plastik-ambalaj.com

Gıdaların modifiye atmosferde ambalajlanması uygulamaları

 

Et ve et mamullerinin modifiye atmosferde ambalajlanmaları

Et ve et mamullerinin korunmasında modifiye atmosferde ambalajlama uygulamalarıyla çok olumlu sonuçlar alınmıştır. Nitekim yapılan bir çalışmada aerobik ambalajlarda 0ºC’ de 2 hafta dayandırılan domuz etinin modifiye atmosferde ambalajlanmasıyla yine 0ºC de 3 ay süreyle özelliklerini koruduğu belirlenmiştir. Bir başka araştırmada tavuk karkasları % 10 CO2 içeren ortamda ambalajlanıp 3ºC’de depolandıklarında 6 haftaya kadar herhangi bir bozulma belirtisi gözlenmemiştir. 

%80-10 CO2’li ortamda  10ºC’nin altında muhafaza edilen tavuk etinde salmonella’nın gelişmediği saptanmıştır. Yine % 6 CO2 içeren ortamda 10ºC’ de 10 gün süre ile muhafaza edilen kıymada ki Enterecocsus sayısı atmosferik gazla ambalajlanarak korunan kıymadakine kıyasla 3 logaritmik ünite daha düşük olmuştur. Hijyenik koşullarda üretilmiş sığır etinin gaz içermeyen ambalajda CO2’li ortamda -1.5ºC de 6 ay süre ile muhafaza edilebileceği bildirilmiştir. Modifiye atmosferde ambalajlanan et mamullerinde mikroorganizmaların inhibisyonu için atmosferde en az %20 oranında CO2 bulunması gerekir. 

Modifiye atmosferde ambalajlanmış et mamullerinin depolama ömrünü ürünün çeşidi, boyutu, başlangıçtaki mikrobiyal yük, depolama sıcaklığı, modifiye atmosferin gaz bileşimi ve ambalaj materyalinin gaz geçirgenlik değeri etkilemektedir. Bu bağlamda etlerin özellikle başlangıç mikrobiyal yükleriyle, depolama sıcaklık derecelerinin düşük olması büyük önem taşımaktadır. Nitekim %2 CO2 atmosferinde ambalajlanmış etlerin depolama sıcaklıklarının 5ºC den 10ºC ye yükseltilmesi depolama ömrünün yarı yarıya azalmasına yol açmıştır. 

Porsiyonlar halinde ambalajlanıp piyasaya sürülen etlerin paket içi atmosferinin %70-80 O2 +%20-3 CO2 den oluşması ve depolamanın 0ºC de yapılması başarılı sonuçlar vermektedir. Bu durumda sığır etinin nitelikleri 4c de ve düşük başlangıç mikroorganizma yükünde (10.3-10.4/cm 2) 1 hafta, 2 ºC’de 10 gün kadar dana etinde ise 2ºC de 4-5 gün süreyle kullanılabilmektedir. 

Modifiye atmosferde ambalajlamada taze kırmızı etler için %80 O2 + %2ºCO2 veya %70 O2 +%10 N2 + %2 CO2 ya da %79,5 O2 + %2 CO2 + %0.5 CO2; taze tavuk etleri için %50N2 + %5 CO2; taze yağlı balıklar için %70 N2 + %3 CO2 ve sosisler için %40 O2 + %60 N2’tan oluşan gaz karışımları önerilebilir. Bu teknikle etlerin ambalajlanmasında, çeşitli ambalaj seçeneklerinden, alt tabakası (470 um) ‘PET/LDPE/PVdC’ katmanlarından oluşan ambalaj kombinasyonu kullanılabilir. 

Et ve mamullerinin modifiye atmosferde ambalajlanmasının pek çok avantajı olmasına karşın, uygulamada karşılaşılan bazı sorunlarda vardır. Örneğin:  Tavukların bu yolla korunmasında Salmonella tehlikesi balıklarda anaerobik patojenlerin potansiyel gelişme sorunları, özellikle kırmızı etlere renk, tat değişiklikleri ve özsuyu sızıntısına ilişkin sorunlar en belirgin olanlarıdır. Bu tür örnekler ve bu bağlamda alınabilecek önlemler aşağıda belirtilmiştir:

•Ambalaj atmosferindeki CO2 oranının yükseltilmesi özellikle aktif modifikasyon uygulanmış et mamullerinde bazı sorunlar oluşturmaktadır. Bunlardan en sık rastlananı paket göçmesi ( büzüşmesi),  tat değişiklikleri ve özsuyunun sızmasıdır. Paket çökmesi CO2 gazının yağ ve sudaki çözünürlüğünün fazla olmasından kaynaklanır.  Nitekim CO2 gazı, ºC deki suda oksijenin 30, azotun ise 60 katı kadar fazla çözünebilir. Bu nedenle yağ ve su oranı yüksek olan et mamullerinde ambalajın tepe boşluğundaki CO2,ürün içine difüzyonla sızarak orada çözünmekte ve ambalaj içi basıncı düşerek paketin büzüşüp göçmesine yol açmaktadır.  Bu olayın önlenebilmesi için ambalaj doldu gazı olarak ayrıca N2’nin enjekte edilmesi gerekir. Başka bir uygulama ise, ortama verilen CO2 gazına dönüşerek paket önce bombaj yapmakta, daha sonra karbondioksitin bir bölümünün ürün tarafından absorbe edilmesiyle basınç düşmekte ve normal görünümü kazanmaktadır. Ancak paketin göçmesini, ambalajda bırakılacak boşluk oranını ayarlayarak da denetim altında tutabilmek mümkündür. 

