Vurgulu Işık ve Gıda Endüstrisinde kullanılma olanakları

Yorumlar

Transkript

Vurgulu Işık ve Gıda Endüstrisinde kullanılma olanakları
Vurgulu ışık, şidddetli ve kısa süreli ışık vurgusu kullanımını
içeren yeni bir gıda muhafaza yöntemidir. Saniye fraksiyonu
düzeyinde uygulanan birkaç flaş (vurgu) ile yüksek düzeyde
mikrobiyal inaktivasyon sağlanabilmektedir.
Vurgu gücü; bir kapasitörde elektriği depolama ve çok küçük
zaman aralığında (saniyenin milyonda/binde biri) salıverme
ile büyütülmektedir. Patlayan flaş yüksek pik gücüne
sahiptir ve 200 -1100 nm aralığında dalga boyundadır.
 Bu teknoloji esas olarak ambalajlama materyallerinin
yüzeylerinde, şeffaf eczacılık ürünlerinde ve diğer
yüzeylerde sterilizasyon veya mikrobiyal yükün
azaltılması amacıyla uygulanmaktadır. Vurgulu ışık
teknolojisi aynı zamanda gıda maddelerinde kalitenin
iyileştirilmesi ve raf ömründe uzama sağlanması
amacıyla kullanılabilir. Bununla birlikte vurgulu ışık
teknolojisinin gıda endüstrisinde ticari olarak kullanımı
henüz yaygın değildir.
 Ancak bazı bu konuda bazı patentler bulunmaktadır, ve
araştırmalar devam etmektedir.
 Vurgulu ışık uygulamalarında, geniş bir dalgaboyu
spektrumunda [ultraviyole(UV) bölgeden yakın
infrared (IR) bölgeye kadar], şiddetli ve kısa süreli
vurgu kullanımı söz konusudur.
 Kullanılan ışık spektrumu, deniz seviyesindeki güneş
ışığı spektrumuna oldukça benzemekle birlikte
uygulama anında 20 000 kat daha şiddetlidir.
 En az 1 ışık vurgusuna maruz kalan materyal
yüzeyinde yaklaşık 0.01-50 J/cm2 düzeyinde enerji
yoğunluğu meydana gelmekte ve 1 mikrosaniye-0.1
saniye süre içinde inaktivasyon gerçekleşmektedir.
 Birçok uygulamada saniye fraksiyonu düzeyinde
uygulanan birkaç flaş ile yüksek oranda mikrobiyal
inaktivasyon sağlanabilmektedir.
Vurgulu Işık Uygulamasının Tarihsel Gelişimi;

. 1930
---

1970
---
Japonya – Mikrobiyal dekontaminasyonda flashın ilk kez
kullanımı

1984
---
Teknolojide ilk patent uygulaması, Hiramoto (Japonya)

1989
---
Patent Pure Pulse Teknolojisi, PureBright uygulaması (US)

90-00 --(US)
Patentler ve diğer gelişmeler, Wektec (All), Xenon Corp.

