www.teknolojikarastirmalar.org ISSN: 1306-7648 Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi 2006 (3) 19-25 TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR Araştırma Aktif ve Pasif Modifiye Atmosfer Paketleme Uygulamalarının Tüketime Hazır-Az Đşlenmiş Havuçlarda Renk ve Tekstür Özelliklerine Etkisi Gülbahar Yetiş, Hüseyin Şenyurt, Emel Taş, Zehra Ayhan * *Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü 31034-Hatay ÖZET Bu çalışmada Hatay ın Kırıkhan ilçesinde yetiştirilen havuçlar bir dizi seri işlemden geçirilerek (sınıflandırma, yıkama, kabuk soyma, dilimleme, % 0,1 lik sitrik asit çözeltisine daldırma) işlenmiş ve modifiye atmosferde paketleme yapılmıştır. Çalışmada düşük (% 5 O 2 + % 10 CO 2 + % 85 N 2 ) ve yüksek (% 80 O 2 + % 10 CO 2 + %10 N 2 ) oksijen konsantrasyonu içeren iki farklı gaz kompozisyonunda (aktif modifikasyon) ve hava atmosferinde (pasif modifikasyon) Polipropilen (PP) tabak ve PP bazlı üst film kullanılarak ambalajlama yapılmıştır. Ambalajlanan dilimlenmiş havuçlar 4 C de 21 gün süre ile depolanmış ve 0, 2, 7, 14, 21. günlerde iki önemli fiziksel kalite kriteri olan renk (beyazlık indeksi) ve tekstür açısından değerlendirilmiştir. Çalışma sonucunda havuç için önemli bir kalite kriteri olan beyazlık indeksinde her üç uygulamada da depolama süresince önemli bir değişim gözlenmemiş, havuç parlak turuncu rengini muhafaza etmiştir. Tekstürde ise özellikle 14. günden sonra aktif ve pasif MAP uygulamalarında önemli bir yumuşama tespit edilmiştir (p 0.05). Pasif ve düşük oksijen uygulanan aktif MAP uygulamalarında hızlı solunuma bağlı olarak ortamdaki oksijenin kısa sürede tüketilmesi ve anaerobik solunuma geçilmesi nedeniyle, yüksek oksijenli MAP uygulaması havuç dilimlerinde daha etkili olarak kullanılabilecektir. Anahtar kelimeler: Beyazlık indeksi, havuç, modifiye atmosferde paketleme, renk, tekstür, tüketime hazır ürünler 1. GĐRĐŞ Modifiye Atmosfer Paketlemenin (MAP) amacı ürünü çevreleyen hava bileşiminin değiştirilmesi ile özellikle, ortam oksijenin azaltılmasıyla dominant mikrofloranın metabolizmasını yavaşlatmak, enzimatik ve oksidatif bozulma tepkimelerini azaltmak, mikrobiyolojik bozulmaları geciktirerek ürün güvenliğini ve kalitesini sağlamak. böylece raf ömrünü uzatabilmektir [1; 2; 3; 4; 5]. MAP ın en yaygın kullanıldığı gıdalar meyve ve sebzelerdir. MAP özellikle az işlenmiş (soyulmuş, doğranmış, dilimlenmiş) meyve ve sebzelerin raf ömrünün uzatılması, duyusal ve ticari kalitelerinin korunması amacıyla uygulanan etkili bir teknolojidir. Özellikle gelişmiş ülkelerde az işlenmiş-tüketime hazır meyve ve sebzelerde modifiye atmosfer uygulamaları ile raf ömürlerinin uzatılması ticari bakımdan başarılı olmuştur [6]. Yaş meyve ve sebzelerin minimum düzeyde işlenmesi ve modifiye atmosferde paketlenmesi ile katma değerli, tüketime hazır, güvenli, doğal ve duyusal kalitesi yüksek ürün sağlanabilmektedir [7]. Ancak tüm bunların yanı sıra az işlenmiş ürünlerde özellikle meyvelerde yüzeyde kuruma ve nem kaybına bağlı olarak renk kalitesinde kayıp gözlenebilmektedir [8]. Ayrıca işleme sırasında oluşan fizyolojik strese
