Su destekli UV-C, sitrik asit ve sıcak su uygulamalarının Salmonella Typhimurium üzerine inhibisyon etkisinin araştırılması
Investigation of inhibition effect of water assisted UV-C, citric acid and hot water applications on Salmonella Typhimurium
Yazar: ÖZGE GÜLERYÜZ
Danışman: PROF. DR. GÜLTEN GÜNDÜZ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Engelleme = Obstruction ; Optimizasyon = Optimization ; Organik asitler = Organic acids ; Sıcak su = Hot water

Özet:
Bu tez çalışmasında, böğürtlen ve maydanozlara inoküle edilen Salmonella Typhimurium'un su destekli UV-C (WUV) sistemi ile inaktivasyonunda farklı işlem parametrelerinin (sıcaklık, süre, asit konsantrasyonu) Box Behnken Dizaynı kullanılarak optimize edilmesi amaçlanmıştır. Yıkama suyu sıcaklığı (25-45ºC), uygulama süresi (1-10 dk) ve sitrik asit konsantrasyonu (%0-%2) bağımsız değişkenler olarak seçilmiştir. Kombine işlemlerin, ürünlerin duyusal ve fiziksel (renk değerleri) özellikleri ile Salmonella Typhimurium'un inhibisyonu üzerine etkisi incelenmiştir. Bu işlemler, UV-C ışık kullanılmadan da gerçekleştirilmiştir. Optimum koşullarda uygulanan sitrik içeren WUV (WUV+sitrik asit) ve su ile yıkama (su+sitrik asit) işlemleri sonrasında patojen sayısında meydana gelen azalmalar klorla yıkama işlemi ile kıyaslanmıştır. Optimize koşullar altında dekontamine edilen model gıda örneklerinde, 4ºC'de depolama süresi boyunca mikrobiyolojik (toplam aerobik mezofilik bakteri, küf-maya ve S. Typhimurium sayıları) ve duyusal analizler yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, böğürtlenlerin dekontaminasyonunda yıkama suyu sıcaklığı, süre ve sitrik asit konsantrasyonu parametreleri için optimum koşullar, WUV+sitrik asit ve su+sitrik asit uygulamaları için sırasıyla 30,00ºC, 6,37 dk, %1,66 sitrik asit ve 33,05ºC, 3,82 dk, %1,01 sitrik asit olarak bulunmuştur. Optimize edilmiş koşullarda WUV+sitrik asit ve su+sitrik asit uygulamaları sonrasında S. Typhimurium sayılarında sırasıyla 1,76 log KOB/g ve 1,63 log KOB/g azalma elde edilmiştir. Maydanozların WUV+sitrik asit ve su+sitrik asit uygulamaları ile dekontaminasyonunda yıkama suyu sıcaklığı, süre ve sitrik asit konsantrasyonu parametreleri için optimum koşullar sırasıyla 39,27ºC, 6 dk, %0,55 sitrik asit ve 39,60ºC, 7 dk, %1,41 sitrik asit olarak belirlenmiştir. Optimize edilmiş koşullar altında WUV+sitrik asit ve su+sitrik asit uygulamaları sonrasında maydanozlara inoküle edilmiş S. Typhimurium sayılarında sırasıyla 3,43 log KOB/g ve 3,49 log KOB/g azalma sağlanmıştır. Optimum koşullar altında gerçekleştirilen WUV+sitrik asit ve su+sitrik asit uygulamalarının 100 ppm klorla yıkamaya alternatif olduğu bulunmuştur. Böğürtlen örneklerinde WUV (30,00ºC, 6,37 dk, %0 sitrik asit) uygulaması sonrasında toplam aerobik mezofilik bakteri ve küf-maya sayılarında <1 log KOB/g azalma tespit edilmiştir. Böğürtlenlerin dekontaminasyonunda sitrik asit ve/veya UV-C ışık kullanımı, depolama süresi boyunca örneklerin duyusal özelliklerini olumsuz açıdan etkilememiştir. Maydanoz örneklerinde WUV+sitrik asit uygulaması sonrasında, toplam aerobik mezofilik bakteri ve küf-maya sayılarında sırasıyla 1,97 log KOB/g ve 1,55 log KOB/g azalma elde edilmiştir. Depolama aşamasında WUV sistemi ile sitrik asidin birlikte kullanımı, sistemin etkinliğini arttırmıştır. WUV+sitrik asit uygulaması ile küf-maya ve S. Typhimurium sayıları depolamanın 2. gününden itibaren belirleme limitinin altına düşmüştür. Yıkama işlemlerinde yüksek konsantrasyonda (%1,41) sitrik asit çözeltisi kullanıldığında örneklerin duyusal özellikleri olumsuz etkilenirken, sitrik asit çözeltisi ile UV-C ışık birlikte kullanıldığında daha düşük konsantrasyondaki (%0,55) sitrik asit çözeltisi ile örneklerin duyusal özelliklerinin korunduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, böğürtlenlerin dekontaminasyonunda su destekli UV-C sisteminin, maydanozlarda ise su destekli UV-C sisteminin sitrik asit ile birlikte kullanımının hem duyusal özelliklerin korunmasında hem de mikroorganizmaların kontrolünde etkili olduğu