plastik-ambalaj.com

Gıdaların modifiye atmosferde ambalajlanması

 

Genel Bilgiler

Gıdaların bileşim ve özelliklerindeki istenmeyen değişimlerin sonucu ortaya çıkan bozulmaların önlenebilmesi ve dayanma sürelerinin uzatılabilmesi için, çeşitli gıda ve koruma yöntemleri geliştirilmiştir. Bilindiği gibi fiziksel ve kimyasal etmenlerden kaynaklanan bozulmalar bir yana bırakılırsa, bu tür olumsuzlukların en önemli bölümünü mikrobiyolojik ve enzimatik bozulmalar oluştururlar.

Söz konusu bozulmaların önlenebilmesi, ortamdaki mikroor-ganizmaların üreme ve etkinliklerini yavaşlatmak veya durdurmak (inakti-vasyon)ya da onları öldürmekle (inhibisyon) mümkün olabilmektedir. 

Uygulanan gıda koruma yöntemlerinde mikroorganizmaların öldürülmesi; ısıl uygulamalar (pastörizasyon, sterilizasyon, kaynatma) ışınlama, UV ve mikrodalga uygulaması gibi koruma faktörleriyle gerçekleştirilirken, onların gelişmelerin yavaşlatılması veya durdurulması ise soğukta saklama, su aktivitesini düşürme (kurutma, tuz, şeker ilavesi) asitlendirme (asit ilavesi, laktik asit, asetik asit fermantasyonu),alkolden yararlanma(alkol fermantasyonu) koruyucu madde ilavesi, oksijeni sınırlama (vakum ambalajlama, azot altında ambalajlama, kontrollü atmosferde depolama ve modifiye atmosfere ambalajlama) gibi koruma önlemleriyle sağlanabilmektedir. Günümüzde insanların giderek doğrudan uzaklaşmalarının sonucu olarak, tazesine en yakın nitelikte gıda üretimine yönelik yöntemlerin uygulanması daha büyük önem kazanmıştır. Nitekim, gıda katkı maddelerinin en az düzeyde kullanıldığı ya da hiç kullanılmadığı ‘Kontrollü atmosferde depolama ( CAS=conrolled atmospherestorage) ve Modifiye Atmosferde ambalajlama (MAP=modified atmosphere packaging) teknikleri, özellikle son yıllarda, hızla yaygınlaşan ve geleceğin teknolojisi olarak kabul edilen bir yöntem haline gelmiştir. 

Kontrollü ve modifiye atmosfer; gıdaların depolama, taşıma ve ambalajlanmasında ürünün etkileşimde bulunduğu hava bileşiminin, oksijen, karbondioksit, azot ve etilen gibi gazların ortama verilmesi veya ortamdan uzaklaştırılmasıyla değiştirilmesini içeren bir sistemdir. Bu sistemin temel amacı, ürünü çevreleyen havanın bileşiminin değiştirilmesiyle özellikle ortam oksijeninin azaltılmasıyla dominant mikrofloranın metobolizmasını yavaşlatmak, ürünün solunum hızını düşürmek, enzimatik ve oksidatif bozulma tepkimelerini azaltmakve /veya mikrobiyolojik bozulmaları geciktir-mektedir. 

Bu iki yöntem arasındaki fark ; kontrollü atmosferde depolama uygulanmasında, ortamdaki O…Oranı azaltılıp CO.. oranı yükseltilerek solunum yavaşlatılmakta ve ortam koşulları sürekli kontrol edilerek atmosfer kompozisyonu sabit tutulmaktadır. Modifiye atmosferde ambalajlama yönteminde ise, belirli gaz geçirgenlik özelliklerine sahip ambalaj içinde istenen atmosfer koşulları sağlandıktan sonra herhangi bir kontrol yapıl-mamaktadır.