•MAP tekniği uygulamasında yüksek oranda CO2 kullanılan et ve mamullerinde karşılaşılan diğer olumsuzluklar, yukarıda da değinildiği gibi, üründe tat değişimi ve özsuyu sızıntısıdır. Bu olaylar, ambalaj atmosferindeki CO2 konsantrasyonunun %20’nin üzerine çıkması durumunda belirginleşmektedir. Dokuda çözünen CO2, bir yandan ürünün ekşi bir tat kazanmasına yol açarken, diğer yandan etin Ph derecesini düşürerek, yüzeydeki proteinlerin denatüre olmasına ve böylece su tutma kapasitesinin büyük ölçüde azalmasına neden olmaktadır. Sonuçta etten özsuyu sızmakta ve ambalajda sıvı birikmektedir. Pakette sıvı birikintisi istenmediği için, ambalaja, sıvıyı emen ‘ped’ ler konulabilir. 

•Yüksek oranda kullanılan larbondioksitin ette renk bozulmalarına yol açtığı, özellikle grileşmenin gözlendiği belirtilmekte ve bu durumun pH’ nın düşmesi ile denatüre olan sarkoplazmik proteinlerden kaynaklandığı düşünülmektedir. Kırmızı etlerde çok yüksek CO2 konsantrasyonundan kaynaklanan renk olumsuzluklarını en alt düzeye indirebilmek için, CO2’nin yanı sıra O2 ve N2 gazlarının da kullanılması gerekir. Bu bağlamda, kritik bakteriyel gelişmeler de dikkate alınarak, başlangıç CO2 konsantrasyonun %15-20 dolaylarında olması önerilmekte ve çiğ biftek vb. ürünlerin depolanmasında en uygun gaz karışımının önceden de belirtildiği gibi,%15-2 CO2 + %70-75 O2 + %10 N2 olduğu vurgulanmaktadır.  Bu uygulama mikrobiyolojik gelişmeleri sınırlama bakımından geleneksel vakum paketlemeye göre de çok daha uygun bulunmuştur. Clostridium botulinum tip E, Listeria monocytogenes ve Yersinia enterocolitica gibi psikrofil patojenler ve diğer aerobik bozulma bakterilerinin baskılanması açısından da çok başarılı sonuçlar alınmıştır. 

•Et mamullerinde sadece CO2 kullanımı renk bozulmalarına yol açtığı gibi N2’nin tek başına kullanılması da renk değişimlerine neden olmaktadır. Ancak, kuzu eti gibi renk sorunu olmayan veya tuzlanmış etlerde kullanılabilmektedir. Bu nedenle N2 atmosferinde ambalajlanmış paketlerde vakum paketlenmiş olanlarına göre daha az sızıntı duyu birikimi gözlenmektedir. 

•Modifiye atmosferde ambalajlanarak muhafaza edilen et, balık ve tavuk ürünlerinde en önemli mikroorganizma aerobik Clostridium botulinum’dur. Özellikle proteolitik olmayan C botulinum suşlarının gelişmesi sonucu, üründe fark edilebilir bir bozulma ortaya çıkmadan önce mikroorganizma gelişmiş ve toksin üretmiş olabilir. Uygulamada CO2 ve O2 oranları ile depolama sıcaklığının C. Botulinum’un gelişmesi ve toksin üretimine etkisi üzerine pek çok çalışma yapılmış olmasına karşın, elde edilen sonuçlardan kesin bir yargıya varmak mümkün olamamıştır. Yapılan çalışmalar, CO2’nin C. Botulinum üzerinde inhibe edici etkisi olmadığını hatta organizmanın gelişmesi üzerinde olumlu etkisi olabileceğini ortaya koymuştur. Ortamda oksijenin varlığı ise C.botulinum’un gelişmesini engellemektedir. Sonuç olarak; depolanma sıcaklığı yeterince düşük olmadığı sürece modifiye atmosferde ambalajlama C. Botulinum’a karşı bir güvence sağlamaz. Bu nedenle MAP uygulanmış ürünlerin soğukta depolanmaları ve ambalaj atmosferinde O2 bulunması, botulizmi önlemek açısından son derece önemlidir.  Örneğin kümes hayvanlarının modifiye atmosferde paketlenmesinde, yukarıda açıklandığı gibi gıda zehirlenmesine neden olan mikroorganizmalarının bazıları O2 varlığında gelişmediklerinden, paket içine güvenlik faktörü olarak O2 dahil edilmektedir.  %2’nin üzerinde, en iyisi  % 5-10 düzeylerinde O2 içeren modifiye atmosferde ambalajlanmış ürünlerin 0ºC de depolanması C. Botulinum ve C. Perfringens gelişmesine engel olmaktadır. Ancak soğuk zincirde, özellikle perakende satış noktalarında aksamalar olmamasına özen gösterilmelidir. Aksi halde C.botulinum kontaminasyonuna  ve gelişmesine duyarlı olan gıdaların modifiye atmosferde ambalajlanarak muhafazasında sorunlar ortaya çıkabilir. 

