Atmosferik soğuk plazmanın yüksek ihracat kapasitesine sahip kuru incir ve kuru üzümdeki aflatoksinler ve okratoksin a üzerine etkisi
The effect of atmospheric cold plasma on aflatoxins and ocratoxin a in dried figs and raisins with high export capacity
Yazar: DUYGU BENZER GÜREL
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM ÇAĞINDI
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Kuru incir ve kuru üzüm ihracatında lider konumda olan ülkemizde, hasat, kurutma, depolama sırasında oluşan mikotoksinler sebebiyle gıda güvenliği açısından sorun yaşanmakta ve tonlarca ürün imha edilerek hem ekonomik hem de prestij kaybı yaşanmaktadır. Bu kayıpların önlenebilmesi adına çözüm arayışı kamu kuruluşları ve özel sektörde devam etmektedir. 

Isıl olmayan atmosferik soğuk plazma, sahip olduğu düşük sıcaklık uygulaması ve maliyet avantajlarından dolayı gıdaların korunmasında önemli bir potansiyele sahip olmakla birlikte, bu yenilikçi tekniğin yapılacak çalışmalarla gıda güvenliği açısından incelenmesi ve ortaya konulması önem taşımaktadır. Tez kapsamında, ısıl işleme dayanmayan çalışma prensibi, ekonomik, hızlı ve çevre dostu avantajlarıyla yaşanan sorunların çözümüne katkı sağlayabilecek potansiyele sahip olan atmosferik soğuk plazma tekniği kuru üzüm ve kuru incire uygulanmıştır.

Aflatoksin ve okratoksin A detoksifikasyonu, atmosferik soğuk plazma uygulaması ile etkili bir şekilde gerçekleştiği gösterilmiştir. Bu çalışmada, kuru incirlere toplam 12,5 ppb olacak şekilde aflatoksinler ostiolden inokülasyon ile uygulanmıştır. Kuru üzümlerin et kalınlığının yüksek olmaması sebebiyle dıştan püskürtülerek 25 ppb okratoksin A (OTA) inokülasyonu yapılmıştır.  Detoksifikasyon işlemi için atmosferik soğuk plazma işlemi ön denemeler sonucunda 35 kV 30 kHz'de 15 dakika uygulama süresi olarak belirlenmiştir. İncir öneklerinde aflatoksin B1 (AFB1), aflatoksin B2 (AFB2), aflatoksin G1 (AFG1), aflatoksin G2 (AFG2) miktarlarında sırasıyla %59,64, %92,24, %35,98 %48,02 azalmayla toplam aflatoksin miktarında azalma %62,91 olarak saptanmıştır. Soğuk plazma uygulama sonrası kuru üzümlerin OTA içeriğinde ise %66,77 azalma görülmüştür. Kuru incirlere plazma uygulaması sonucunda toplam aerobik mezofilik bakteri sayımında 2,52 log kob/g azalma, kuru üzümlerde ise 2,79 log kob/g azalma sağlanmıştır. Toplam küf maya sayımında ise incirlerde 3,31 log kob/g azalma gözlemlenmiştir. Ambalajlanıp depolanan örneklerde depolama süresi boyunca aflatoksin, OTA, toplam aerobik mezofilik bakteri sayımında anlamlı bir artış gözlemlenmemiştir (p>0,05). Atmosferik soğuk plazma uygulamasıyla genel olarak fenolik bileşenler ve antioksidan kapasite değerleri korunmuş, raf ömrü boyunca anlamlı bir değişim gözlemlenmemiştir (p>0,05). Ayrıca kuru incir ve kuru üzüm örneklerinin hidroksimetil furfural (HMF) değerleri incelenmiş, soğuk plazma uygulama sonrası HMF değerlerinde kuru incirler %50,02 kuru üzümler %36,63 oranında azalma göstermiştir. Bu çalışma, soğuk plazma uygulamasının kuru incir ve kuru üzümün raf ömrü boyunca kalite özelliklerini olumsuz etkilemeden toksin miktarını etkili bir şekilde azalttığı göstermiştir.
Tüm bu veriler ışığında, planlanan çalışmada, atmosferik soğuk plazma uygulamasıyla AFB1-AFB2-AFG1-AFG2 ve OTA ile gıda matriksi içerisinde bulunan bu toksinlerin detoksifikasyon oranının, açığa çıkabilecek parçalanma ürünlerinin belirlenmesinin yanı sıra, kuru incir ve kuru üzümdeki kalite parametreleri üzerine etkisinin saptanması, gıda sektöründe yeni bir teknoloji olan soğuk plazma uygulaması sonucu gıdanın güvenilir olup olmadığının tespit edilmesi, bu alanda literatüre yeni veriler sağlanması, daha sonraki araştırmalara yol gösterici olması ve yüksek ihracat kapasitesine sahip kuru üzüm ve kuru incirde yaşanan aflatoksinler ve OTA  problemine ekonomik bir çözüm bulunabilmesi açısından veri sağlanmıştır.

