirken analiz parametrelerinin ürüne özgü olmasına dikkat edilmelidir. Örneğin peynir ürünleri için mikrobiyolojik parametre olarak maya-küf uygun bir kalite parametresi iken, küflü peynir olarak tüketime sunulan peynirler için bir kalite parametresi sayılmayabilir. Raf ömrünün belirlenebilmesi için tespit edilmiş olan analiz parametreleri belirli aralıklar ile ürünlere uygulanır. Ürünün bozulmaya başladığı tarih bizim için raf ömrü süresidir. İndirekt metotlar ise klasik metoda kıyasla daha hızlı sonuç vermektedir. İndirekt metotlar içerisinde yer alan hızlandırılmış raf ömrü çalışmalarının prensibi, gıdanın bozulmasını hızlandırarak deneme sürelerini kısaltmaktır. Gıdanın bozulmasını hızlandırmak adına gıda normal saklama koşulları yerine bozulmanın hızlanacağı sıcaklık, nem gibi parametreler değiştirilerek oluşturulacak koşullarda saklanmakta ve tahmini olarak raf ömrü süresi belirlenmektedir. Bu metotta da gıdanın özelliklerinin, kalite parametrelerinin, bozulma koşulları ve tiplerinin bilinmesi gerekmektedir. Belirlenmiş olan kalite parametreleri tahmini olarak tespit edilmiş olan raf ömrü süresi boyunca kontrol edilir. Bu metodun uygulanabilmesi için bilinmesi gereken en önemli iki parametre gıdanın dayanabileceği sıcaklık ve nemdir. Bu koşullar iklimlendirme cihazları ile sağlanabilmektedir. İklimlendirme cihazları 4 www.aybaknatura.com.tr - info@naturalab.com.tr 5
ile sıcaklık, nem, ışık gibi koşullar sabitlenebilmektedir. Gıdanın depolanabileceği en yüksek sıcaklık tahminleme yöntemi ile ya da literatür çalışmaları sonucunda tespit edilir. Yapılan çalışmalar neticesinde raf ömrü süresi süresi tahmini olarak Arrhenius veya Q10 denklemine göre hesaplanmaktadır. Klasik metot ile raf ömrü belirlenmesi için bir yıl beklenilmesi gerekir iken iklimlendirme cihazında yüksek sıcaklıkta Arrhenius denklemi kullanarak raf ömrü süresi tahmini 70-80 günde belirlenebilmektedir. Hızlandırılmış raf ömrü çalışmalarında gıdaların dayanabileceği maksimum sıcaklığın bilinmesi çok önemlidir ve sıcaklığın belirlenebilmesi için denemelerin yapılması gerekmektedir. Ayrıca çalışmalarda uygulanan yüksek sıcaklıkta mikroorganizmaların gelişimleri farklılık gösterebilmektedir. Yüksek sıcaklıkta depolamada mikrobiyolojik kriterlere göre seçilmiş olan mikroorganizmaların gelişmesi önlenebilir ve ya yüksek sıcaklıkta üreyebilen mikroorganizmalar gelişebilir. Bu gibi dezavantajları nedeni ile metodun uygulama alanları kısıtlıdır. Bu yöntem, konserve, makarna, yağ gibi yüksek sıcaklığın etkisinin olmayacağı ürünler için kullanılabilecek uygun bir metottur. Gıdanın raf ömrünün belirlenmesinde kabul gören diğer indirekt metot olan mikrobiyal tahminleme modelleri, gıdalarda mikrobiyal gelişimi tahmin edebilmek için geliştirilmiş matematiksel modellerdir. Tahminleme modelleri ile mikroorganizmaların üreme ve üreme yetenekleri üzerine değişik çevresel faktörlerin etkisi gözlemlenebilmekte, bir gıda ürününün raf ömrü süresi ile bozulmaya yol açan mikroorganizmaların üremesi tahmin edilebilmektedir. Tahminleyici mikrobiyoloji uygulamalarıyla, gıdalarda üretim, paketleme, muhafaza ve dağıtım aşamalarında, çevresel faktörlerin