GIDA ve TEMEL İŞLEMLER Gıda Muhafaza Yöntemleri Yrd. Doç. Dr. Mehmet BAŞLAR İstanbul - 2013 1
Gıdaların bozulması / muhafazası nedir? 2
Gıdaların bozulması; fiziksel, kimyasal, biyolojik veya mikrobiyolojik etkenler tarafından gıdalardaki olumsuz değişimlerdir. Bozulan bir gıdanın yapı, görünüş, renk, tat ve kokusunda çeşitli fiziksel ve kimyasal değişmeler meydana gelebilir. Gıda bozulmaları insan sağlığını tehdit eden mikrobiyal bozulmalara kadar uzanabilir. Bu değişimler gıdaların yenilemez hale getirerek ekonomik kayıplara sebep olur. 3
TÜKETİM Biyolojik riskler Kimyasal riskler Satın alma Saklama Fiziksel riskler Hazırlama Pişirme İşleme Taşıma ÜRETİM Depolama 4
Gıdalar çeşitli etkenlere bağlı olarak, belirli bir süre sonunda bozulurlar. Gıdaların muhafazası; gıdaların bozulmadan dayanabileceği süreyi uzatmak ve böylece tüketiciye daha taze gıdalar sunmak yapılan işlemlerdir. Muhafaza, ürüne ve saklama yöntemine bağlı olarak değişik zamanlarda ürünün raf ömrünü artırmaktadır. Pek çok gıda alınan önleyici önlemler sonucu uzun süre depolanabilmektedir. 5
Gıdanın sahip olması gerekli olan en önemli özelliklerden birisi GÜVENLİ olmasıdır. Gıdalar zamanla bozulma durumlarına göre başlıca üç gruba ayrılabilir: Dayanıklı Gıdalar :Un, şeker Az Dayanıklı Gıdalar : Patates, fındık Dayanıksız Gıdalar : Et, süt 6
Fiziksel Bozulma: Darbelere, nem kaybı, nemlenme, fiziksel bulaşmalara karşı (Ambalajlama), heterojenlik / sedimantasyon istenmeyen durumlarda (homojenizasyon), Kimyasal Bozulma: Oksidasyon/acılaşma (Ambalajlama), enzimatik/enzimatik olmayan reaksiyonlara karşı koruma (Ambalajlama/ısıl işlem) Mikrobiyal Bozulma: Bakteri, küf, maya 7
Gıdalar açısından önemli olan mikroorganizmalar üç gruba ayrılır: 1) Saprofit mikroorganizmalar (özellikle >106/g veya ml) düzeyine geldiklerinde kalite ve ekonomik kayıplara neden olanlar 2) Faydalı fonksiyonları olan mikroorganizmalar: laktik asit bakterileri, ekmek, bira ve şarap mayaları 3) Patojen mikroorganizmalar 8
Enzimatik Bozulmalar Gıdalarda bulunan yağların enzimatik bozulması: Lipolitik ve oksidatif aktivite sonucu ransit bozulma meydana gelir Gıdada bulunan poteinlerin enzimatik bozulması: Proteaz enzimleri proteinleri amino asitlere parçalayarak ekşi tat veya aromaya neden olurlar 9
Gıdaların yapısın da bulunan doğal gıda enzimleri ile zaman içerisinde gerçekleşir. Enzimler en iyi ph 5-7 olduğu zaman çalışırlar. ph 4,5 in altında faaliyetleri yavaşlar ve sıcaklık 70 C nin üstünde inaktif hale geçerler. Meyve ve sebzelerde etkin bir şekilde kendini gösterirler. 10
Enzimatik olmayan bozulmalar Enzimatik bozulmaların yanı sıra meyve-sebze ve bunlardan ürünler sıcaklık, metal iyonları ve oksijenin sebep olduğu çeşitli reaksiyonlar sonucu bozulmaktadır. Bir çok meyve sebze demir ile temas ederse renkleri kararır. Bazı vitaminler (A, C ) ve bazı renk maddeleri hava ile temas ettiklerinde okside olurlar ve bozulurlar (ete kırmızı rengi veren miyoglobin okside olarak metmyoglobine dönüşür, bu da ete kahverengi rengi verir). 11
Sıcaklık: Proteinler denatüre olur, vitaminler zarar görür, emülsiyonun kırılması görülür, kuruma.. Hava ve Oksijen: Vitaminler, (özellikle A ve C), gıdanın rengi, lezzeti, aroması ve bazı bileşenleri üzerine tahrip edici etkileri vardır. Işık: Riboflavin, A vitamini, C vitamini ve bazı renk maddeleri Süre: Kimyasal sürecin tamamlanması için önemli bir faktördür. 12
GÜNÜMÜZDE KULLANILAN GIDA MUHAFAZA YÖNTEMLERİ 13