Teknolojik Araştırmalar : GTED 2006 (3) 19-25 Aktif ve Pasif Modifiye Atmosfer Paketleme Uygulamalarının Tüketime Hazır-Az Đşlen tepki olarak ürün solunumunu arttırmakta, dokuların parçalanması ile enzim aktivitelerinde ve lignin sentezinde artış göstermektedir [9]. Özellikle havuç gibi klimakterik özellik göstermeyen meyve ve sebzelerde düşük O 2 ve yüksek CO 2 kompozisyonuna bağlı olarak dokularda yumuşama ve renk kayıpları görülebilmektedir [10]. Klaiber et al.,. [11] yaptıkları çalışmada sıcak ve soğuk (50 C ve 4 C) klorinli ve klorinsiz su ile yıkanan az işlenmiş havuçları OPP tabaklarda ambalajlayarak 4 C de 9 gün süre ile depolamışlardır. Depolama süresince belirli günlerde renk, tekstür, şeker ve triklorometan analizleri yapılmıştır. Çalışma sonunda, yapılan farklı uygulamalar arasında beyazlık indeksi ve tekstür açısından bir fark görülmemiştir. Ryan et al., [12] depolama sıcaklığının ve ambalajlama filmlerinin doğranmış havuçların kalitesi üzerine etkisini araştırmışlardır. Bu amaçla üründe duyusal, mikrobiyolojik ve fiziksel testler yapılmıştır. Soyma ve doğrama işlemleri sonucu ortaya çıkan fiziksel zararlanma, fizyolojik stres ve mikrobiyel gelişimin teşvikiyle raf ömrünün işlenmemiş havuçlara göre azaldığı görülmüştür. Üründe bozulmanın CO 2 artışından çok O 2 tükenmesi ile tetiklendiği belirtilmiştir. Alasalvar et al., [13] tüketime hazır mor ve turuncu havuçları hava (kontrol) ve modifiye atmosfer koşullarında (% 95 O 2 + % 5 CO 2, %90 N 2 + % 5 O 2 + % 5 CO 2 ) ambalajlayarak 13 gün süre ile depolamışlardır. MAP uygulamalarından % 90 N 2 + % 5 O 2 + % 5 CO 2 atmosferinin mor havuçlarda diğer uygulamalara göre 2-3 gün daha uzun raf ömrü (toplam 10 gün) sağladığı fakat turuncu havuçlarda uygulamalar arasında bir fark olmadığı rapor edilmiştir. Bu çalışmada Hatay ın Kırıkhan ilçesinde üretilen havuç çeşidinin sanitasyonu, işlenmesi, modifiye atmosferde paketlenmesi ve soğuk depolanması (4 C) yapılmış, aktif (düşük ve yüksek oksijen uygulamaları) ve pasif MAP uygulamalarının soyulmuş-dilimlenmiş havuçların renk ve tekstür özelliklerine etkileri araştırılmıştır. 2. MATERYAL VE YÖNTEM 2.1. Materyal Bu çalışmada Hatay ilinin Kırıkhan ilçesinde yetiştirilen Nantes çeşidi havuç kullanılmıştır. 2.2. Sanitasyon ve Ön hazırlık Đşlemleri Bütün havuçlar önce normal çeşme suyuyla yıkanmıştır. Daha önceden 200 ppm klorinli su ile dezenfekte edilen bıçaklarla kabuk soyma işlemi yapılmış, baş ve sap kısımları kesilmiştir. Soyulan havuçlar plastik kaplarda bulunan % 0,1 lik sitrik asit çözeltisinde 15 dakika bekletilmiştir. Dilimleme işlemi dilimleme makinesi ile havuç disklerinin çapı ortalama 2,8 cm olacak şekilde yapılmış, sağlam ve aynı boyutta olan dilimler seçilerek tek düzeliğe özen gösterilmiştir. Havuç dilimleri ikinci bir sitrik asit çözeltisine (% 0.1) 10 dakika süre ile daldırılmıştır. Süzülerek kurutulan havuç dilimleri darası alınmış PP tabaklara 350 g tartılmış ve belirlenen gaz oranları ile ambalajlanmıştır. 