Farklı ısıl ve ısıl olmayan tekniklerin etin oksidatif stabilitesi ve kalite parametreleri üzerine etkilerinin araştırılması
The effects of alternative thermal and non-thermal applications on oxidative stability and quality parameters of meat
Yazar: DİLARA AYDIN
Danışman: PROF. DR. BİROL KILIÇ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ AZİM ŞİMŞEK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Araştırma kapsamında haşlama, fırınlama, ızgara, mikrodalga ve ultrases olmak üzere farklı gıda işleme yöntemleri ile 68oC, 74oC ve 80oC olmak üzere farklı merkez sıcaklıkları kullanılarak 3 farklı aşamada toplam 27 deneme grubu oluşturulmuştur. Birinci aşamada fırınlama, ızgara ve haşlama yöntemleri ile belirtilen merkez sıcaklıklarına kadar et örnekleri pişirilmiştir. İkinci aşamada, fırınlama yöntemi kontrol grubu olarak seçilmiş ve yüksek (600 W) ile düşük (360W) güçte mikrodalga yöntemleri ile et örnekleri pişirilmiştir. Üçüncü aşamada ise haşlama yöntemi kontrol grubu olarak seçilmiş ve hızlı ile yavaş seviyede ultrases destekli su banyosunda örnekler pişirilmiştir. Pişmiş et örnekleri vakum paketlenerek 4oC'de 40 gün süreyle depolanmıştır. Çalışmada belirlenen grupların üretimi iki tekerrürlü ve analizler ise iki paralelli olacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Örneklerde pişirme kaybı analizi ile birlikte depolama süresince pH, su aktivitesi (aw), oksidasyon-redüksiyon potansiyeli (ORP), renk, tiyobarbitürik asit reaktif maddeler (TBARS), lipit hidroperoksit (HP), toplam mezofilik aerob bakteri (TMAB), koliform grubu bakteri ve toplam maya-küf analizleri gerçekleştirilmiştir. 

Araştırma neticesinde birinci aşamada 68oC merkez sıcaklığı uygulamasında en yüksek pişirme kaybı fırınlama yöntemi sonucunda elde edilirken, 74oC ve 80oC merkez sıcaklıklarında ise fırınlama ve haşlama yöntemlerinde en yüksek pişirme kaybı değerleri tespit edilmiştir (P<0,05). En düşük pişirme kaybı değerleri ise ızgara pişirme yöntemi sonucunda elde edilmiştir (P<0,05). İkinci aşamada, tüm merkez sıcaklıklarında yüksek güçte mikrodalga uygulamaları sonucunda en yüksek pişirme kaybı değerleri belirlenmiştir (P<0,05). Üçüncü aşamada ise hızlı ultrases yöntemi sonucunda daha yüksek pişirme kaybı değerleri elde edilirken, konvansiyonel haşlama tekniği sonucunda en düşük pişirme kaybı değerleri tespit edilmiştir (P<0,05). Tüm pişirme tekniklerinde merkez sıcaklık arttıkça pişirme kaybı değerleri artış göstermiştir (P<0,05).

Konvansiyonel pişirme tekniği uygulamaları sonucunda en yüksek ORP değerleri fırınlama tekniğinde elde edilirken, ikinci aşamada düşük güçte mikrodalga uygulamasında da benzer şekilde en yüksek ORP değerleri elde edilmiştir (P<0,05). Birinci aşamada en düşük ORP değerleri ızgara pişirme tekniğinde belirlenmiştir (P<0,05). Üçüncü aşamada ise yavaş ultrases tekniğinde en yüksek ORP değerleri belirlenmiştir (P<0,05). Hızlı ultrases tekniği ile etler pişirildiğinde ise daha düşük ORP değerleri tespit edilmiştir (P<0,05). Birinci aşamada haşlama ve ızgara pişirme tekniklerinde merkez sıcaklığı arttıkça ORP değerleri artış gösterirken, fırınlama tekniğinde ise merkez sıcaklığı arttıkça ORP değerlerinde düşüş yaşanmıştır (P<0,05). İkinci ve üçüncü aşamalarda ise tüm pişirme tekniklerinde uygulanan merkez sıcaklığı arttıkça ORP değerlerinde artış meydana gelmiştir (P<0,05).

