Farklı ambalajlama metodlarıyla ambalajlanan et ürünlerinin fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik özellikleri üzerine manyetik alan uygulamasının etkisi
The effect of magnetic field treatment on the physical, chemical and microbiological properties of meat products packed with different packaging methods
Yazar: ELİF BAŞPINAR
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN AKARCA ; DOÇ. DR. UĞUR FİDAN
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Elektromanyetik alanlar = Electromagnetic fields ; Gıda ambalajı = Food packaging ; Gıda mikrobiyolojisi = Food microbiology ; Vakum ambalajlama = Vacuum packaging

Özet:
Bu çalışmada, manyetik alan ile vakum ve modifiye atmosfer paketlemenin sinerjik etkisinin depolama sürecinde dana ve koyun etinin bazı fiziksel, kimyasal mikrobiyolojik ve tekstürel kalite özellikleri üzerine etkisinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Dana ve koyun etinin sırt ve but kısımlarından elde edilen etlere 200 µT manyetik alan şiddetinde 1, 1,5 ve 2 saat manyetik alan uygulanıp vakum ve modifiye atmosferde paketlenerek + 4 °C'de 0, 7 ve 14 gün süreyle depolanarak ürünlerin fizikokimyasal ve tekstürel özellikleri incelenmiştir. 
Çalışmamızda manyetik alan uygulanmış ambalajsız dana eti örneklerinin depolama boyunca pH değerleri 6,07-7,75, L* değerleri 35,39-47,73, a* değerleri 15,29-23,35, b* değerleri 6,00-11,96, su aktivitesi (aw) değerleri 0,588-0,918 ve tiyobarbütirik asit reaktif maddeleri (TBARS) değerleri 0,05-1,46 mg MDA / kg et arasında değişkenlik gösterirken; manyetik alan uygulanmış ambalajlı dana eti örneklerinin ise pH değerleri 5,87-7,59, L* değerleri 35,39-50,31, a* değerleri 15,29-24,08, b* değerleri 5,69-13,69, aw değerleri 0,588-0,893 ve TBARS değerleri 0,07-1,46 mg MDA / kg et arasında değişkenlik göstermiştir. 
Manyetik alan uygulanmış ambalajsız koyun eti örneklerinin ise depolama boyunca pH değerleri 5,38-8,51, L* değerleri 34,03-45,35, a* değerleri 13,30-24,62, b* değerleri 2,84-7,65, aw değerleri 0,567-0,918 ve TBARS değerleri 0,22-1,91 mg MDA / kg et arasında değişkenlik gösterirken; manyetik alan uygulanmış ambalajlı koyun eti örneklerinin ise pH değerleri 5,77-8,51, L* değerleri 37,44-45,07, a* değerleri 13,30-25,15, b* değerleri 2,84-9,73, aw değerleri 0,567-0,931 ve TBARS değerleri 0,07-1,91 mg MDA / kg et arasında değişkenlik göstermiştir.
Çalışmamızda manyetik alan uygulanmış ambalajsız dana eti örneklerinin depolama boyunca sertlik değerleri 160,52-480,12 (N), iç yapışkanlık değerleri 0,640-0,907, dış yapışkanlık değerleri -2,94 ve -125,85 (g.s), sakızımsılık değerleri 64,93-326,07 (N), esneklik değerleri 0,71-0,99 (N), çiğnenebilirlik değerleri 106,66-662,06 (N) ve Warner-Bratzler kesme kuvveti değerleri 8,96-82,04 (kgf)  değişkenlik gösterirken; manyetik alan uygulanmış ambalajlı dana eti örneklerinin ise sertlik değerleri 160,52-636,92 (N), iç yapışkanlık değerleri 0,673-0,922, dış yapışkanlık değerleri -3,26 ve -125,85 (g.s), sakızımsılık değerleri 64,93-358,64 (N),  esneklik değerleri 0,75-0,99 (N), çiğnenebilirlik değerleri 106,66-629,91 (N) ve Warner-Bratzler kesme kuvveti değerleri 8,96-77,91 (kgf) arasında değişmiştir. 