•Vakum paketlenmiş ve 0- 5 ºC’de korunmuş etlerde laktik asit bakterileri yavaş gelişirler. Ve genellikle H2S üreten L actobacillus suşları gelişerek dominant flora haline gelmediği sürece ette bozulmaya neden olan aerobik flora gibi kötü kokulu bozulmaya neden olmazlar.  Vakum ambalajlanmış taze etlerde botulizm riski açısından fazla bilgi bulunmamakla beraber, modifiye atmosferde ambalajlanan taze etlerde C. Botulinum’un bir risk oluşturmayacağı belirtilmektedir. Ancak, pastorize ve pişirilmiş et, balık ve tavuk ürünleri için bu bildiriş geçerli değildir. Ayrıca pastorize et mamullerinde kürleme tuzlarının, özellikle nitritin bulunup bulunmaması önemli bir faktördür. %75 CO2 + %15 N2 + %10 O2 içeren modifiye atmosferde ambalajlanan kürlenmiş bir et ürünü olan dilimlenmiş rostoda Salmonella typhimurium’un 4,4 ºC’de 42 günde ve 12.5 ºC ise 7 günde geliştiği belirlenmiştir. Öte yandan, vakum paketlenmiş rosto, dilimlenmiş tavuk, hindi ve bolognaya inoküle edilen Listeria monocytogenes’in bu ürünlerde geliştiği saptanmıştır.

Tavşan etinde de vakum ambalajlama ve MAP uygulaması yapılmaktadır. Ancak bu tür etlerde CO2 gazı kullanımı mikrobiyal kalite üzerine olumlu etki yapmasına karşın, etin su tutma kapasitesi azalmakta ve bu bağlamada renk kaybı ve sertleşme gözlenmektedir.

Şekil 17.7. çeşitli gaz karışımlarının hindi göğüs etindeki aerobik mikrofloraya etkisi ( Drulhe, 1996)

Balıkların Modifiye Atmosferde Ambalajlanmaları

Modifiye atmosferde ambalajlama uygulamalarından su ürünlerinin muhafazasında da yararlanılmaktadır. Yapılan araştırmalar; balık çiftliklerinde üretilen kültür alabalıklarının  ( salmo gairdneri) depolama ömürlerinin, %8ºCO2 + %20 N2’den  oluşan atmosfer altında,normal atmosferde depolanmış olanlara göre 2 kat arttığını göstermiştir. Soğuk koşullarda normal havada depolanan alabalıklar 12 günde tamamen bozulurken; MAP tekniği uygulanıp 1-2 ºC’de depolananlar 14 gün sonra kalitelerinden hiçbir şey yitirmemişle, 25 gün sonra bile kabul edilebilir kalitelerini korumuşlardır. Ancak, MAP uygulanmış ve 1.7 ºC de depolanmış alabalıklar için en uygun raf ömrü 1 haftadır. Vakum ambalajlama alabalıklar için daha iyi sonuçlar vermektedir.  

Nitekim yapılan bir araştırmada: Vakum ambalajlanmış alabalıkların daha uzun süre depolanabildikleri belirlenmiştir.  75 ,um kalınlıkta PE torbalara vakum ambalajlanmış olan alabalıklar ºC de 2 hafta depolanabilmişlerdir. 

Gaz geçirgenliği olmayan plastik torbalara konulan bütün ve dilimlenmiş Mezgit balıkları %6ºCO2+%20  O2+%20 N2 karışımında, yalıtılmış özel kutularda ambalajlanarak buzda saklandıklarında, tazeliklerini çok iyi korumuşlardır. 

%8 CO2 altında muhafaza edilen bazı balık türlerinde havalı saklananlara göre, daha az mikrobiyolojik etkinlik gözlenmiştir. Dilimlendikten sonra % 5’lik NaCI çözeltisine 1 dakika bandırılıp CO2 gazı altında ambalajlanan balık etlerinde, yapı renk ve diğer duyusal özelikler bakımından olumlu sonuçlar alınmıştır.

%6CO2 + %40 N2 atmosferinde ambalajlanıp 5 C derecede de depolanmış somon balıkları  (solmo solar) vakum paketlenenlere göre, kalitelerini daha uzun süre korumuşlardır. Aynı şekilde bütün halde ve iç organları çıkartılmış somonlar ºC de ve %9CO2 + %10 normal hava içeren atmosferde 3 hafta muhafaza edilebilmektedir.  MAP uygulanmış somon filetoları da  -1 C ‘de  +1 ºC’de depolananlara göre daha uzun raf ömrüne sahip olmaktadırlar. 

Morino filetolarını %75 N2 + %25 CO2 içeren ortamda ve 0ºC’ de yığın halinde veya  %6 CO2+%40 havadan oluşan MAP uygulamasında 4,5 kg’lık paketler halinde 1C de klasik yöntemlere göre daha uzun sürede saklamak mümkün olmaktadır. Vakum paketlenmiş morino  fletoları, C’ de 10 gün 5 ºC de 4 gün ve 1ºC de 2 gün raf ömrüne sahiptirler. Oysa %4CO2 +%30 N2 + %30 O2’ den oluşan MAP uygulamasında fletolar ºC’de 14 gün, 5 ºC de 6 gün ve 1ºC de 3 gün muhafaza edilebilmektedir.  Görüldüğü gibi MAP uygulaması, vakum paketlemeye göre morino fletolarının raf ömrünü 1,5 kat artırmaktadır. 