bulunmuştur. Bu çalışma, böğürtlen ve maydanoz örnekleri için belirlenen WUV ve WUV+sitrik işlem koşullarının böğürtlen ve maydanozlarda gıda güvenliğinin sağlanmasında kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this thesis study, it was aimed to optimize different process parameters (temperature, time, acid concentration) by using Box Behnken Design for the inactivation of Salmonella Typhimurium inoculated to blackberry and parsley with water assisted UV-C (WUV) system. Washing water temperature (25-45ºC), treatment time (1-10 min) and citric acid concentration (0-2%) were selected as independent variables. The effects of combined treatments have been investigated by means of sensory and physical (color values) properties of products and the inhibition of S. Typhimurium. These treatments were also performed without the application of UV-C light. Reductions in the numbers of pathogen microorganisms after the treatments at optimum conditions for citric acid containing WUV (WUV+citric acid) and water (water+citric acid) were compared with that of chlorine treatments. Microbiological (total aerobic mesophilic bacteria, mold yeast and S. Typhimurium) and sensory analyses in decontaminated food samples at optimized conditions were carried out during storage period at 4ºC. As a result of the studies, the optimum conditions for the decontamination of blackberries for the parameters of washing water temperature, treatment time and citric acid concentration were found as 30.00ºC, 6.37 min, 1.66% citric acid and 33.05ºC, 3.82 min, 1,01% citric acid for WUV+citric acid and water+citric acid applications, respectively. The numbers of S. Typhimurium after the WUV+citric acid and water+citric acid applications at optimized conditions were reduced about 1.76 log CFU/g and 1.63 log CFU/g, respectively. For the decontamination of parsley, the optimum conditions for the parameters of washing water temperature, treatment time and citric acid concentration using WUV+citric acid and water+citric acid applications were determined as 39.27ºC, 6 min, 0.55% citric acid and 39.60ºC, 7 min, 1.41% citric acid, respectively. The reductions of S. Typhimurium by WUV+citric acid and water+citric acid applications at the optimized conditions were 3.43 log CFU/g and 3.49 log CFU/g, respectively. Under the optimum conditions, WUV+citric acid and water+citric acid applications have been found alternative to 100 ppm chlorine washing. In blackberry samples, the reductions of total aerobic mesophilic bacteria and mold-yeasts count after WUV (30.00ºC, 6.37 min, 0% citric acid) application were <1 log CFU/g. Using citric acid and/or UV-C light in the decontamination of blackberries has no adverse effect on sensory properties during the storage period. In parsley samples treated with WUV+citric acid at optimized conditions, total aerobic mesophilic bacteria and mold-yeast count reductions of 1.97 log CFU/g and 1.55 log CFU/g were obtained, respectively. During the storage period, the application of WUV combined with citric acid was enhanced effectiveness of WUV system. Mold-yeast and S. Typhimurium counts with WUV+citric acid applications were below the detection limit after the second day of storage period. It was determined that the sensory properties of the samples treated with the lower concentration (0.55%) of citric acid solution combined with UV-C light did not cause any undesirable effects on sensory attributes, while the sensory properties of the samples treated with high concentration (1.41%) of citric acid solution were adversely affected. In conclusion, it was determined that the use of water-assisted UV-C system for the decontamination of blackberries and the water assisted UV-C system combined with citric acid were efficient for reducing the number of pathogenic microorganisms without influencing the sensory properties of produce. This study revealed that the use of WUV and WUV+citric treatments at optimized conditions could be used to ensure food safety in blackberries and parsley.