Gıdaların kontrollü veya modifiye atmosferde muhafazasında en önemli faktörler; depo veya ambalaj atmosferindeki gaz kompozisyonu gıdanın fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik özelliklerine göre değişir. Çeşitli ürünler için optimum gaz kompozisyonu depolama denemeleri ile belirlenebilir.Gıdanın kontrollü veya modifiye atmosferde muhafazasında en önemli faktörler depo veya ambalaj atmosferindeki gaz kompozisyonu, bağıl nem ve depolama sıcaklığıdır. Söz konusu muhafaza tekniklerinde uygulanacak gaz kompozisyonu gıdanın fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik özelliklerine göre değişir. Çeşitli ürünler için optimum gaz kompozisyonu depolama denemeleri ile belirlenebilir.

Gıdanın bulunduğu atmosferde CO.. oranının yükseltilmesi ve buna karşın O.. oranının düşürülmesi gıda dokularındaki solunum hızını yavaşlatır. Dokularda solunum yavaşlaması sonucu enerji üretimi de yavaşlar. Enerji üretiminin azalması ise dokularda meydana gelebilecek diğer biyokimyasal reaksiyonlar ve değişimler için gerekli olan enerji miktarını azaltır. Bu olayın doğal bir sonucu olarak da dokularda meydana gelebilecek biyokimyasal değişimler yavaşlar ve ürünün olgunlaşması gecikerek daha uzun süre muhafaza edilmesi sağlanır. Bu olaydan mikroor-ganizmalar da etkilenir. Ortamda bulunan CO.. oranın artması ve O.. oranının azalması bir çok aerobik mikroorganizmanın gelişmesini olumsuz yönde etkiler;buna karşın anaerobik ve fakültatif mikroor-ganizmalar gelişerek ortamda dominant hale gelebilirler.

Kontrollü veya modifiye atmosferde gıdaların muhafazasında önem taşıyan faktörler atmosferdeki gaz kombizyonunun yanı sıra, yukarıda da belirtildiği gibi sıcaklık ve bağıl nemdir. Söz konusu tekniklerle muhafazada sıcaklık kritik bir faktördür. Genel olarak depolama sıcaklığı düştükçe hem doku hem de mikrobiyal solunum hızı yavaşlar. Bunun doğal bir sonucu olarak da ürünün bozulma hızı yavaşlar. Ancak bazı meyve ve sebzelerin 10 c nin altındaki sıcaklıklarda soğuk zararına karşı hassa olduğu ve bu ürünlerde belirli bir kritik sıcaklığın altında soğuk zararını oluştuğu unutulmamalıdır. 

Modifiye atmosferde ambalajlamada temel ilkeler

Modifiye atmosferde ambalajlama, steril olmayan ve enzim sistemle-rinin aktif olması muhtemel ürün-lerin bozulmasını geciktirmek üzere kullanılan bir yöntemdir. Söz konu-su yöntem, hamur ürünleri, hariç tutulursa düşük sıcaklıklarda son derece iyi sonuçlar vermektedir. Düşük sıcaklık olarak belirtilebilecek sıcaklık aralığı genellikle -1 ile +7 C arasıdır. Bilindiği gibi gıdaları düşük sıcaklıkta tutmak, aşağıda bulunan sonuçların geciktirilme-sinde etkili olan kısa süreli bir koruma yöntemidir. 

a) Mikroorganizmaların üremesi

b) Hasat veya kesim sonrası hasarsız bitki veya hayvan dokularını metobolik aktiviteleri

c) Enzimlerin katalizörlüğü altında gerçekleşen oksidatif esmerleşme, lipidlerinoksidasyonu gibi isten-meyen kimyasal tepkimeler, renk değişimleri balık gibi gıdalarda meydana gelen otoliz ve gıdalarda genel olarak ortaya çıkan besin değeri kayıpları,