Çipura  (chrysophrys auratus) filetolarını %60 N2+%4 CO2 atmosferinde veya vakum altında muhafaza etmek mümkünse de ambalajlama da tamamen CO2’ den yaralanmak ve -1 ºC de depolamak daha iyi sonuçlar vermektedir. Karbondioksit ortamında ambalajlanıp  -1 ºC’ de muhafaza edilen çipura filetoları, yine CO2’ li koşullarda ambalajlanmış ve fakat 3 ºC’de depolanmış olanlara göre 2,25 kat daha uzun süre korunabilmişlerdir. 

Karbondioksit atmosferinde depolanmış ringa baliğı filetolarının raf ömrü, normal havada 2 ºC’de depolananlara göre 3,5 kat daha fazla olmaktadır. Azot gazı altında depolama ise, normal havada ki depolama ömrünü 1,5 kat arttırmaktadır. Ancak ringa balıklarında vakum ambalajlama, MAP uygulamasından daha iyi sonuç vermiştir. Nitekim %4 CO2 + %30 O2 + %30 N2 karışımından oluşan ortamda ambalajlanıp 0ºC’de depolanmış olan ringa filetoları 8 gün;  %6 CO2 + %30 N2 ortamında 3 gün dayanırken; vakum ambalajlanmış ve 0ºC’de depolanmış olanları 13 gün muhafaza edilebilmiştir. 

Sardalyalar (Sardinops melanostictus), %8CO2 ve %20 N2 ortamında ambalajlanıp 5ºC’de depolanabilmektedir. Sıcak tütsülenmiş uskumru  (Scamber scombrus) balıkları ise %4 CO2 + %30 02 + %30 N2 atmosferinde ambalajlandıklarında 8 gün, vakum ambalajlanıp 0 ºC’de depolandıklarında 13 gün dayanabilmektedir. 

Şekil17.8. Çeşitli gaz karışımlarının morina balığı filetolarının aerobik mikroflorasına etkisi (Drulhe,1996)

Su ürünlerinin modifiye atmosferde ambalajlanmalarının, anaerobik patojenlerin potansiyel gelişme sorunlarına yol açabileceği kesinlikle unutulmamalıdır. Uygulamada en önemli tehlike psikrofil patojenlerden potansiyel gelişme sorunlarına yol açabileceği kesinlikle unutulmamalıdır. Uygulamada en önemli tehlike psikrofil patojenlerden Clostridium botulinum tip E’ nin üremesi ve toksin üretmesidir.  İnsanlarda görme bozuklukları, felçler gibi sinirsel tahribatlar, solunum sistemi parazitleri ve buna bağlı ölümlere yol açabilen ve ölüm riski %65 olarak belirtilen ve asitli gıda konserveleri, et ve deniz ürünleri konserveleri, işlenmiş ve dumanlanmış balık ürünlerinde de ortaya çıkabilen ‘Botulizm’ sorununu önleyebilmek için genelde bu tip gıdalara; uygun konservasyon, dumanlama ve işleme teknikleri, toksin tahribine yönelik pişirme, uygun sanitasyon ve soğutma uygulamaları yapılmaktadır. Fakat C. Botulinum tip E, 3,3 ºC’de bile üreyip toksin oluşturabilmektedir. 

Önceden de değinildiği gibi, MAP uygulamasında CO2 ve O2 oranları ile depolama sıcaklığının C.botulinum’un gelişmesi ve toksin üretimine etkisi üzerine yapılan çalışmalarda kesin bir sonuca ulaşılamamıştır. Ancak yapılan çalışmalar, MAP uygulanmış bu tip ürünlerin mutlaka gereken soğuk koşullarda depolanmaları ve ambalaj atmosferinde bir miktar O2 bulunmasının botulizmi önleme açısından önemli olduğunu göstermiştir. 

Meyve ve Sebzelerin Kontrollü ve Modifiye Atmosferde Muhafazası

17.5.3.1. Meyve ve sebzelerin kontrollü atmosferde (CA)  depolanmaları

Meyve ve sebzelerde gerçekleşen fizyolojik değişimlerin kontrol altında tutulabilmesi ve depolanabilme sürecinin uzatılabilmesi amacıyla yaygın olarak uygulanan yöntem, soğukta muhafazadır. Bu alanda özellikle son yıllarda giderek önem kazanan diğer bir yöntem ise, gerçekte soğuğun etkisini güçlendirme amacıyla yapılan bir ek uygulama olan kontrollü atmosfere depolamadır. 