Abstract:
In our country, which is a leader in the export of dried figs and raisins, problems are experienced in terms of food safety due to mycotoxins formed during harvesting, drying and storage, and tons of products are destroyed, causing both economic and prestige loss. In order to prevent these losses, the search for solutions continues in public institutions and industry.

Although non-thermal atmospheric cold plasma has an important potential in food preservation due to its low temperature application and cost advantages, it is important to examine and demonstrate this innovative technique in terms of food safety in future studies. In this thesis, atmospheric cold plasma technique, which has the potential to contribute to the solution of problems with its working principle that does not rely on heat treatment, economic, fast and environmentally friendly advantages, was applied to raisins and dried figs.

Atmospheric cold plasma has been shown to effectively reduce aflatoxins and ochratoxin A. In this study, aflatoxins were applied to dried figs with a total inoculation of 12.5 ppb from ostiol. Since the wall thickness of raisins was not high, 25 ppb ochratoxin A (OTA) was inoculated by external spraying. Atmospheric cold plasma treatment for detoxification process was determined as 15 minutes at 35 kV 30 kHz as a result of optimization. The amounts of aflatoxin B1 (AFB1), aflatoxin B2 (AFB2), aflatoxin G1 (AFG1), aflatoxin G2 (AFG2) in fig samples decreased by 59.64%, 92.24%, 35.98%, 48.02% and total aflatoxin content decreased by 62.91%, respectively. OTA content of raisins decreased by 66.77% after cold plasma treatment. 
The total number of aerobic mesophilic bacteria decreased by 2.52 logarithm in dried figs and 2.79 logarithm in raisins as a result of plasma treatment. Total mold yeast count decreased by 3.31 logarithm in figs. No significant increase was observed in aflatoxin, OTA, total aerobic mesophilic bacteria counts in packaged and stored samples during the storage period (p>0.05). In general, phenolic compounds and antioxidant capacity values were preserved by atmospheric cold plasma treatment and no significant change was observed during shelf life (p>0.05). In addition, hydroxymethyl furfural (HMF) values of dried figs and raisins were analyzed and it was observed that HMF values decreased by 50.02% in dried figs and 36.63% in raisins after cold plasma treatment. This study showed that cold plasma treatment effectively inhibited the amount of toxins without adversely affecting the quality characteristics of dried figs and raisins during shelf life.

In the light of all these data, in the planned study, AFB1-AFB2-AFG1-AFG2 and OTA and the detoxification rate of these toxins in the food matrix by atmospheric cold plasma application and the degradation products that may be released were determined. In addition, data were provided to determine the effect on the quality parameters of dried figs and raisins, to determine whether the food is safe as a result of cold plasma application, which is a new technology in the food industry, to provide new data to the literature in this field, to guide further research and to find an economic solution to the problem of aflatoxin and OTA in dried figs of raisins with high export capacity.