d) Nem kaybı

Soğutmanın bir ürünün mikroflora üzerindeki etkisi, depolama sıcaklığı ve süresinin yanı sıra o ürünün içerdiği organizmaların sıcaklık karakteristiği ile de ilgilidir. Sıcaklık optimum değerden daha aşağı çekilirse gelişme yavaşlar ve hatta durur. Bilindiği üzere her mikroor-ganizmanın en iyi şekilde gelişebi-leceği optimum bir sıcaklık değeri ve gelişemeyeceği minimum bir sıcaklık vardır. Bu nedenle düşük sıcaklıklar çeşitli mikroorganizmalar üzerinde farklı etkiler yaratır. Örneğin depo sıcaklığını belirli bir düzeye düşürülmesi bazı mikroor-ganizmaların gelişme hızını sadece yavaşlatırken, diğer bazı mikroorga-nizmaların gelişmesine tamamen engel olabilir. Bu nedenle de düşük sıcaklıkta muhafaza edilen gıdalarda sıcaklık hangi tip mikroorga-nizmaların ortamda dominant hale gelebileceğini belirleyici önemli bir çevre faktörüdür. Soğukta muha-faza edilen gıdalarda en önemli bakteri grubu psikrofil ve psikrotrof bakterilerdir. Bu bakteriler için optimum gelişme sıcaklığı 15–20 C civarında olmakla beraber donma noktasının altında -10c ye kadar gelişme gösterirler. Ancak sıcaklık düştükçe gelişme hızkarı o oranda yavaşlar. Soğukta saklanan et, süt ve dğer hayvansal ürünlerde bozulma genellikle Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Alcaligenes, Flavobacterium ve Alteromonas gibi aerobik psikrotrofbakterilerin metabolik aktivitesi sonucu meydana gelmektedir. Vakum ambalajlanmış soğukta depolanan etlerde ise daha çok laktik asit bakterileri ile birlikte Brochothrix thermosphacta psikrotrof Enterobacteriaceane ve Aeromonas türleri bozulmaya neden olur. Birçok küf ve maya türü 0 c civarında ve hemen altındaki sıcaklıklarda yavaşta olsa gelişebilir.  

Gıdaların düşük sıcaklıklarda korunması sürecinde üreticileri en çok tedirgin eden psikrotrof  bakte-riler Psudomonas türüdür. Ayrıca Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes entorotoksijenik Eschrichia coli ve Aeromonas hydrophilo gibi patojenler de 6 C  ve daha düşük sıcaklıklarda gelişebilmektedirler. Nitekim koşullar anaerobik metabolizma için uygun olduğunda C, botilunum tip E,proteolitik olmayan tip B ve F nin buzdolabı sıcaklığında 3.3 C ye kadar gelişerek toksin ürettiği saptanmıştır. Keza uygun koşullarda psikrotrof Aeromonas hydrophila’nın +4 C ye ve listeria monocytogenes’in ise 0 C ye kadar gelişebildiği bildirilmiştir.

Şu halde sadece düşük sıcaklıklar ı,gıdaları güvenli bir şekilde muhafaza etmek için kesin güvenilir bir yöntem değildir. Soğukta muhafaza ile birlikte vakum ambalajlama ya da modifiye atmosferde ambalajlama gibi uygulamalardan da yararlanılabilir. 

Öte yandan soğutma çok hızlı gerçekleştirilirse ya da sıcaklık gıdanın donma noktasına veya çok yakınına düşürülürse, gıdada soğutma kaynaklı hatalar meydana gelebilir. Bu durum kendisini ette kas kısalması veya sebze ve meyvelerde fizyolojik bozukluklar gibi farklı şekillerde gösterebilir. Genel olarak her gıdanın altına inildiğinde istenmeyen değişimlere neden olabilecek minimum bir depolanma sıcaklığı vardır. 