1) Isıl işlemler Uygulamaları 2) Düşük Sıcaklıkta Muhafaza 3) Kurutma 4) Fermantasyon 5) Modifiye atmosfer Yöntemleri 6) Tuz, şeker veya koruyusu ilavesi 14
Bozucu unsurların; 1. Fiziksel olarak ortamdan uzaklaştırılması 2. Kontrol altına alınması 3. Bozucu aktivitelerin yavaşlatılması 4. Bozucu aktivitelerin tamamen yok edilmesi 15
Isıl İşlemler, hava almayacak şekilde gıdalardaki mikroorganizma ve enzimlerin yapısal özelliklerinin bozulması için yüksek sıcaklık derecelerinde işlem uygulamaktır. Mikroorganizma Üzerine Etkisi: Isıl işlemle hücre duvarı ve hücre zarının yanı sıra hücrenin içindeki nükleik asitler, enzim ya da proteinler zarar görerek görevlerini yapamaz hale gelirler. Bu hasarlanma lethal (öldürücü) veya sublethal (yarı öldürücü) etkilere yol açabilir. Enzimlerde de benzer etkiye sahiptir. 16
Pastörizasyon: 100 C nin altındaki sıcaklıklarda belli bir süre ısıl işlem uygulanarak gıdaların muhafaza edilmesine pastörizasyon denir. Amaç: Patojen bakterileri öldürmek, mikrobiyal yükü düşürmektir. Sporlu bakterilerin sporları ancak 121 C de yok edilebildiğinden sporlar canlı kalır. 17
Sterilizasyon: Gıdaların 100 C nin üzerindeki sıcaklıklarda belli süre tutularak bütün mikroorganizmaların yok edilmesi işlemidir. Amaç: Gıdanın içindeki bütün mikroorganizmalar ve sporlarının öldürülmesi Süte uygulanan sterilizasyon işlemleri - Klasik sterilizasyon: 110-121 C de20/30 dak. - UHT sterilizasyon: 135-150 C/2-3 saniye 18
Sıcaklık mikroorganizmalar üzerine etki eden önemli bir faktördür. Her gıdanın çoğaldığı optimum sıcak değerleri vardır. Düşük sıcaklıkta muhafaza genel olarak 2 kategoride değerlendirilir: 1) Soğukta Depolama 2) Dondurarak Depolama 19
SOĞUKTA DEPOLAMA; gıdaların 0-6 C sıcaklıklarda ve her gıda için uygun sıcaklık seçilerek muhafaza edilmesidir. Soğutma işlemiyle mikroorganizmalar öldürülemez. Mikroorganizmaların gelişmesi, Kimyasal ve enzimatik reaksiyonlar yavaşlatılarak dayanma süresi uzatılabilmektedir. Gıdalar soğukta birkaç günden birkaç haftaya kadar saklanabilmektedirler. 20
DONDURARAK DEPOLAMA; Soğukta saklanan gıdaların dayanma süreleri sınırlı olmasına karşılık dondurulmuş gıdalar uzun süre bozulmadan saklanabilirler. Amaç: mikroorganizmaların faaliyetini durdurmak Donmuş gıdalarda m.o lar faaliyet gösteremez, ancak enzim faaliyeti yavaşta olsa devam eder. Dondurma yönteminde gıdalar -10 C nin altında saklanırlar. 21
Gıdaların güneş altında kurutularak dayanıklı hale getirilmesi bilinen en eski saklama yöntemlerindendir. Ürünün içerdiği nemin; belirli bir değere kadar, buharlaştırılarak üründen alınması işlemine Kurutma adı verilir. Mikroorganizmaların çalışabilmeleri için gıda içerisinde belli oranda suyun bulunması gereklidir. Kurutmanın amacı: gıdalardaki su miktarını mikroorganizmaların faaliyetlerini kısıtlayacak bir düzeye indirmek yani su aktivitesini düşürmektir. 22
Kurutma sayesinde ürünün içermiş olduğu mikroorganizmaların ve enzimlerin faaliyetleri durdurulur. Böylece ürünün uzun süre bozulmadan muhafaza edilebilmesi ve taşınabilmesi sağlanır. Su aktivitesi (aw): Gıda maddesindeki mikroorganizmanın yararlanabileceği su miktarı olup «Gıdadaki suyun buhar basıncının aynı sıcaklıktaki saf suyun buhar basıncına oranı» olarak hesaplanır: aw= P/Pw P: Gıdanın içerdiği suyun buhar basıncı Pw: aynı sıcaklıktaki saf suyun buhar basıncı 23
Mikroorganizmaların faaliyetlerini önleyebilmek için su aktivitesinin 0.70 in altına düşürülmesi gerekirken Enzimler için 0.50 Maillard reaksiyonları için 0.20-0.30 Yağ oksidasyonu ise susuz ortamda bile gerçekleşebilmektedir. 24