etkisiyle oluşan mikroorganizma davranışları ile ilgili detaylı bilgiler elde edilebilmektedir. Bu bilgiler önceden güvenilirliği test edilmiş modelleme yöntemleri kullanılarak değerlendirilir. Raf ömrü çalışmalarında, gıdalarda bozulmaya yol açan spesifik mikroorganizmalar belirlenir ve modellemede kullanılır. Klasik raf ömrü belirlenmesinde ve hızlandırılmış raf ömrü çalışmalarında olduğu gibi tahminleyici mikrobiyoloji yöntemi ile raf ömrü tespitinde de gıdanın 6 www.aybaknatura.com.tr - info@naturalab.com.tr
bozulmasını etkileyecek koşulların bilinmesi önemlidir. Mikroorganizmanın hangi sıcaklıkta, ph'da geliştiği gibi özellikleri bilinmelidir. Tahminleyici mikrobiyoloji, sıcaklık, ph-değeri, aw-değeri, oksidasyon-redüksiyon potansiyeligibi koşullar ve çesitlikatkıların, koruyucuların (NaCl, asetik asit, laktik asit, HCl, sodyum laktat vb.) katılması durumunda mikroorganizmaların bu durumlardaki tepkilerinin tanımlanmasına olanak sağlayan modeldir. Yapılmış olan araştırmalar doğrultusunda oluşturulmuş olan tahminleyici model ile, öncelikli olarak mikroorganizmanın gıdada bulunan başlangıç mikrobiyal yükü tespit edilmekte ve gıdalarda mikroorganizmaların zamanla olan üreme ilişkisini ve davranışlarını tahmin edilebilmektedir. Mikrobiyal tahminleme ile raf ömrü belirlenmesinin dezavantajı ise raf ömrü için önemli olan diğer kimyasal, fiziksel ve duyusal özellikler ile ilgili veri sağlanamamasıdır. Direkt metotlara kıyasla ise daha kısa ve daha az maliyetli bir metot olması en önemli avantajıdır. Örnek olarak sucuk numunesinin raf ömrünün belirlenmesinde maya-küf kalite parametresi olarak seçilebilir ve bu ürünün raf ömrünün belirlenmesinde maya-küf için yapılmış olan modele bağlı olarak raf ömrü tahmini yapılabilir. Raf ömrünün belirlenmesinde, ısıl işlem görmüş, tuz içeren ve üründe belli miktarda nitrat kullanılmış olan bir sucuk numunesinin ilk olarak mayaküf başlangıç yükü belirlenir. Ürünün içeriği ile ilgili bütün bilgiler kullanılarak (su aktivitesi, ph, tuz içeriği, nitrat miktarı vb.) raf ömrü süresi sonunda üründe ne kadar düzeyde maya-küf bulunduğu tahmin edilebilir. Aynı zamanda bu ürünün prosesinde yapılacak olan bir değişiklikte raf ömrü süresinin nasıl değişeceği kolayca gözlemlenebilir. Bunun yanında proseste herhangi bir değişiklik yapıldığında (nitrat miktarının değişimi, tuz miktarının düşürülmesi, ısıl işlem sıcaklığının değişimi vb.), yapılan değişikliğin mikrobiyal yüke olan etkisi mikrobiyal tahminleme yöntemi ile tespit edilebilir. Kullanılan hammadde, ürün formülasyonu, hijyenik şartlar, depolama ve dağıtım koşulları hakkında kesin bilgiler elde edilmesiyle doğru bir tahmin yapılabilir. Mikrobiyal tahminleme modelleri genel olarak gıda sektöründe, ürün formülasyonunda (ne kadar koruyucu kullanılacağı vb.), proses parametrelerinin belirlenmesinde, uygulanan HACCP planında, ürünün depolanmasında ve taşınmasında süre-sıcaklık profillerinde yapılması gereken değişiklikleri ortaya koyarak daha güvenli ve kaliteli gıda üretilmesini sağlar. Güvenli ve kaliteli gıda tüketiminin sağlanması için her ürünün raf ömrü süresi belirlenmelidir. www.aybaknatura.com.tr - info@naturalab.com.tr 7