Mikrobiyolojik analiz sonuçlarına göre Toplam mezofilik aerob bakteri sayısı açısından tüm pişirme teknikleri ve merkez sıcaklıkları arasında önemli bir fark tespit edilmemiştir. En yüksek koliform grubu bakteri ile maya-küf sayısı et örnekleri haşlama tekniği ile 74oC merkez sıcaklığına kadar pişirildiğinde tespit edilmiştir (P<0,05). En düşük koliform grubu bakteri (80oC) ve maya küf sayıları (68oC) ise fırınlama tekniği ile pişirme sonucunda belirlenmiştir (P<0,05). İkinci aşamada en düşük koliform grubu bakteri sayısı konvansiyonel fırınlama tekniğinde elde edilirken, maya-küf sayısı ise yüksek güçte mikrodalga uygulamasında belirlenmiştir (P<0,05). Üçüncü aşama olan ultrases uygulamalarında ise en düşük koliform grubu bakteri sayısı yavaş ultrases tekniğinde tespit edilmiştir (P<0,05). Ultrases uygulamaları sonucunda maya-küf sayısı tespit limitlerinin altında kalmıştır. Tüm iş paketlerinde merkez sıcaklığı uygulamalarının genel olarak önemli bir etkisi olmamıştır.  

TBARS ve HP analizleri neticesinde en düşük oksidasyon seviyeleri birinci aşamada haşlama tekniğinde, ikinci aşamada düşük güçte mikrodalga uygulamasında, üçüncü aşamada ise hızlı ultrases uygulamasında tespit edilmiştir (P<0,05). Konvansiyonel pişirme tekniklerinde genel olarak düşük merkez sıcaklıklarında daha yüksek oksidasyon düzeyleri elde edilirken, mikrodalga ve ultrases uygulamalarında ise genel olarak yüksek merkez sıcaklığı uygulamalarında daha yüksek oksidasyon seviyeleri elde edilmiştir (P<0,05). Tüm pişirme teknikleri ve merkez sıcaklığı uygulamalarında depolama süresince TBARS ve HP değerleri kademeli olarak artış göstermiştir (P<0,05).

En düşük su aktivitesi değerleri fırınlama, düşük güçte mikrodalga ve yavaş ultrases uygulamaları sonucunda tespit edilmiştir (P<0,05). Merkez sıcaklık uygulamalarının genel olarak su aktivitesi değerleri üzerine önemli bir etkisi olmamıştır. 

Renk analiz sonuçlarına göre en yüksek L* ve b* dış yüzey renkleri ızgara pişirme tekniğinde elde edilmiştir (P<0,05). En yüksek a* değeri ise haşlama pişirme tekniği uygulaması sonucunda belirlenmiştir (P<0,05). İç yüzey renk L* değerleri açısından konvansiyonel pişirme teknikleri arasında fark tespit edilmezken, en yüksek a* değeri ızgara pişirme tekniğinde, en yüksek b* değeri ise fırınlama tekniği ile etler pişirildiğinde belirlenmiştir (P<0,05). İkinci aşamada dış yüzeyde en yüksek L* değeri yüksek güçte mikrodalga uygulamasında, a* ve b* değerleri ise konvansiyonel fırınlama tekniğinde belirlenmiştir (P<0,05). İç yüzey L* değerlerinde ise en yüksek L* ve a* değerleri konvansiyonel fırınlama tekniğinde, en yüksek b* değeri ise yüksek güçte mikrodalga uygulamasında tespit edilmiştir (P<0,05). Üçüncü aşamada ise en yüksek a* ve b* değerleri hızlı ultrases uygulamasında belirlenmiştir. L* değerleri açısından önemli bir farklılık tespit edilmemiştir. 
Sonuç olarak pişirme teknikleri ve merkez sıcaklık uygulamalarının etlerin fiziko-kimyasal ve mikrobiyolojik özellikler üzerine önemli düzeyde etkili oldukları görülmüştür. Özellikle alternatif işleme yöntemlerinin oksidatif değişimleri sınırlandırmada konvansiyonel pişirme tekniklerine göre daha etkili oldukları çalışma sonucunda belirlenmiştir.