2.3. Ambalajlama Kurutulmuş olan dilimlenmiş havuçlar % 3 lük hidrojen peroksit çözeltisi ile sanite edilen PP tabaklara 350 gr tartılarak yerleştirilmiş ve ambalajlanmaya alınmıştır. PP tabaklara yerleştirilmiş olan numuneler KM60-3 üçlü gaz mikseri (WITT, Almanya) ile kombine edilmiş MAP cihazı (MECA 501, Fransa) ile ambalajlanmıştır. PP tabaklar, PP bazlı üst film (CPP/OPP) ile 170 C de kapatılmıştır. Dilimlenmiş havuçlara hava (pasif modifikasyon) ve iki farklı aktif modifiye atmosfer (% 5 O 2 + % 10 CO 2 + % 85 N 2 ve % 80 O 2 + % 10 CO 2 + %10 N 2 ) olmak üzere 3 farklı uygulama yapılmış ve 4 C de 21 gün süre ile depolanmıştır. 20
Yetiş, G., Şenyurt H., Taş E., Ayhan Z. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2006 (3) 19-25 2.4. Kalite Kontrol Analizleri Depolama boyunca 0, 2, 7, 14 ve 21. günlerde gaz kompozisyonu, renk ve tekstür analizleri yapılmıştır. Her bir analiz gününde iki PP tabak açılmıştır ve her tabaktan 10 havuç dilimi renk ve tekstür analizleri için ayrılmıştır. 2.4.1. Gaz Kompozisyonu Analizi Ambalaj içindeki O 2 ve CO 2 oranları (%) ambalaj açılmadan tepe boşluğundan üst filme yapıştırılan septum üzerinden gaz analizörüne (PBI Dansensor, Ringsted, Danimarka) bağlı bir iğne ile 0. günde ve depolama boyunca yapılmıştır. 2.4.2. Renk Analizi L, a, ve b değerleri CR-400 renk ölçüm cihazı (Minolta, Osaka, Japonya) ile her ambalajda 10 havuç diski üzerinde yapılmıştır. Her bir uygulama için 2 farklı ambalajda yapılan toplam 20 ölçümün aritmetik ortalaması alınmıştır. Cihaz, ölçüm işlemi yapılmadan önce standart bir renk ile (Minolta beyaz renk standardı) kalibre edilmiştir. Sonuçlar beyazlık indeksi cinsinden aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanmıştır. Beyazlık indeks değeri havuçta L, a, b değerlerine göre daha tanımlayıcı bulunmuştur [9]. Beyazlık Đndeksi= 100-[(100-L) 2 +a 2 +b 2 ] 0,5 2.4.3. Tekstür Analizi Tekstür analizi için HDP/BS bıçak seti ve HDP/90 ağır çalışma platformu içeren TA-XT PLUS cihazı (TA-XT Plus, Đngiltere) kullanılarak maksimum kuvvet (N) cinsinden ölçülmüştür. Her bir uygulama için 2 farklı tabaktan alınan 20 havuç diskine ait ölçümün aritmetik ortalaması alınmıştır. 2.4.4. Đstatistiksel Analizler Bu araştırmada uygulama (pasif ve aktif modifikasyon), muhafaza süresi (gün) ve ikili interaksiyonların renk ve tekstür üzerine etkileri varyans analizleri (iki yönlü ANOVA) ile ortalamalar arasındaki farklılıklar Duncan çoklu karşılaştırma testi ile % 5 önem seviyesinde MSTATC istatistik programı kullanılarak değerlendirilmiştir. 