Marulların mikrobiyal güvenliğinin sağlanmasında düşük şiddetli elektrik akımı ve ultrases işlemlerinin etkisi
Effect of ultrasound and low-intensity electrical current for providing microbial safety of lettuce
Yazar: MAHMUT KILIÇLI
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET BAŞLAR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Taze tüketilen minimal işlenmiş sebzelerdeki mikrobiyal kontaminasyon gıda güvenliği açısından önemli bir problemdir. Ülkemizde gıda güvenliğinin sağlanabilmesi için gerekli üretim şartlarının yerine getirilememesi, çiftçilerin yeterince bilinçli olmaması ve hijyen kurallarına titizlikle uyulmamasından dolayı sebzelerin yüksek oranda patojen yüküne sahip olabildikleri görülmektedir. Bu sebzelerden birisi olan ve yüksek miktarda tüketilen marul, bu çalışmada materyal olarak incelenmiştir. Bu çalışmada ısıl olmayan yöntemlerden ultrason ve düşük şiddet elektrik akımı uygulamalarını marulların insan sağlığı için daha güvenli bir hale getirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla marul örneklerine farklı frekanslara (24 ve 40 kHz) sahip ultrason işlemi ve farklı akım şiddetlerinde (0,2 mA, 0,8 mA ve 1,4 mA) elektrik akımı işlemleri ayrı ayrı ve birlikte kullanarak farklı sürelerde (2, 4, 6, 8 ve 10 dak.) uygulanmıştır. Bu işlemlerde Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes ve Staphylococcus aureus patojenlerinin dekontaminasyonunun incelenebilmesi için hem %1,5 tuz içeren model sisteme inoküle edilen patojenler hem de %1.5 tuzlu suda marullara inoküle edilen patojenler bu işlemler kullanılarak dekontamine edilmeye çalışılmıştır.
Yaklaşık 6  log patojen inoküle edilen model sistem ve marul örneklerine uygulanan işlemlerde elektrik akımının şiddeti ve süresi arttıkça mikrobiyal inaktivasyon oranı da artmıştır. Model sistemde E. coli O157:H7 6. dakikadan sonra, L. monocytogenes 8. dakikadan sonra S. aureus ise 4. dakikadan sonra tespit edilememiştir (˂1 log kob/mL). Marul örneklerinde ise en fazla dekontaminasyon oranı E. coli O157:H7, L. monocytogenes ve S. aureus patojenleri için sırasıyla 4,05, 3,12 ve 2,84 log kob/g olarak bulunmuştur. 
Sadece ultrason uygulamasında, 24 kHz frekansa sahip ultrason işleminin 4.  dakikasında patojenleri genellikle daha fazla dekontamine ettiği gözlemlenmiştir. Sadece elektrik akımı uygulamasında elektrik akımının artmasıyla birlikte dekontaminasyon seviyesinin arttığı, uygulanması gereken sürenin kısaldığı sonucu elde edilmiştir.
İşlem uygulanmamış taze marullarda toplam mezofilik aerobik bakteri (TMAB), toplam maya küf ve toplam koliform bakterileri içerikleri sırasıyla 5,94±0,20; 4,82±0,33 ve 5,65±0,27 olarak tespit edilmiştir. İnaktivasyon oranları ise sırasıyla 2,89 ; > 3 log kob/g ve 2,98 log kob/g olmuştur.
Model sistemde elektrik akımının iletilmesine mani olacak bir partikül veya sebze olmadığı için model sistemdeki dekontaminasyon seviyesinin marul içeren tuzlu su uygulamasına göre çok daha etkili olduğu, fakat materyalle çalışıldığı zaman bu etkinin azaldığı gözlemlenmiştir. Marul numunelerinde L* değeri 49,11±2,41; kroma değeri ise 29,85±4,99 olarak tespit edilmiş olup işlem süresince önemli bir değişim olmamıştır.  İşlem süresi ve şiddetine bağlı olarak marul numunelerinin kuru madde içeriklerinde istatistiksel olarak anlamlı seviyede düşüş gözlemlenmiştir (P<0,05). 

Anahtar Kelimeler: elektrik akımı, ultrason, elektrosonikasyon, patojen, dekontaminasyon

Abstract:
Microbial contamination in fresh consumed, minimally processed vegetables is a significant problem for microbial safety. Lack of Good Agricultural Practices (GAP), insufficient farmer trainings and awareness, and failure to comply with hygienic care among the factors of high level of pathogenic microorganisms load in Turkey. Lettuce as one of these vegetables and which is consumed in large amounts was examined as a material in this study. In this study we aimed that ultrasound as one of the non-thermal methods and low-intensity electrical current practices to vegetables to make them safer for human health. The electrolysis applied in three different electric current (0,2, 0,8 and 1,4mA) and the ultrasonic process applied with two different frequencies (24 and 40 kHz). The process times are at the five different stages (2, 4, 6, 8 and 10 minute). First of all processes are applied for model system after that applied for lettuce samples with pathogenic microorganism. While pathogenic microorganisms inoculated into 1.5 % saline solution in model system, second stage inoculated the lettuce samples. In the model system Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus couldn't be detected after 6, 8 and 4 minutes, respectively (˂1 log cfu/g). In the lettuce samples with pathogenic microorganism Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus inactivation rate calculated 4,05, 3,12 ve 2,84 log cfu/g as a logarithmic, respectively. Only in ultrasound application with 24 kHz it has been observed that there are more decontaminated to pathogens at fourth four minutes. As a result of processes when low-intensity electric current increased, microbial inactivation rate also increased and process time is lasting shorter. Because there is no particle or vegetables to prevent the transmission of electrical current in the model system which is more effective than saline application with lettuce, but when we studied the materiality of this effect, it has been observed that the effect is reduced. In the lettuce samples L* and chromium value has been found 49,11±2,41 and 29,85±4,99 respectively and no significant change during processing. Depending on process time and electricity intensity, dry matter of lettuce samples was observed decline statistically (P<0.05). In untreated fresh lettuce, total mesophilic bacteria (TMAB), total coliform, yeast and mold ccontent was detected 5.94±0.20; 4.82±0.33 ve 5.65±0.27 respectively. And also inactivation rates are 2.89 log ; > 3 log ve 2.98 log cfu/g.

Keywords: Electrical current, ultrasound, electrosonication, pathogen, decontamination.