Kontrollü atmosferde muhafazanın temel ilkesi; mekanik soğutma yöntemleriyle meyvede yavaşlayan solunum (respirasyon) ve olgunlaşma gibi fizyolojik olayların, ürünün bulunduğu atmosfer bileşimindeki oksijen oranının azaltılması buna karşın karbondioksit oranının yükseltilmesiyle daha da yavaşlatılarak, meyvenin solunum hızının anaerobik solunum seviyesinin hemen üstünde tutulmasına dayanır. Her ürünün kontrollü atmosferde depolanmasında optimum bir atmosfer bileşimi gereklidir. Bu optimum değere ürünün solunumu yardımıyla ulaşılır. Ancak ürün yeterli hızla solunum yapmıyor ve bu yolla CO2 oranı istenen düzeye erişemiyor ve O2 oranı istene düzeye düşmüyorsa; bu durumda depoya CO2 ve/ veya N2 verilerek, depo atmosferindeki CO2 ve O2 oranları optimum düzeyine ayarlanır. Fakat daha sonra solunumla oluşan CO2 depodaki mevcut CO2 oranının gittikçe artmasına ve nihayet ürünün solunumunun durmasına neden olur. 

İşte bu nedenle, karbondioksitin fazlasının giderilmesi için absorber veya tutulması için adsorberlerden yararlanılır.  Bu tip depolamada O2 oranı genellikle %3 veya altına düşürülmekte ve CO2 oranı yükseltilmektedir. Oksijen oranının istenen düzeyin altına düşmesi, depoya yeterli taze alınmasıyla önlenmekte; CO2 oranının istene düzeyin üzerine çıkması ise, adsorber ve absorberlerle CO2’nin uzaklaştırılmasıyla engellenmektedir. 

Meyve ve Sebzelerin Modifiye Atmosferde Ambalajlanması (MAP)

Modifiye atmosferde ambalajlama yönteminin en yaygın uygulandığı gıdalar meyve ve sebzelerdir. Bu tür gıdaların düşük O2 ve yüksek CO2 konsantrasyonunun etkin olduğu atmosfer altında saklanmasıyla, solunum hızları ve etilen üretimi yavaşlar. Bunun sonucunda;  olgunlaşma gecikir, bileşimindeki şeker ve asitlerin tüketilmesi sınırlanır, solunuma bağlı olarak gelişen nem ve ısı oluşumu azalır, klorofil yıkılımı ve enzimatik esmerleşmeler frenlenir veya sona erer.  Gelişmiş ülkelerde özellikle dilimlenmiş sebzelerin modifiye atmosfer uygulaması ile raf ömürlerinin uzatılması ticari bakımdan da başarılı olmuştur. 

Meyve ve sebzeler gibi solunum yapan gıdalara MAP tekniğinin olabialdiğince kusursuz uygulanabilmesi için, sistem üzerinde etkili olan parametrelerin bilinmesinde yarar vardır. Bu parametrelerden en önemlileri:  hammaddenin duyusal ve mikrobiyolojik kalitesi, etilen üretimi ve ürünün etilene karşı olan duyarlılığı, solunum, depolama sıcaklığı, ambalaj materyali, ambalaj içerisinde ki gaz bileşimi, ambalaj atmosferinin bağıl nemidir. Modifiye atmosferde ambalajlanan bir ürün için bu parametrelerin doğru kullanımı, dayanma süresini arttırdığı gibi,kaliteyi koruyucu etkide yapmaktadır. Belirtilen bu parametlerden bazıları hakkında aşağıda olabildiğince kısa bilgiler verilmiştir: 

(a)Hammaddenin duyusal ve mikrobiyolojik kalitesi

Tüm gıda işleme ve muhafaza yöntemlerinde olduğu gibi, MAP tekniğinde de hammaddenin başlangıç kalitesi son ürünün kalitesine etki eden önemli etmenlerden biridir. Bu bağlamda, ürünün yetiştirme koşulları, çeşit ve olgunluk durumu ile hast ve hasat sonrası uygulamalar önem kazanmaktadır. 

Bilindiği gibi ‘çeşit’ ürünün kalitesindeki değişkenliği etkileyen önemli bir faktördür. MAP teniği için solunum hızı yavaş olan çeşitler tercih edilmelidir. Eğer meyve ve sebzeler optimum yeme kalitelerinde hissedilir düzeyde bozulma olmadan depolanabiliyorsa, bu tip ürünler kalitelerinin en üst düzeyde olduğu olgunluk aşamasında hasat edilmelidirler. MAP uygulaması, böyle bir aşamada hasat edilmiş ürünlerin bozulmasını geciktirerek, raf ömrünün uzamasına yardımcı olabilir. Fakat muz, elma, domates gibi ürünler tam olgunluğa ulaşmadan hasat edilmelidirler.  Bu tip ürünlerde depolama sırasında, istenen renk, tekstür ve aroma gelişimi devam eder. Portakal, üzüm, salatalık ve havuç gibi klimaterik olmayan ürünlerin kalitelerinde ise sonradan pek gelişme görülmez. 

Diğer yandan meyve ve sebzelerin zedelenip yaralanmaları durumunda hem solunum hızları hem de bozulmaya yol açan mikrobiyolojik aktivite artacağı için, ürüne hasat öncesi ve sonrasında, ambalajlama ve piyasaya sunma sırasında herhangi bir zarar gelmemesine dikkat edilmelidir. 