Manyetik alan uygulanmış ambalajsız koyun eti örneklerinin ise depolama boyunca sertlik değerleri 104,15-618,63 (N), iç yapışkanlık değerleri 0,511-0,883, dış yapışkanlık değerleri -5,27 ve -95,25 (g.s), sakızımsılık değerleri 74,55-366,03 (N), esneklik değerleri 0,62-0,96 (N), çiğnenebilirlik değerleri 69,34-462,75 (N) ve Warner-Bratzler kesme kuvveti değerleri 5,82-33,22 (kgf)  değişkenlik gösterirken; manyetik alan uygulanmış ambalajlı koyun eti örneklerinin ise sertlik değerleri 104,15-648,20 (N), iç yapışkanlık değerleri 0,640-0,890, dış yapışkanlık değerleri -5,68 ve -95,25 (g.s), sakızımsılık değerleri 74,55-315,75 (N), esneklik değerleri 0,62-0,97 (N), çiğnenebilirlik değerleri 69,34-479,17 (N) ve Warner-Bratzler kesme kuvveti değerleri 5,82-28,91 (kgf) arasında değişmiştir. 
Ambalajlı ve ambalajsız dana eti örneklerinin depolama boyunca laktik asit bakteri sayısı 4,28-5,69 log kob / g, toplam maya-küf sayısı 4,28-6,35 log kob / g ve toplam aerobik mezofilik bakteri (TAMB) sayısı 4,05-6,06 log kob / g arasında tespit edilirken; ambalajlı ve ambalajsız koyun eti örneklerinin ise depolama boyunca laktik asit bakteri sayısı 4,13-5,65 log kob / g, toplam maya-küf sayısı 5,39-6,32 log kob / g ve TAMB sayısı 5,01-6,21 log kob / g arasında tespit edilmiştir.
Bu çalışma, yaygın olarak tüketilen dana ve koyun etinin muhafazasında kullanılan termal teknolojilerin neden olduğu kalite sorunlarını termal olmayan koruma teknolojileri ile azaltmış ve manyetik alan ile ambalaj uygulamasının sinerjik etkisine dair güncel bir bakış açısı sunmuştur. Sonuç olarak manyetik alan uygulamasının dana ve koyun etinin fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik kalite özelliklerini iyileştirdiği ve ambalajın sinerjik etkisiyle beraber depolama boyunca bu özelliklerin daha iyi korunduğu görülmüştür. Tekstürel özellikler açısından değerlendirildiğinde hem dana hem koyun eti örneklerinde biyolojik bozunmaların inhibisyonuyla doku yumuşamasının azaldığı, manyetik alan süresinin artmasıyla birlikte hem koyun hem de dana etinde sertlik, kesme kuvveti gibi değerlerin yükseldiği gözlemlenmiştir. Ayrıca depolama süresince daha az mikrobiyal gelişimin olması, lipid oksidasyonunun azalması, renk stabilizasyonu ve pH değişiminin daha kontrollü şekilde gerçekleşmesi (p<0,0001) nedeniyle manyetik alan ve ambalaj uygulamasının taze etin muhafazasında termal yöntemlere alternatif olarak değerlendirilebileceği düşünülmektedir.

Abstract:
This study aims to evaluate the synergistic effects of magnetic field combined with vacuum and modified atmosphere packaging on the physical, chemical, microbiological, and textural quality characteristics of beef and lamb during the storage process. Meat samples from the loin and leg parts of beef and lamb were subjected to a magnetic field of 200 µT for 1, 1.5, and 2 hours, followed by packaging in vacuum and modified atmosphere. The samples were stored at +4 °C for 0, 7, and 14 days, during which their physicochemical and textural properties were examined. 
