Modifiye atmosferde paketleme ve ışınlamanın pişirmeye hazır köftelerin mikrobiyal kalitesi ve güvenliği üzerine etkileri
Effect of different modified atmosphere packaging and irradiation on microbial quality and safety of ready-to-cook meatballs
Yazar: NERİMAN YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. GÜRBÜZ GÜNEŞ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Kullanıma ve tüketime hazır gıdalara olan tüketici taleplerinde tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de önemli artışlar olmuştur. Bu ürün kategorisinde pişirmeye hazır köfte çeşitleri önemli bir yer tutmaktadır. Ancak, bu ürünler mikroorganizmalar için ideal bir ortam oluşturmakta ve bu ürünlerde bazı patojenik mikroorganizmalar (E. coli O157:H7, Salmonella, Listeria monocytogenes) büyük risk teşkil etmektedir. Bu ve benzeri et ürünlerinden son zamanlarda çok sayıda gıda kaynaklı enfeksiyon vakaları ortaya çıkmıştır. Dolayısıyla bu gıdalar için mikrobiyal güvenliği sağlayacak uygun muhafaza tekniklerinin geliştirilmesine ihtiyaç vardır.Bu çalışmada iki farklı deney planı tasarlanmıştır. İlk çalışmada laboratuar ortamında hazırlanan köfteler farklı O2 ve CO2 kombinasyonları içeren gaz karışımlarıyla (%O2+%CO2 olarak: 0+0, 0+50, 5+0, 5+50, 21+0, 21+50) paketlenerek 0, 2 ve 4 kGy dozlarda Co60 ile ışınlanmıştır. İkinci çalışmada; laboratuar ortamında hazırlanan köfteler hava atmosferi ve % 3 O2 + % 50 CO2 ile paketlenerek 0, 0,75, 1,5 ve 3 kGy dozlarda ışınlanmıştır. Her iki denemede de örneklere toplam aerobik mezofilik bakteri (TAMB), E. coli O157:H7, S. enteritidis ve L. monocytogenes sayımları yapılmıştır.İlk denemede; ışınlama patojenler üzerinde önemli düzeyde inaktivasyon sağlamıştır. S. enteritidis, L. monocytogenes sayısı 4 kGy dozda ışınlamayla tespit sınırının (<102 kob/g) altına inmiştir ve depolama süresince bu sınırın altında kalmıştır. E. coli O157:H7'nin ışınlamaya karşı daha duyarlı olduğu gözlemlenmiştir: 2 kGy dozda ışınlama patojen sayısını tespit sınırının (<102 kob/g) altına indirmiş ve 2-hafta depolama süresince patojen sayısı bu sınırın altında kalmıştır. Elde edilen verilerden L. monocytogenes ve S. enteritidis'in D10-değerleri sırasıyla 0,46 kGy ve 0,51 kGy olarak hesaplanmıştır. E. coli O157:H7 için D10-değerinin 0.33 kGy veya daha düşük olabileceği bulunmuştur.Her üç patojeninde oksijen içeren ambalajlarda ışınlamaya karşı daha duyarlı oldukları görülmüştür. Yüksek oksijen içeren ambalajlardaki inaktivasyon miktarı daha fazla olmuştur. Bunun yanında CO2'nin ışınlamanın öldürücülüğü üzerine herhangi bir etkisi tespit edilmemiştir. Ancak yüksek CO2 patojenlerin depolama sırasında toparlanmasını ve çoğalmasını yavaşlatmıştır. Depolama sırasında zamana bağlı olarak E. coli O157:H7, S. enteritidis, L. monocytogenes sayısında artış görülmüştür. Depolama süresi boyunca en düşük patojen sayımı %21 O2+%50 CO2 ile ambalajlanan örneklerde gözlenmiştir.İkinci denemede; ışınlama patojenler ve TAMB üzerinde önemli düzeyde inaktivasyon sağlamıştır. S. enteritidis ve L. monocytogenes 3 kGy dozda ışınlamayla, E.coli O157:H7 ise 1,5 kGy doz ile ışınlamayla tespit sınırının (<102 kob/g) altına inmiş ve depolama süresince bu sınırın altında kalmıştır. Her üç patojenin ve TAMB' nin hava atmosferi ile paketlenen ambalajlarda ışınlamaya karşı daha duyarlı olduğu ve inaktivasyon miktarının daha fazla olduğu görülmüştür. Bunun yanında CO2'nin ışınlamanın öldürücülüğü üzerine herhangi bir etkisi tespit edilmemiştir. Depolama sırasında zamana bağlı olarak mikroorganizma sayılarında artış olmuştur. Elde edilen verilerden TAMB, E. coli O157:H7, S. enteritidis ve L. monocytogenes için D10-değerleri hava atmosferi ile paketlenen örneklerde sırasıyla; 0,70, 0,22, 0,39 ve 0,39 kGy, MAP örneklerde sırasıyla; 0,72, 0,24, 0,43 ve 0,41 kGy olarak hesaplanmıştır.Sonuç olarak pişirmeye hazır köftelerde potansiyel patojen riski 3 kGy doza kadar ışılamayla önemli ölçüde ortadan kaldırabilmektedir. Hava atmosferli paketlerde ışınlama patojen inaktivasyonunu az da olsa artırmıştır. Ancak hava atmosferli paketler ürün kalitesini olumsuz etkileyebileceğinden optimum ışınlama dozu ve paketleme koşulları mikrobiyal ve organoleptik kalite kriterlerinin değerlendirilmesiyle belirlenmelidir. Sonuçlar literatürle karşılaştırıldığında; modifiye atmosferde paketleme ve ışınlamanın birlikte kullanımı pişirmeye hazır köftelerin mikrobiyal kalite ve güvenliğinin sağladığı gözlenmiştir.