Kurutma işlemi güneşte doğal yoldan yapılabileceği gibi, kurutucularla da gerçekleştirilebilir. Güneşte yapılan kurutmanın avantajı ucuz olmasıdır. Dezavantajları ise; uzun zamana ve geniş alana gereksinim olması, toz, toprak, böcek v.s. den sakınma olan ağının azalması ve bazı besin öğelerin de kayıpların fazlalaşması gibi sakıncaları mevcuttur. Ayrıca her gıda güneşte kurutulamaz. 25
Fermantasyon; yüksek moleküllü maddelerin, özellikle karbonhidratların mikroorganizmalar tarafından daha küçük moleküllü maddelere parçalanması işlemidir. Fermantasyon oksijensiz veya çok az oksijen bulunan ortamlarda gerçekleşir. Diğer gıda muhafaza tekniklerinin aksine fermantasyonda istenilen mikroorganizmaların gelişmesi teşvik edilir. 26
1) Mayalarla şekerlerin fermantasyonu (şarap ve bira üretimi, ekmeğin kabarması) C6H12O6+maya 2.C2H5OH + 2CO2 2) Bakteriler tarafından alkolün fermantasyonu (sirke ve asetik asit üretimi) C2H5OH + O2+ bakteri CH3COOH + H2O 3) Bakteriler tarafından süt şekerinin (laktoz) parçalanarak laktik asit üretimi ve proteinlerin pıhtılaşmasının sağlanması (yoğurt, peynir üretimi) 4) Diğer önemli fermente gıdalar turşu ve zeytindir. 27
Gıdaların atmosfer şartlarının değiştirilmesi gıda endüstrisinde taze ve işlenmiş gıdaların raf ömrünü uzatmak amacıyla kullanılmaktadır. - Modifiye Atmosfer Paketleme (MAP) - Kontrollü Atmosfer Paketleme (KAP) - Vakum Paketleme (VP) 28
MAP: Ortamdaki havanın gaz kompozisyonunun değiştirilerek metabolik aktivitelerin değiştirilmesidir. Yaygın olarak O2, CO2 ve N2 gazları kullanılmaktadır. Bu oranlar kullanılacağı ürüne göre değişkenlik gösterir. 29
KAP: MAP yöntemine benzerlik göstermektedir. Depolama sürecinde paketteki veya ortamdaki gaz miktarı üründeki aktivitelere bağlı olarak değişiklik göstermesine rağmen KAP uygulamasında gaz içeriği kontrol edilerek sabit tutulur. Bu yöntem genellikle gıdaların taşınması ve depolanması sırasında kullanılır. VP: Gıda ürünü pakete konulduktan sonra paket içindeki hava vakumla alınarak VP işlemi uygulanır. Vakumlanan paket gıdanın şeklini alır. Yani gıdanın çevresindeki havanın tamamına yakını uzaklaştırılır. 30
31
Tuz: Tuz belli konsantrasyonlardan (%15-25) sonra mikroorganizmaların gelişmesini önlemektedir. Gıdalara antiseptik etki yapar Ayrıca gıdalardaki suyun bir kısmını bağlayarak, mikroorganizmaların faydalanacağı suyu kısıtlar. Örnek: pastırma, salamura balık, beyaz peynir. 32
Şeker: şeker önemli derecede su başlama yeteneğinde olduğun için gıdaların saklanmasında etkili bir yöntemdir. Hangi şeker konsantrasyonunun olması gerektiğine gıdanın su oranı belirleyici bir faktördür. Erik konservelerinde %40 Reçellerde %50-55 Şuruplarda ise %60 oranında şeker kullanılmaktadır. 33
Koruyucu: Asetik asit ve asetatlar Benzoik asit ve tuzları: Parahidroksibenzoik asit esterleri (parabenler) Sorbik asit ve tuzları Propiyonik asit ve tuzları: Kükürtdioksit ve sülfitler : Nitrit ve nitratlar : 34
İç Faktörler: ph Su aktivitesi (As) Oksidasyon-Redüksiyon (O/R) Potansiyeli Besin Maddeleri Antimikrobik bileşikler Biyolojik yapılar Dış Faktörler Depolama sıcaklığı Çevrenin bağıl nemi Çevrede bulunan gazlar ve konsantrasyonları 35
Modern Gıda Muhafaza Yöntemleri A) Isıl Olmayan Muhafaza Teknikleri Ultrases Vurgulu Elektriksel Alan Yüksek Basınç Ultraviyole Işınlama B) Isıl Esasa Dayanan Yeni yöntemler Radyo frekansı Mikrodalga Ohmik ısıtma Kızılötesi Isıtma 36