Ürünün mikrobiyolojik yükü de kalitenin korunmasında etkili olan bir başka parametredir. Yüksek mikrobiyolojik yük, kötü hijyenik koşullar ve önerilenden daha yüksek sıcaklıklar, ürünün dayanma ömrünü, %60-70 oranında azaltabilmektedir. Bu nedenle hasat öncesi uygulanan işlemlerin yanı sıra, hasatın hemen ardından,  mikroorganizmaların gelişimi kontrol altına alınmalıdır.  Bu amaçla bazı antimikrobiyal maddelerin uygulanması, hızlı soğutma, gereğinden fazla yüzey suyunun uzaklaştırılması, uygun depolama sıcaklığının ve bağıl nemin sağlanması ve sanitasyon kurallarına uyulması mikrobiyal gelişimin engellenmesinde etkili olabilir. 

Meyve-Sebzelerin Solunum Hızları

Önceden de belirtildiği gibi meyve ve sebzeler hasat sonrası solunumlarını sürdürebilmektedirler. Buda su, renk kayıpları ve mikrobiyal bozulmalara yol açmakta ve ürünlerin raf ömürlerinin kısalmasına neden olmaktadır. Ürünün solunum hızı, dokunun metobolik aktivitesinin bir göstergesidir. Bu hızı tüketilen O2 veya üretilen CO2 cinsinden ölçebilmek mümkündür. Çizelge 17.5 de bazı meyve ve sebzelerin üretilen CO2 hızına göre belirlenen solunum hızları, çizelge 17.6 da çeşitli meyve-sebzelerin solunum hızlarına ilişkin sınırlar verilmiş ve çizelge 17.7’de de bazı ürünlerin relatif solunum oranlarına göre gruplandırılması yapılmıştır. 

MAP tekniği sadece bütün haldeki meyve-sebzelerde uygulanmaktaysa da, bunlardan bazılarını doğrama, dilimleme ve çekirdek çıkarma işlemleri sonrasında modifiye atmosferde ambalajlamak mümkündür. Ancak bu tür işlem görmüş meyve ve sebzelerde; zorunlu olarak solunum hızının artması ve özellikle etilen üretiminin yüksek boyutlara ulaşması MAP uygulasında önemli sorunlar oluşturmaktadır. Bu nedenle dilimlenmiş olarak ambalajlanacak meyvelerin depolama sürecinde tekstürlerinin korunabilmesi için %2’lik CaCl2 çözeltisine daldırılmaları yararlıdır. 

(b)Depolama sıcaklığı

Hasat edilmiş taze ürünlerin metobılik aktiviteleri üzerinde sıcaklığında büyük önemi  vardır. Ürünün sıcaklığı yükseldikçe hücre içinde oluşan metabolik reaksiyonların hızlarıda artar. Nitekim taze ve meyve ve sebzelerde sıcaklığın her 1ºC lik yükselmesinde solunum hızı 2-2,5 kat artmaktadır. (Çizelge 17.8) Bu nedenle MAP tekniğiyle ambalajlanmış ürünlerin düşük sıcaklıklarda depolanması gerekmektedir. 

Çizelge 17.8 Farklı sıcaklık ve atmosfer kompozisyonlarında bazı meyve ve sebzelerin solunum hızları (kader ve ark.,1989)

Soğukta depolama sebze –meyvelerde solunum hızını azaltmaktaysa da Map tekniği uygulamasında bu hız 4 katı daha fazla düşebilmektedir. Fakat bazı ürünlerde gereğinden düşük sıcaklıklar renkte bozulmalara, yüzeyde lekelere ve dokunun yumuşamasına neden olabilmektedir. Nitekim modifiye atmosfer koşullarında 0ºC de depolanan marullarda kahverengi lekeler gözlenmesine karşın, 1 ºC de depolananlarda bu tür lekeler oluşmamaktadır.

Ambalaj İçerisindeki Gaz Karışımı 

Yukarıda da açıklandığı gibi; meyve sebzelerin içinde bulundukları ortamın gaz kompozisyonu da ürünün solunum ve metobolik reaksiyonlarının hızını etkiler. Solunum hızı, ortamdaki O2 konsantrasyonu ile doğrudan ilişkilidir. Ortamda O2 konsantrasyonu azalırsa, solunum hızının da ‘kritik konsantrasyon’ olarak adlandırılan bir düzeye kadar azalma görülebilir. Bu düzey,aerobik solunumun sona erip anaerobik solunumun başladığını belirtir. 

Anaerobik solunumun başladığı kritik 02 konsantrasyonu ürün çeşidine göre farklılık göstermekteyse de; genellikle ortamın O2  konsantrasyonu %10 düzeyini altına düşmedikçe, solunum hızında önemli bir azalma görülmez. Soğukta depolanan bir çok ürün için optimum ortam O2 konsantrasyonu %1-3 arasındadır. Diğer yandan % 20’nin üzerindeki CO2 konsantrasyonunun anaerobik solunumu arttırdığı ve dokuda olumsuz gelişmelere neden olduğu bilinmektedir. İşte bu nedenle her sebze ve meyvenin solunum özelliklerinin çok duyarlı bir şekilde belirlenerek anaerobik solunumun başlayacağı O2 ve CO2 konsantrasyonlarının önceden bilinmesi gerekmektedir. Ancak modifiye atmosfer için en uygun oranların %2-4 O2 ve %3-1 CO2 kombinasyonları olması, fakat bazı uygulamalarda ise % 1-2 O2 ve % 10-2 CO’ den oluşan gaz kompozisyonlarının seçilmesi önerilmektedir. 

