Kısa dalga ultraviole (UVC) ışınların gıdalarda yüzey pastörizasyonu ile kısa dalga ultraviole ve uzak infrared (FIR) ışınların tane karabiber ve kimyon pastörizasyonunda kullanımının araştırılması
Use of ultraviolet (UVC) light on surface pasteurisation of foods and application of ultraviolet and far infrared (FIR) light for pasteurization of cumin and black pepper seeds
Yazar: SALİSE BELGİN ERDOĞDU
Danışman: PROF. DR. H. İBRAHİM EKİZ
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Günümüzde mümkün olduğunca az işlem görmüş, koruyucu katkı maddesi içermeyen, yüksek besin değerine sahip, doğal gıda ve gıda ürünlerine olan talep gittikçe artmıştır. Bu durum güvenli gıda üretiminde yeni koruma yöntemlerine olan gereksinimleri ortaya çıkarmıştır. Tez çalışması kapsamında; kısa dalga ultraviole (UVC) ışınların gıdalarda mikrobiyal bozulmalar ile insanlarda gıda kaynaklı mikrobiyal hastalıklara neden olan bazı mikroorganizmalar üzerindeki etkileri ile çeşitli bitkisel (baharat, taze kültür mantarı) ve hayvansal (işlem görmemiş taze kırmızı et) gıda maddelerinde yüzey mikrobiyal yükün düşürülerek gıda raf ömrünün arttırılması üzerindeki etkilerinin ortaya konulması amaçlanmış, UVC ve uzak infrared (FIR) ışınların baharat pastörizasyonundaki etkinliği ve uygulamanın mikrobiyal yük yanında baharat kabul edilirliğini etkileyen kalite özellikleri üzerindeki etkilerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Çalışmada ayrıca UVC ve FIR ışınların baharat pastörizasyonu üzerindeki etkinliğinin sanayii boyutunda endüstriyel ölçekli cihazlarda test edilmesi ile pastörizasyona yönelik kaliteden ödün vermeyen güvenilir bir yöntem geliştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada besiyeri yüzeyine yayılan bakteri kültürleri üzerinde UVC ışınların oldukça etkili olduğu belirlenmiş, 0,5 mW/cm2 ışın şiddetinde S. Typhimurium ATCC 14028, S. aureus ATCC 25923 ve E. coli O157:H7 ATCC 35150 bakterilerinin değerleri sırasıyla 18,02, 9,79 ve 4,48 saniye olarak hesaplanmıştır. Baharatların UVC ışınlara maruz bırakılmaları sırasında sıcaklıklarında önemli bir artış meydana gelmediği, oldukça kısa işlem sürelerinde FIR ışınlara maruz kalmaları sırasında ise tane yüzey mikrobiyal yükünde azalma sağlanırken, iç kısımlardaki ürün bileşenlerinde önemli düzeyde kayıplar meydana gelmeden yüzey pastörizasyonunun sağlanabildiği belirlenmiştir. Çalışmada mezofilik aerobik bakteri düzeyi 105,6 kob/g olan tane kimyon örneklerinin 300, 250 ve 200 ºC infrared tünel sıcaklıklarında sırasıyla 1,57, 2,8 ve 4,8 dakika FIR ışınlara maruz kalmaları ardından 10,5 mW/cm2 sabit ışın şiddetinde 2 saat süresince UVC ışınlara maruz bırakılmaları ile örneklerin mezofilik aerobik bakteri düzeylerinin hedeflenen 104 kob/g sınırına düşürülebildiği, bu sırada örneklerin içermiş olduğu koliform ve fekal koliform bakteriler ile maya-küf açısından tam bir sterilizasyon sağlanabildiği belirlenmiş, uygulama sonunda örneklerin uçucu yağ miktarlarında önemli bir değişim meydana gelmediği saptanmıştır. Yapılan endüstriyel ölçekli çalışmalarda da FIR ve UVC ışınların baharat mikrobiyal yükünün düşürülmesine yönelik uygun bir yöntem olarak kullanılabileceği gösterilmiştir.

Abstract:
Demand for natural and minimally processed food products, containing no additional preservatives with a high nutritional quality, has gradually increased. This led to the requirements for new preservation techniques to produce safe foods. In this study, the effect of UVC light on microorganisms, that cause microbial spoilage in foods and food borne microbial illnesses, and extending the shelf life of some plant (spices and fresh cultivated mushrooms) and animal foods (non-processed red meats) by reducing surface microbial loads was determined. In addition, effects of UVC and far infrared (FIR) treatments upon the spice pasteurization on microbial decontamination and quality parameters were shown. In this concept, the UVC light was found to be significantly effective on bacteria inoculated on agar plates, and D values for S. Typhimurium ATCC 14028, S. aureus ATCC 25923 and E. coli O157:H7 ATCC 35150 were determined to be 18.02, 9.79 and 4.48 s, respectively at 0.5 mW/cm². During the UVC treatment of spices, however, there was no significant temperature increase reported while the FIR treatment resulted in significant reduction of the surface microbial load without causing any detrimental defects to the quality parameters in a rather shorter treatment time. The results showed that the total mesophilic aerobic bacteria of the cumin seeds were decreased to the target level of 104 from 105.6 cfu/g after 1.57, 2.8 and 4.8 min FIR treatment at 300, 250 and 200°C, respectively following a 2 h UVC treatment under 10.5 mW/cm² light intensity. Under the given conditions, a complete elimination for coliform-fecal coliform bacteria and total yeast-mold were also obtained while there were no significant changes in volatile oil content of the cumin seeds. Consequently, combined UVC and FIR treatment was determined to be a promising method for decontamination of the cumin seeds. Based on these, in the industrial scale applications, potential use of UVC and FIR treatment as a proper method for reducing surface microbial contamination of the spice seeds was demonstrated.