Abstract:
There has been a significant increase in consumer demand for minimally processed ready-to-cook and ready-to-eat food products throughout the World. Among these food products, ready-to-cook or partially cooked meat products such as meatballs with various spices are very popular. However, these types of products present an ideal environment for growth of microorganisms, and potential pathogens including E. coli O157:H7, Salmonella enteritidis, and Listeria monocytogenes in these products pose great risks for foodborne diseases. Therefore, effective food preservation techniques to assure microbial safety of the products need to be developed. The objective of this study was to investigate the effects of different modified atmosphere packaging conditions and irradiation on survival of E. coli O157:H7, S. enteritidis, and L. monocytogenes in ready-to-cook refrigerated meatballs during storage.Two experiment steps were designed in this research. For the first experiment pathogen inoculated meatballs were packaged in gas mixtures of different O2 and CO2 (%O2+%CO2 in the packages were: 0+0, 0+50, 5+0, 5+50, 21+0, 21+50), and irradiated with Co60 at 2 and 4 kGy doses. For the second experiment, meatballs were packaged with aerobic and MAP (%3 O2+%50 CO2) atmospheres and irradiated at 0.75, 1.5 and 3 kGy and stored at 4 oC during storage periods. Total aerobic mesophilic bacteri (TAMB) count, E. coli O157:H7, S. enteritidis, and L. monocytogenes counts were periodically enumerated in samples during storage.In the first experiment; irradiation at 4 kGy inactivated all the pathogens: their counts dropped below the detection limit (>102 cfu/g) in the samples. It was observed that E. coli O157:H7 was more sensitive to irradiation than other pathogens and even 2 kGy dose was enough to decrease the E. coli O157:H7 count below the detection limit during storage. D10-values were 0.46 kGy and 0.51 kGy for L. monocytogenes and S. enteritidis, respectively. D10-value for E. coli O157:H7 was 0.33 kGy or lower. Results indicate that pathogen microorganisms were much more sensitive to gamma irradiation in the presence of oxygen. Inactivation of pathogens was much more in packages containing higher concentration of O2. Although CO2 had no effects on irradiation-induced inactivation of pathogens it inhibited recovery and multiplication of the pathogens in the irradiated samples. The number of E. coli O157:H7, Salmonella enteritidis, and Listeria monocytogenes in the product increased during storage. The least number of pathogen was found in samples packaged in gas mixture containing 21% O2+50% CO2.In the second experiments; irradiation was significantly inactivated both pathogens and TAMB. 3 kGy dose was enough to decrease the S. enteritidis ve L.monocytogenes counts and 1.5 kGy was enough to decrease the E.coli O157:H7 count below the detection limit (<102 kob/g) during storage. Results indicate that pathogen microorganisms and TAMB were much more sensitive to gamma irradiation in the presence of oxygen. Inactivation of pathogens was much more in packages containing higher concentration of O2. However; CO2 had no effects on irradiation-induced inactivation of pathogens, it inhibited recovery and multiplication of the pathogens in the irradiated samples. The pathogen microorganisms and TAMB counts were significantly increased during storage. D10-values for TAMB, E.coli O157:H7, S. enteritidis ve L. monocytogenes in aerobic conditions were; 0.70, 0.22, 0.39 ve 0.39 kGy and in MAP conditions were; 0.72, 0.24, 0.43 ve 0.41 kGy, respectively.In conclusion, the safety risk due to the potential pathogens in ready-to-cook meatballs can be significantly eliminated by irradiation up to 4 kGy doses. Aerobic packaging increased irradiation-induced inactivation of the pathogens, but high O2 in packages may result in quality degradations in the products. Thus, the optimum irradiation dose and modified atmosphere packaging conditions must be determined by considering both the microbial safety and organoleptic quality of the product. The comparison of the results with the literature; it was observed that the combine use of modified atmosphere packaging and irradiation provide the microbial safety and quality of ready-to-cook meatballs.