3. BULGULAR VE TARTIŞMA Bu çalışmada üç farklı MAP uygulamasında 0. günden itibaren % O 2 oranlarında düşüş gözlenmiş, hava ve düşük O 2 uygulamasında 7. günde, yüksek O 2 uygulamasında ise 14. günde % O 2 oranları sıfırlanmıştır. Hava uygulamasında 21. günde ambalajda oluşan bombaj sonucu patlama olmuştur. Sonuç olarak dilimlenmiş havuç örneklerinde her üç MAP uygulamasında da çok hızlı bir solunum gerçekleşmiştir (Şekil 1). Depolama süresince her 3 uygulamada da solunuma bağlı olarak % CO 2 oranları artış göstermiştir. En yüksek oran 21. günde yüksek O 2 uygulamasında görülmüştür. Depolamada 7. günün sonuna kadar yüksek O 2 uygulamasında % CO 2 oranı, düşük O 2 uygulamasına göre daha düşükken; 14. günden sonra yüksek O 2 uygulamasında CO 2 oranında hızlı bir artış gözlenmiştir. Bunun nedeni ise 7. günde aerobik solunum için gerekli oksijenin hava ve düşük oksijen uygulamalarında tükenmiş olması, fakat yüksek oksijen uygulanan ambalajlarda aerobik solunumun 7. günden sonra da devam etmesidir (Şekil 2). 21
Teknolojik Araştırmalar : GTED 2006 (3) 19-25 Aktif ve Pasif Modifiye Atmosfer Paketleme Uygulamalarının Tüketime Hazır-Az Đşlen % O 2 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 7 14 21 Hava* Düşük O 2 Yüksek O 2 % CO 2 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 7 14 21 Hava* Düşük O 2 Yüksek O 2 Depolama süresi (gün) Depolama süresi (gün) Şekil 1. Farklı MAP uygulanan havuç dilimi ambalajlarında depolama süresince ölçülen % O 2 oranları Şekil 2. Farklı MAP uygulanan havuç dilimi ambalajlarında depolama süresince ölçülen % CO 2 oranları *(Hava: 20,9 O 2 + % 0,03 CO 2 + % 78,8 N 2, Düşük O 2 : % 5 O 2 + % 10 CO 2 + % 85 N 2, Yüksek O 2 : % 80 O 2 + % 10 CO 2 + % 10 N 2 ) Dilimlenmiş havuçlarda en önemli kalite kriterlerinden biri yüzeyde kuruma ile meydana gelen beyazlaşmadır ve beyazlık indeksi ile tanımlanmaktadır [11]. Hava ve iki farklı atmosferde ambalajlanan dilimlenmiş havuçlara ait renk analiz sonuçları Çizelge 1 de verilmiştir. Genel olarak depolama süresince yapılan analiz sonuçlarına göre beyazlık indeksi açısından her üç uygulama arasında çok büyük bir fark görülmemiştir. Dilimlenmiş havuçların ambalajlandığı PP tabaklar su buharı geçirgenliği düşük PP lamine bazlı üst filmle yapıştırıldığından depolama boyunca havuç yüzeylerinde kuruma gerçekleşmemiş ve bundan dolayı beyazlık indeksi değerinde önemli bir değişim tespit edilmemiştir. Amanatidu et al., [14] sitrik asit çözeltisi ile yapılan muamelenin beyazlaşmayı önlediğini belirtmişlerdir. Ayrıca sitrik asit ile muamele edilmiş, sodyum aljinat ile kaplanmış ve % 50 O 2 + % 30 CO 2 veya % 1 O 2 + % 10 CO 2 gaz kompozisyonunda depolanan havuçların 12 güne kadar renklerinde herhangi bir değişim gözlenmemiştir. Bu çalışmada gaz kompozisyonu ve beyazlık indeksi arasında çok açık bir korelasyon görülmemekle birlikte yüksek oksijen uygulamalarında (%80-%90 O 2 ) 12. gün beyazlık indeks değerleri 0. güne göre önemli oranda yüksek bulunmuştur. Hava