Bazı meyve ve sebzelerin tolore edildikleri minimum O2 düzeyleri ile maksimum CO2 düzeyleri Çizelge b17.9 ve 17.10’da gösterilmiştir. Ürün için belirlenen O2 düzeyi tolore edilen değerin altına indiğinde, ya da CO2 düzeyi tolore edilen değerin üzerine çıktığında; üründe kalite kaybı ve çeşitli fizyolojik bozulmalar ortaya çıkmaktadır. Söz konusu tolerans limitleri ürünün çeşidine, depolama sıcaklığına, fizyolojik yaşa, depolama süresine ve kullanılan ek gazlara göre değişmektedir. Örneğin; farklı marul çeşitlerinin yüksek CO2 düzeyinden etkilenmeleri de farklı olmaktadır. 

Nitekim modifiye atmosfer uygulamasında %1 CO2 kullanılan kıvırcık marullarda soğuk depolama sürecinde kahverengi lekeler oluşmaktadır. Oysa başka bir marul çeşidinde ise aynı olgu ancak %12 CO2 oranının üzerinde gerçekleşmektedir. 

Günümüzde solunum hızları çok yüksek olan mantar ve doğranmış sebzeler gibi ürünler için,yüzeyinde çok küçük delikler bulunan (perfore) filmler kullanılmaktadır. Kesilmiş elma, şeftali gibi meyveler ile, doğranmış patates, mantar ve marul gibi sebzeler, kapalı ambalaj içerisinde hava kalması durumunda, oksidatif  enzimatik esmerleşmesi tepkimesi sonucunda yüzey kararmasına maruz kaldıklarından, bu gibi tepkimeleri en alt düzeye indirebilmek amacıyla, doğranmış marul için %5 O2 + %5 CO2 + %90 N2; patates dilimleri için %5 O2 + %1CO2 + %85 N2 veya %3 O2 + %97 N2 ve elma dilimleri için ise %100N2 veya %502 CO2 + %50 N2 oranlarında gaz karışımları önerilmektedir.

Ambalaj materyalleri

Modifiye atmosferde ambalajlanacak bir ürün için ambalaj materyali seçiminde;  mekanik etkilere karşı direnç, ısıyla yapışabilme, antifoğ özelliğe sahip olma, CO2 O2 ve su buharı geçirgenlik değerleri gibi özelliklerin dikkate alınması gerekir. Belirtilen bu özelliklerden MAP tekniği için önemlileri: O2 CO2 ve su buharı geçirgenlik değerleridir.

Taze meyve ve sebzeler ambajlandıklarında;  ürün solunumu sürdürdüğü ve O2 tüketilip CO2 ile su üretildiği için, başlangıçtaki gaz bileşimi depolama sürecinde değişir. Ortamdaki O2 miktarı azalır ve CO2 oranı yükselir. Eğer gaz geçirgenlik değerleri gereğinden düşük olan ambalaj materyalleri kullanılırsa; ortamdaki O2 tamamen tüketilerek, ürün için olumsuz etkileri olan anaerobik solunum başlar. İşte bu nedenle taze meyve ve sebze gibi solunum yapan ürünlerin ambalajlanmasında, solunum hızıyla gaz bileşimi arasındaki ‘denge gaz bileşiminin’ sağlanmasını gerçekleştirebilecek düzeyde geçirgenliğe sahip ambalaj filmlerinden yararlanılmalıdır. Bilindiği gibi ambalaj filmlerindeki gaz geçişi; filmin yapısı, kalınlığı, alanı sıcaklık ve filmin her iki tarafındaki gazların konsantrasyon ve basınç farklılığıyla yakından ilgilidir. Bazı filmlerin gaz geçiş özellikleri, bağıl nemden de etkilenebilir. Ayrıca ambalaj içindeki serbest hacim ve ambalaj etrafında ki hava hızı da gaz geçişine etki eder. İdeal bir ambalajlama sisteminde, ambalaj içerisindeki gıdanın aerobik solunumu için gerekli O2 kullanım hızı, dışarıdan içeriye giren O2’nin hızına eşit olmalıdır. Ayrıca aerobik solunumda oluşan CO2 hızı da, dışarı akan CO2’de eşitlenmelidir. Bu amaçla; alçak yoğunluklu polietilen (HDPE) polipropilen (PP), polivinil klorür (PVC) ve etilenvinil asetat (EVA) gibi gaz geçirgenlik değerleri yüksek olan filmler; polietilen tereftalat (PET) gibi orta düzeyde eçirgen olan filmler ile poliviniliden klorür (PVdC),  etilenvinil alkol (EVOH) ve naylon ( PA) gibi düşük gaz geçirgenliğine sahip filmler laminasyon ve koekstrude çok katlı kombinasyonlar halinde kullanılabilirler. Belirtilen bu materyallerin gaz geçirgenlik değerleri arasında önemli farklılıklar bulunmakta olup, CO2 geçirgenlik değerleri O2 geçirgenliğin genellikle 2-4 katı kadardır. 