Soğutmanın korutucu etkisi gaz atmosferinin modifikasyonu ile komdine edilerek daha da iyileştirilebilmektedir. Çünkü pek çok bozucu etki gıdanın veya gıdada ki mikroorganizmaların anaerobik solunum yapması yani O2 tüketip CO2 ve    su üretmesi sonucu meydana geldiği için 02 konsantrasyonunu azaltarak aerobik solunum azaltılabilir. CO2 konsan-trasyonu artırılarak da mikrobiyal gelişim yavaşlatılabilir veya durdurulabilir.

Modifiye atmosferde ambalajlamanın avantaj vedezavantajları (Davies 1995, Sivertsvikve ark.2002)

Avantajları                          

• Raf  ömrünü % 50-400 artırmak mümkündür

• Uzun süreli depolamalarda ekonomik kayıplar azalır. Ve daha geniş çapta dağıtım yapılabilir. 

• Dağıtım maliyetleri düşer ( az sıklıkta dağıtım) 

• Yüksek kaliteli ürün sağlanabilir. 

• Dilimlenmiş ürünler birbirinden daha kolay ayrılır. (vakum amb. Hariç)

• Kimyasal koruyuculara ya az miktarda gerek vardır ya da  hiç gerek yoktur. 

• Ürünlerin sunumu daha güzeldir.

• Merkezileştirilmiş ambalajlama ve kısmi kontrol mümkündür.

• Isıl yapıştırılmış sızdırmaz amba-kontaminasyonuna ve ambalajdan damlamalara karşı bariyer oluşturur. 

• Kokusuz ve rahat kullanışlı ambalajlar.

Dezavantajları

• Gaz ambalaj materyali ve maki-neler için ek gider gerekir. (maliyet artar.)

• Sıcaklık kontrolü zorunludur.

• Her ürün tipi için farklı gaz kom-pozisyonu gereklidir. 

• Özel ekipmanlar ve operatör eğitimi gerekir. 

• Perakendeci ve tüketicilerin sıcaklık koşullarına yeterince uymaması sonucu gıda kaynaklı patojenlerin gelişme potansiyeli artar.

 

• Ambalaj hacminin artması, taşıma ve perakende dağıtım maliyetini ve sergileme alanını etkiler. 

• Ambalaj bir kez açıldığında veya sızdırdığında MAP teknolojinden sağlanan yararlar yitirilir. 

• CO2 nin gıdada çözülmesi, ambalajın içeri doğru çökmesine ve damlamanın artmasına neden olabilir. 

• Bazı gıdalar için güvenliğin sağlanması gerekir.

Modifiye atmosferde ambalajlamada uygun gaz karışımlarına yönelik kayda değer miktarda bilgi bulunmasına karşın, bu ambalajlama yönteminin daha pek çok yönüyle ilgili bilimsel ayrıntı yetersizliği de vardır. Bu yönler şu şekilde sıralanabilir:

a) Karbondioksitin mikroorganizmalar üzerin-deki etki mekanizması

b) Modifiye atmosferde ambalajlanmış gıdaların güvenirliği

c) Modifiye atmosferde ambalajlama ile diğer muhafaza yöntemlerinin karşılıklı ( interaktif) etkileşimleri,

d) Karbondioksitin gıdanın mikrobiyal ekolojine olan etkileri

e) Modifiye atmosferde ambalajlamanın gıdanın besinsel kalitesine olan etkisi.

 

Ürünler                   Raf Ömrü (gün)

                              Hava                      MAP

Dana eti                   4                           12

Ekmek                     7                            21

Kek                         14                          180

Tavuk                      6                            18

Kahve                      3                            548

Pişmiş etler              7                            28

Balık                        2                            10

Taze (yaş) makarna  2                            28

Taze pizza                6                            21

Sandviçler                 2                            21

 

(a) Soğukta depolanmış

 

Bu yazı ASD-Ambalaj Sanayicileri Derneği tarafından yayınlanan Gıda Ambalajlama Teknolojisi isimli kitaptan alınmıştır. 

Ayrıntılı bilgi için www.ambalaj.org.tr

Prof. Dr. Mustafa ÜÇÜNCÜ