Işıltılı ark boşalım (glidıng arc discharge) soğuk plazmasının sofralık siyah zeytinlerin kalite parametreleri ve depolama stabilitesi üzerine etkisi
Effect of gliding arc discharge on quality parameters and storage stability of black table olives
Yazar: MELİKE CANBOLAT
Danışman: PROF. DR. BARAN ÖNAL ULUSOY
Çankırı Karatekin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışma kapsamında, termal olmayan soğuk plazma çeşitlerinden birisi olan Işıltılı Ark Boşalım (Gliding Arc Discharge(GAD)) plazmasının, İzmir ilinden temin edilen Gemlik tipi siyah zeytinlerde bulunan mikrobiyal yükü azaltmak ve depolama stabilitesini arttırmak için kullanılma potansiyelinin araştırılması amaçlanmıştır. GAD plazma koşulları Box-Behnken deneme deseni ve 2020 yılında hasat edilmiş ve +4 oC de depolanarak doğal mikroorganizma gelişimi gözlenmiş zeytinler kullanılarak optimize edilmiştir. 2020 hasat sonrası depolanmış ve 2021 yıllarında hasat edilen zeytinlere belirlenen optimum plazma koşulu olan 0,7 mL/dk gaz akış hızı, 0,5 cm elektrotlar arası mesafe, 5 dk süre ile kuru hava (%99,9 saflıkta) plazması uygulanmıştır. Plazma uygulanmış ve uygulanmamış örnekler 30°C'deki etüvde 15 gün boyunca depolanmıştır. Depolama öncesi ve sonrası zeytinlerin mikrobiyolojik (küf-maya ve laktik asit bakteri sayısı) ve fizikokimyasal özelliklerindeki değişimler (DPPH ve FRAP antioksidan aktivite tayini, toplam fenolik madde, toplam yağ, α-tokoferol, yağ asidi kompozisyonu, nem, aw, renk) belirlenmiştir. Plazma uygulamasından sonra 2020 yılı örneklerinin log kob/g olarak küf-maya sayısında %5,4, laktik asit bakterileri sayısında %10,7'lik azalma, 2021 yılı örneklerinde ise küf-maya sayısında %10,7, laktik asit bakterileri sayısında %5,6'lık azalma tespit edilmiştir. Plazma uygulamasından sonra örneklerin, aw, nem, renk, yağ miktarı, yağ asidi bileşimi ve α-tokoferol değerlerinde önemli değişiklik olmamıştır (p>0.05). Buna karşın 2020 ve 2021 yıllarında hasat edilen zeytinler için plazma uygulaması sonrasında fenolik madde miktarında sırasıyla %25,2 ve %21,67, FRAP antioksidan aktivite miktarında %20,17 ve %12,89 ve DPPH antioksidan aktivite miktarında %5,51 ve %24,46'lık düşüş gözlemlenmiştir (p<0.05). Depolama işlemi ile 2020 örneklerinin küf-maya ve laktik asit bakterileri sayısında sırasıyla %29,28 ve %30,17'lik azalma, 2021 örneklerinde ise küf-maya ve laktik asit bakterileri sayısında sırasıyla %29,02 ve %52,25'lik artış bulunmuştur. Zeytinin fizikokimyasal özelliklerinin tümünde depolama işleminin azaltıcı etkisi plazma uygulamasına göre daha fazla bulunmuştur. Bu çalışma; uygulanan plazma işleminin Gemlik tipi siyah zeytin örneklerinin mikrobiyal yükünün azaltılmasında etkili olduğu, gıda bileşiminde önemli değişikliklere neden olmadığı ve uygulama sonrası sıcaklığın düşük seviyede kalmasından dolayı GAD hava plazma uygulamasının, gıdaların ön dekontaminasyon işlemi için ümit vadedici bir yöntem olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In this study, it was aimed to investigate the potential of Gliding Arc Discharge (GAD) plasma, one of the non-thermal cold plasma types, for reducing the microbial load and increasing storage stability in Gemlik type black olives obtained from İzmir province. The GAD plasma conditions were optimized using the Box-Behnken experimental design with olives, harvested in 2020 and then stored at +4 °C for natural microorganism growth. Olives harvested 2020 and olives harvested in 2021 were treated with the GAD plasma at optimum plasma condition of 0,7 mL/min gas flow rate, 0,5 cm distance between electrodes, 5 min time with dry air (99.9%). Plasma treated and untreated samples were stored in an oven at 30°C for 15 days. Before and after storage, changes in microbiological (mold-yeast and lactic acid bacteria count) and physicochemical properties (antioxidant activity determination i.e. DPPH, FRAP, total phenolic substance, total oil content, α-tocopherol, fatty acid composition, moisture, aw, color) of olives with and without plasma treatment were determined. After plasma treatment, 5,4% reduction in mold-yeast count, 10,7% reduction in lactic acid bacteria count were detected in 2020 samples. For 2021 samples, mold-yeast count and lactic acid bacteria count reduction were 10,7% and 5,6% respectively. There was no significant change in the aw, moisture, color, oil content, fatty acid composition, and α-tocopherol content values of the samples after plasma treatment (p>0.05). On the other hand, 25,2% and 21,67% of decrease in phenolic content, 20,17% and 12,89% of decrease in FRAP antioxidant activity, and 5,51% and 24,46% of decrease in DPPH antioxidant activity were observed for olives harvested in 2020 and 2021, respectively, after plasma treatment (p<0.05). With the storage process, the numbers of mold-yeast and lactic acid bacteria were decreased by 29,28% and 30,17%, respectively, in 2020 samples, and the numbers of mold-yeast and lactic acid bacteria in 2021 samples were increased by 29,02% and 52,25%, respectively.The reducing effect of the storage process on all physicochemical properties of olives was higher than the plasma treatment. In this study, it has been shown that the applied plasma treatment is effective in reducing the microbial load of Gemlik type black olive samples, does not cause significant changes on food composition, and GAD air plasma is a promising method for the pre-decontamination process of foods due to remaining of low temperature after the treatment.