Modifiye atmosferde ambalajlama tekniğinde kullanılan plastik filmlerin su buharı geçirgenlik değerleri de önemlidir. Birçok filmin su buharı geçirgenlik hızları, gaz geçirgenliklerinden daha düşüktür. Ambalaj ortamı bağıl nemi de yüksek olduğundan, depolama sıcaklığında meydana gelebilecek küçük dalgalanmalar, ambalaj iç yüzeyinde kondensasyona (yoğunlaşma) neden olarak mikrobiyolojik etkinlikleri artırabilir ve sonuçta küf gelişimi ve çürüme gibi sorunlar ortaya çıkabilir. 

Bağıl nemin ürün üzerindeki etkisini engelleyebilmek amacıyla, su absorblayıcı maddeler içeren poşetler, su buharı geçirgenliği yüksek olan filmler ile birlikte kullanılabilir. Ya da ambalaj materyalinin iç yüzeyi, suyun yüzey gerilimini azaltarak yoğunlaşmayı engelleyici  ‘antifog’ adı verilen laklarla kaplanabilir. 

(f)Ambalajlama Sistemleri

MAP tekniğinin meyve-sebzelerle başarılı bir şekilde uygulanabilmesinde, kullanılan ambalajlama sisteminin son derece önemi vardır. Söz konusu sistemin tasarımında; ambalajlanacak ürünün özellikleri, kullanım yeri, dağıtım koşulları, film saydamlığına gerek olup olmadığı ve gaz geçişi engelleme gereksimi gibi faktörler etkilidir. Taze meyve ve sebze ambalajlanmasında esnek bir polipropilen filmden yapılmış ve ısıyla kapatılabilen basit bir torba kullanılabileceği gibi; kapatılabilir bir kutu içine yerleştirilmiş gaz içeren kapatılabilir geniş bir torbaya,  ısıl yolla kapatılan başka bir torba yerleştirilerek oluşturulan daha karmaşık ambalaj sistemlerinden de yaralanmak mümkünüdür. Kuşkusuz, depolama, dağıtım ve perakende satış noktalarında ürünün kalitesinin kalıcılığına sağlamaya yönelik  gerekli ambalaj fonksiyonlarının tipi ve sayısı, yararlanılacak ambalajlama sistemini belirleyecektir.

MAP tekniğinde kullanılan ambalaj sistemleri genelde 7 grup altında toplanabilir.  Bunlar; 

•Bir plastik film ile kapatılmış sert veya yarı sert tabla ‘tray or double tray /rigid or semirrigid) lidded with a plastic film’

•Esnek plastik torba,poşet  ‘flexible  plastic  pouch  (bag) 

•Plastik filme sarılmış tabla ‘plastic film overwrap of a tray’

•İç içe geçmiş torba veya torbalar ‘bag(s)- in-a-bag

•Bir karton kutu içersinde torba veya torbalar ‘bag (s) –in-a-carton (paperboard)’

•Karton veya polistiren köpükten yapılmış kutu içinde torba veya torbalar ‘bag (s) in-a-bax (paperboard,styrofoam)’

•Bir torba içerisinde kutu veya kutular ‘box (es)-in-a-bag’

Yukarıda belirtilen tablalar (tepsi) genellikle polistiren köpük malzemeden, kalıplanmış plastik filmlerden,  püskürtme döküm uygulanmış plastiklerden, plastik kaplanmış önceden kalıplanmış pulplardan ve karton – plastik film laminatlardan üretilirler. 

MAP uygulanmasında kullanılacak kapların üretimi, doldurulması, gazlanması ve kapatılması işlemlerinin yapılabildiği makineler ise; a) yatay şekil verme / doldurma / kapatma makineleri, c) tablaya streç film sarma makineleri ve d) önceden yapılmış torbalara doldurma ve kapatma makineleri olmak üzere 4 temel sınıfa ayrılabilir. Söz konusu bu makinelerde gazlama işlemi,önceden de belirtildiği gibi (bknz. 17.4.2.) iki yöntemle yapılır: ya henüz kapatılmamış ambalaja istenen bileşimdeki  gazın verilerek  mevcut atmosferi süpürüp onun yerini alması sağlanır, yada önce ambalajın havası vakum kullanarak uzaklaştırılıp,sonra içine gaz enjekte edilir. 

Bu sistemlerde ambalajın gazı sızdırmayacak şekilde kapatılması sıon derece önemlidir. Sonucun başarılı olmasında özellikle kullanılan plastik filmin tipi, yapışma yüzeyinde yabancı madde bulunup bulunmaması önemli rol oynar.  Hatta yapışma alanındaki önemsiz bir buruşuk bile paketten gaz sızmasına neden olabilir. Paketlerde gaz sızması olup olmadığını belirleyecek en basit yöntem, su altında paketlere elle basınç uygulayarak hava kabarcığı çıkıp çıkmadığını gözlemlemektir. Kabarcık çıkışını daha sağlıklı izleyebilmek amacıyla suya bir miktar yüzey etkin madde katılması yararlıdır. Ancak gaz sızıntısı kontrolüne ilişkin en duyarlı ve güvenli yöntem IR- detektör sistemleriyle vakum altında paketten CO2 kaybını belirlemektedir.  

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