ve düşük oksijen uygulamasında (%1) havuçtaki fenollerin oksidasyonu sonucu yüzey kahverengileşmesi de rapor edilmiştir. Üç farklı atmosfer ile 4 C de depolanan dilimlenmiş havuçlarda ölçülen tekstür sonuçları Çizelge 2 de verilmiştir. Aktif ve pasif MAP uygulamalarında özellikle 14. günden sonra önemli bir yumuşama tespit edilmiştir (p 0.05). Amanatidou et al., [14] yaptıkları çalışmada hava kompozisyonunda depolanan havuçların 12. günden sonra önemli derecede yumuşadığını, yüksek oksijenli (%70-%90 O 2 ) depolamada 12. gün tekstür değerlerinde artış olduğunu, fakat % 1 veya % 50 O 2 uygulamasında önemli bir değişme olmadığını belirtmişlerdir. Havuçlarda görülen yumuşama pektolitik pseudomonasların gelişimi ile ilişkilendirilmiştir. 22
Yetiş, G., Şenyurt H., Taş E., Ayhan Z. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2006 (3) 19-25 Çizelge1. Modifiye atmosfer uygulamalarının az işlenmiş havuç rengine (beyazlık indeksi) etkileri Uygulama Beyazlık Đndeksi (n = 20)* 0.gün 2.gün 7.gün 14.gün 21.gün Pasif MAP (Hava ) 43,12 cde 44,85 abc 45,54 ab 46,56 a 43,90 bcd Aktif MAP-1** 41,28 ef 42,44 de 43,19 cde 43,79 bcd 39,97 fg Aktif MAP-2*** 39,09 g 41,94 def 44,98 abc 42,59 de 41,39 ef *Farklı harf içeren ortalamalar istatistiki olarak farklıdır (p 0.05) ** % 5 O 2 + %10 CO 2 + %70 N 2 *** % 80 O 2 + %10 CO 2 + %10 N 2 Çizelge 2. Modifiye atmosfer uygulamalarının az işlenmiş havuç tekstürüne (maksimum kuvvet, N) etkileri Uygulama Tekstür (Maksimum kuvvet, N) (n=20)* 0.gün 2.gün 7.gün 14.gün 21.gün Pasif MAP (Hava) 95,57 ab 101,38 a 90,07 bc 94,54 ab 60,84 f Aktif MAP-1** 96,00 ab 89,25 bc 77,37 de 86,64 bcd 53,24 f Aktif MAP-2*** 82,76 cde 93,87 ab 76,53 de 73,61 e 61,20 f * Farklı harf içeren ortalamalar istatistiki olarak farklıdır (p 0.05) ** % 5 O 2 + %10 CO 2 + %70 N 2 *** % 80 O 2 + %10 CO 2 + %10 N 2 4. SONUÇ Havuç için önemli bir kalite kriteri olan beyazlık indeksinde her üç uygulamada da depolama süresince önemli bir değişim gözlenmemiştir. Kullanılan ambalaj materyalinin su buharı geçirgenliğinin düşük olması nedeniyle havuç dilimlerinde yüzeyden suyun buharlaşarak uzaklaşması, dolayısıyla kuruması engellenmiştir. Yüksek solunum hızına sahip olan havucun işlem görmesi ve dokuların zarar görmesi nedeniyle havuç tekstüründe depolamanın 14. gününden sonra önemli derecede yumuşama görülmüş olup, aktif ve pasif MAP uygulamaları arasında önemli bir fark tespit edilmemiştir. Pasif ve düşük oksijen uygulanan aktif MAP uygulamalarında hızlı solunuma bağlı olarak ortamdaki oksijenin kısa sürede tüketilmesi ve anaerobik solunuma geçilmesi nedeniyle, yüksek oksijenli MAP uygulaması havuç dilimlerinde daha etkili olarak kullanılabilecektir. 23