Abstract:
In the scope of the research, 27 different experimental groups were designed with 3 different stages by using various core temperatures (68oC, 74oC and 80oC) under different food processing settings such as boiling, roasting, grilling, microwave and ultrasound. In the first stage meat samples were cooked up to the core temperatures indicated by roasting, grilling and boiling. In the second stages, the roasting was selected as the control group and the meat samples were cooked with high (600W) and low (360W) power microwave. In the third stage, the boiling was selected as the control group and samples were cooked fast and slow in water bath with ultrasound. Vacuum packaged cooked meat samples were stored for 40 days at 4°C. The whole experiments were performed with two replications and the analyzes were performed with two times. pH, water activity (aw), oxidation-reduction potential (ORP), color, thiobarbituric acid reagents (TBARS), lipid hydroperoxide (HP), total mesophilic aerobic bacteria (TMAB), coliform group bacteria and total yeast-mold analysis were performed in the samples during storage. Cooking loss was determined once.

In first stage, the highest cooking loss with 68oC core temperature was obtained in samples cooked with the roasting method while the highest cooking loss values were determined in those cooked with the roasting and boiling methods at the core temperatures of 74oC and 80oC (P<0.05). In the second stage, the highest cooking loss values were determined as a result of high power microwave application at all core temperatures (P<0.05). In addition low cooking losses values determined with low power microwave application (P <0.05). In the third stage, higher cooking loss were obtained with fast ultrasound method while the lowest cooking loss values were determined with conventional method (P<0.05). In all cooking techniques, the cooking loss values increased as the core temperature increased (P<0.05).

The highest ORP values were obtained roasting cooking method and low power microwave application (P<0,05). In the first stage, the lowest ORP values were determined in the grilling method (P<0,05). In the third stage, the highest ORP values were determined in the slow ultrasound boiling technique (P<0.05). In addition, in the meat cooked with fast ultrasound technique, lower ORP values were determined (P<0.05). ORP values increased as the core temperature increased in the grilling, while the ORP values decreased as the core temperature increased in the roasting technique (P<0.05). In the second and third stages, the ORP values increased as the core temperature all cooking techniques increased (P<0.05).

According to the results of the microbiological analysis, no significant difference was found among cooking techniques and core temperatures in terms of mesophilic aerobic bacteria count. The highest coliform bacteria and yeast-mold counts were determined when the meat samples were cooked up to 74oC core temperature in the boiling method (P <0.05). The lowest coliform bacteria (80oC) and yeast-mold counts (68oC) were determined by roasting technique (P<0.05). In the second stage, the lowest coliform bacteria were obtained in conventional roasting technique while the lowest yeast-mold count was determined in high power microwave application (P <0.05). In the ultrasound application, the lowest coliform bacteria were detected in the slow ultrasound technique (P <0.05). As a result of ultrasound applications, the number of yeast-mold remained below the detection limits. In all work stages, core temperature applications generally had no significant effect.

As a result of TBARS and HP analyzes, the lowest oxidation levels were determined in the samples cooked with boiling technique in the first stage of the study, low power microwave application in the second stage and fast ultrasound application in the third stage (P<0.05). In conventional cooking techniques, higher oxidation levels were obtained at low centre temperatures, whereas in microwave and ultrasound applications, higher oxidation levels were obtained of high core temperature applications (P<0.05). TBARS and HP values increased gradually during storage in all cooking techniques and core temperatures (P<0.05).

The lowest water activity values were determined by roasting, low power microwave and slow ultrasound cooking applications (P<0.05). Core temperature applications generally had no significant effect on water activity values.

According to the results of color analysis, the highest L* and b* outer surface colors were obtained in the grilling (P <0.05). The highest a* value was determined as a result of the boiling technique (P <0.05).While no difference was found between the conventional cooking techniques in terms of internal surface L* values, the highest a* value was determined in the grill cooking technique and the highest b* value was determined when the meat was cooked with roasting technique (P<0.05).In the second stage, the highest L* value on the outer surface was determined in microwave application, while the highest a* and b* values were determined in conventional roasting technique (P<0.05).The highest L* and a* values were determined in conventional roasting technique and the highest b* value was found in microwave applications (P<0.05).In the third stage, the highest a* and b* values were determined in fast ultrasound boiling application. There was no significant L* value differences.

As a result, it was observed that cooking techniques and core temperature applications were significantly effective on physico-chemical and microbiological properties of meats. Especially, alternative processing methods were determined to be more effective than conventional cooking techniques for limiting oxidative changes.