In our study, unpackaged beef samples subjected to the magnetic field showed pH values from 6.07 to 7.75, L* values from 35.39 to 47.73, a* values from 15.29 to 23.35, b* values from 6.00 to 11.96, water activity (aw) values of 0.588 to 0.918, and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) values from 0.05 to 1.46 mg MDA / kg of meat. In contrast, packaged beef samples exhibited pH values from 5.87 to 7.59, L* values from 35.39 to 50.31, a* values from 15.29 to 24.08, b* values from 5.69 to 13.69, aw values from 0.588 to 0.893, and TBARS values from 0.07 to 1.46 mg MDA / kg of meat.
For unpackaged lamb samples, pH values varied between 5.38 and 8.51, L* values ranged from 34.03 to 45.35, a* values from 13.30 to 24.62, b* values from 2.84 to 7.65, aw values from 0.567 to 0.918, and TBARS values from 0.22 to 1.91 mg MDA / kg of meat. Packaged lamb samples showed pH values from 5.77 to 8.51, L* values from 37.44 to 45.07, a* values from 13.30 to 25.15, b* values from 2.84 to 9.73, aw values from 0.567 to 0.931, and TBARS values from 0.07 to 1.91 mg MDA / kg of meat.
In terms of textural properties during storage, unpackaged beef samples showed hardness values from 160.52 to 480.12 (N), cohesiveness values from 0.640 to 0.907, adhesiveness values from -2.94 to -125.85 (g.s), gumminess values from 64.93 to 326.07 (N), elasticity values from 0.71 to 0.99 (N), chewiness values from 106.66 to 662.06 (N), and Warner-Bratzler shear force values from 8.96 to 82.04 (kgf). Packaged beef samples exhibited hardness values from 160.52 to 636.92 (N), cohesiveness values from 0.673 to 0.922, adhesiveness values from -3.26 to -125.85 (g.s), gumminess values from 64.93 to 358.64 (N), elasticity values from 0.75 to 0.99 (N), chewiness values from 106.66 to 629.91 (N), and Warner-Bratzler shear force values from 8.96 to 77.91 (kgf).
Unpackaged lamb samples showed hardness values from 104.15 to 618.63 (N), cohesiveness values from 0.511 to 0.868, adhesiveness values from -5.27 to -95.25 (g.s), gumminess values from 74.55 to 246.63 (N), elasticity values from 0.62 to 0.96 (N), chewiness values from 69.34 to 462.75 (N), and Warner-Bratzler shear force values from 5.82 to 33.22 (kgf). Packaged lamb samples exhibited hardness values from 104.15 to 648.20 (N), cohesiveness values from 0.640 to 0.890, adhesiveness values from -5.68 to -95.25 (g.s), gumminess values from 74.55 to 315.75 (N), elasticity values from 0.62 to 0.97 (N), chewiness values from 69.34 to 479.17 (N), and Warner-Bratzler shear force values from 5.82 to 28.91 (kgf).
Microbial counts during storage for both packaged and unpackaged beef samples revealed lactic acid bacteria counts from 4.28 to 5.69 log cfu / g, yeast and mold counts from 4.28 to 6.35 log cfu / g, and total aerobic mesophilic bacteria (TAMB) counts from 4.05 to 6.06 log cfu / g. In lamb samples, lactic acid bacteria counts from 4.13 to 5.65 log cfu / g, yeast and mold counts from between 5.39 and 6.32 log cfu / g, and TAMB counts counts from 5.01 to 6.21 log cfu / g.
This study provides a contemporary perspective on mitigating quality issues arising from conventional thermal preservation technologies used for commonly consumed beef and lamb, through the application of non-thermal preservation technologies, such as magnetic fields and packaging. Consequently, it has been demonstrated that magnetic field application enhances the physical, chemical, and microbiological quality attributes of both beef and lamb, with the synergistic effects of packaging resulting in better preservation of these characteristics throughout storage. Evaluating the textural characteristics indicated that the inhibition of biological inhibition reduced tissue softening, and an increase in the duration of magnetic field exposure resulted in higher hardness and shear force values in both lamb and beef. Additionally, lower microbial growth during storage, reduced lipid oxidation, color stabilization, and more controlled pH changes (p<0.0001) suggest that magnetic field and packaging application could be considered a viable alternative to thermal methods in fresh meat preservation.