Teknolojik Araştırmalar : GTED 2006 (3) 19-25 Aktif ve Pasif Modifiye Atmosfer Paketleme Uygulamalarının Tüketime Hazır-Az Đşlen 5. KATKILAR Bu araştırma lisans bitirme tezi kapsamında DPT projesinden (Proje no. 03 K 120860) temin edilen altyapı ile gerçekleştirilmiştir. Yazarlar laboratuvar çalışmalarındaki katkılarından dolayı Süleyman Uzan ve Hamit Artar a, araştırmanın istatistiklerini yapan Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü öğretim üyesi sayın Yrd. Doç. Dr. Nafiz Çeliktaş a teşekkür ederler. 6. KAYNAKLAR 1. Huxsoll, C.C., Bolin, H.R., King, A.D., 1989. Physochemical changes and treatments for lightly processed fruits and vegetables. American Chemical Society. 405, 203-215. 2. Labuza, T.P., Breene, W.M., 1989. Applications of Active Packaging for improvement of shelf life and nutritional quality of fresh and extended shelf-life foods. Food Process. Preserv. 13, 1-69. 3. Church, N., 1994. Developments in modified atmosphere packaging and related technologies. Trends in Food Science and Tech. 5, 345-352. 4. Farber, J.N., Harris, L.J., Parish, M.E., Beuchat, L.R., Suslow, T.V., Gorney, J.R., Garrett, E.H., Busta, F.F., 2003. Microbiological safety of controlled atmosphere and modified atmosphere packaging of fresh and fresh-cut produce. Comp. Rev. Food Sci. and Food Safety 2, 142-160. 5. Church, J.J., Parsons, A.L., 1995. A review: Modified atmosphere packaging technology. J. Food Agric. 67, 143-152. 6. Taş, E., Z. Ayhan. 2005. Taze Meyve ve Sebzelerin Modifiye Atmosferde Paketlenmesi (MAP). Hasad Gıda. 21 (244): 35-42. 7. Vasconcellos, J.A., 2000. Alimentos funcionales. The world of food science. www.worldfoodscience.org. 8. Cisneros- Zevallos, L., Saltwet, M., Krochto, J., 1995. Mechanism of surface discoloration of peeled (minimally processed) carrots during storage. Food Sci. 60, 320-323,333. 9. Bolin, H.R., Huxsoll, C.C.,1991. Effects of preparation and storage parameters on quality of salad cut lettuce. Food Sci. 56, 60-62,67. 10. Kader, A.A., Zagory, D., Kerbel, E.L., 1989. Modified atmosphere packaging of fruits and vegetables, Crit.Rev.Food.Sci.Nutr. 28 (1), 1-30. 11. Klaiber, R.G., Baur, S., Wolf, G., Hammes, W.P., Carle, R., 2004. Quality of minimally processed carrots as affected by warm water washing and chlorination. Innovative Food Sci. Emerging Tech. 6, 351-362. 12. Barry-Ryan, C., Pacussi, J.M., O Beirne, D., 2000. Quality of shredded carrots as affected by packaging film and storage temperature. Food Sci. 65, 726-730. 13. Alasalvar, C., Al-Farsi, M., Quantick, P.C., Shadidi, F., Wıktorowiez, R., 2005. Effect of chill storage and modified atmosphere packaging on antioxidant activity, anthocyanins, carotenoids, phenolics and sensory quality of ready to eat shredded orange and purple carrots. Food Chem. 89 (1), 69-76. 24
Yetiş, G., Şenyurt H., Taş E., Ayhan Z. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2006 (3) 19-25 14. Amanatidou, A., Slump, R.A., Gorris, L.G., Smid, E.J., 2000. High oxygen and high carbondioxide modified atmosphere for shelf-life extension of minimally processed carrots. Food Sci. 65, 61-66. 25