1996
FDA in gıda uygulamalarında bu teknolojiye izin vermesi,

97-04 ---
---
Gıda muhafazasında UV-C ilk kullanımı
FDA 1996 yılından beri gıda ve gıdayla temas eden yüzeylerde dezenfeksiyon için
belirlediği kümülatif doz 12 J/cm2 ‘dir (FDA Code 21CFR179.41).
İlk endüstriyel denemeler, Fransa (SHTP, SOLSYS)
Vurgulu ışığı karakterize eden
parametreler
 Akış hızı: Birim alanda, birim saniyede, ışık kaynağından ürüne
aktarılan enerji olarak tanımlanmaktadır. Birimi W/m2’dir.
 Akış: Birim alanda, ışık kaynağından ürüne aktarılan enerji olarak
tanımlanmaktadır. Birimi J/m2’dir.
 Uygulama Süresi: İşlemin uygulanma süresini göstermektedir. Birimi
saniyedir.
 Vurgu Genişliği: Enerji salınımı sırasındaki zaman aralığıdır (saniye
fraksiyonları).
 Vurgu Tekrarlama Hızı: Birim zamanda yapılan vurgu sayısıdır.
Birimi Hertz [Hz] veya saniyedeki vurgu sayısıdır (pps = pulses per
second)
 Pik Gücü: Vurgu enerjisinin vurgu süresine oranı olarak
tanımlanmaktadır. Birimi W’ dır.
 Vurgulu ışık, gücün birçok kat arttırıldığı
sistemlerle meydana getirilmektedir. Bu
sistemlerde elektrik enerjisinin, enerji
depolayan bir kapasitör tarafından nispeten
uzun bir sürede (saniye fraksiyonu olarak)
biriktirilmesi ve depolanan bu enerjinin çok
daha kısa bir süre içinde (saniyenin binde
veya milyonda kısmı düzeyinde) serbest
bırakılması sonucu sadece küçük bir güç
kullanımı ile oldukça büyük bir güç eldesi
gerçekleştirilmektedir.
 Vurgulu ışık sistemi esas olarak güç ünitesi ve
lamba ünitesi olmak üzere iki ana bileşenden
meydana gelmektedir. Vurgulu ışık Xenon
lambalarının anlık enerji boşaltımıyla
üretilmektedir.
Uygulamaya ve kullanıcı ihtiyacına göre veri
toplayıcı, monitör ve lambalar için soğutma
suyu gibi çeşitli yardımcı bileşenler de
bulunabilir.
Yeni vurgulu ışık teknolojisinde farklı
ışık kaynakları kullanılabilmektedir.
Vurgulu ışık uygulaması biriminin elementleri
Güç ve Kontrol
paneli
Xenon Lambaları
Kuavarz tabla
Bölme Kapısı
Vurgulu Işık Üretimi
 Flaşın Xe elementinin kuvartz mineral kılıfı
içerisinde iyonlaştırılmasıyla başlatılır.
 Xe atomlarının çevresindeki elektronlar
tarafından uyarılan iyonize gazdan
gönderilen sinyal, atomların bir üst
enerji seviyesine atlamasına sebep olur.
 Elektronlar bu enerjiyi salarlar ve
yayılan fotonlarla düşük enerji
seviyesine düşerler.
Xe kokusuz inert bir gazdır.Atmosferde iz miktarlarda bulunur.
 Lamba ünitesi, istenen uygulama alanını aydınlatacak
şekilde yerleştirilmiş bir veya daha fazla “Xe”
lambasından meydana gelmektedir. Lambalar bir
kablo yardımıyla güç ünitesine bağlıdırlar. Lamba
içerisindeki gazdan yüksek akım geçtiğinde, birkaç
yüz mikrosaniye süresi içinde şiddetli bir ışık vurgusu
salınımı oluşur. Flaş frekansı ayarlanabildiğinden
istenen hızda prosesin gerçekleşmesi için
optimizasyon sağlanabilir. Sistemler, uygulama
esnekliği bakımından farklı sayıda lamba, flaş
konfigürasyonu ve flaş hızı kullanılarak dizayn
edilebilir ve birden fazla lamba kullanıldığında,
lambalar eş zamanlı veya ardışık olarak flaş meydana
getirebilir. Bu konuda ticari ismi "Pure Bright" olan bir
patent de bulunmaktadır.
 Vurgulu ışığın çeşitli gıdalarda kullanımı ile gıdaların
muhafazası ve raf ömründe uzama da
sağlanabilmektedir. Ancak vurgulu ışık uygulamaları
ürünlerin yüzeyleriyle sınırlıdır. Bu nedenle
çoğunlukla, vurgulu ışığın gıdanın veya ambalaj
materyalinin yüzeyine etkisi incelenmiştir. Gıdanın
ambalajlı halde ışınlanması durumunda, ambalaj
materyalinin vurgulu ışık geçirgenliği önem taşır.
 Plastik ambalajlama materyallerinden polietilen,
polipropilen, naylon, EVA (Etilen Vinilasetat
Kopolimer), EVOH (Etilen Vinilalkol kopolimer) vurgulu
ışığı iyi bir şekilde geçirirken poliaromatik
hidrokarbonca zengin plastikler (örneğin PET,
polikarbonat, polistiren vb.) vurgulu ışığı iyi
geçirmezler.
 Genellikle aseptik proseslerde kullanılan ambalajlama
materyalleri H202 kullanılarak sterilize edilmekte ve
bunun sonucunda da gıdada veya ambalaj üzerinde
istenmeyen kalıntılar kalabilmektedir. Vurgulu ışık,
kimyasal dezenfektanlara veya koruyucu maddelere
olan gereksinimi ortadan kaldırma veya azaltılması
amacıyla, ayrıca raf ömrünün uzatılması ve ürün
kalitesinin arttırılması için kullanılabilir
 Uygulama sonunda yüzeyde meydana gelen sıcaklık
artışı sadece birkaç derecedir. Ayrıca uygulamada
uygun lambalar kullanılarak ambalaj içerisinde
sterilizasyon da gerçekleştirilebilir.
Ambalaj Materyalleri için Vurgulu Işık
Uygulama Ünitesi
Ambalaj materyalinin iç yüzeyinin sterilize edilmesi.
1. Ambalaj lambanın altında yer alıyor.
2. Lamba, ambalaj içerisine giriyor ve flaş uygulanıyor
3. Lamba, ambalaj Üzerindeki ilk konumuna geri dönerken ambalaj
materyali taşıyıcı bir bant üzerinde ilerliyor.
Mikrobiyal inaktivasyon Mekanizması
 Işık vurgularının öldürücü etkisi farklı dalga
boylarında değişiklik gösterir. Böylece gıda
uygulamalarında, bütün bir spektrum veya
seçilen bir dalgaboyu kullanılabilir. Ancak
görünür ve IR ışınları fototermal
değişikliklere neden olurken UV açısından
zengin ışınlar fotokimyasal değişikliklere
yol açar. Bu nedenle ışık vurguları da
gıdalarda fotokimyasal veya fototermal
reaksiyonlara yol açabilirler. Ancak gıdalarda
istenilmeyen bu reaksiyonların oluşumu sıvı veya
cam bir filtre kullanılarak elimine edilebilir.
Fototermal Etki
Görünür ışınlar absorblandığında, yüzeyde
kısa süreli sıcaklık artışı oluşur.
 Daha sonra Hücreler patlayıncaya kadar hücreler ile ortam
arasında sıcaklık artışı gerçekleşir. Bu aşırı ısınma, UV ışınları
absorbsiyonunun mikroorganizmalar ve onu çevreleyen ortam
tarafından farklı şekillerde gerçekleşmesinin bir sonucudur.

Fotokimyasal Etki
 Uygulamanın inaktivasyon etkisi; öncelikli olarak hücrenin UV
ışınlarına maruz kalmasıyla bakterisidal etkisinin ortaya
çıkmasıdır.Mitoz ve protein sentezini engelleyen dimer oluşumu
tarafından DNA modifikasyonuna neden olur.
 Yapılan deneyler, yüksek enerji seviyesine
sahip olmalarından dolayı 200- 320 nm
aralığındaki kısa dalgaboylu UV ışınlarının,
daha uzun dalgaboylarından mikrobiyal
inaktivasyon açısından daha etkili olduğunu
göstermektedir.
 Bu dalgaboylarındaki UV ışınlarının esas
hedefi DNA (deoksiribonükleik asit)
olduğundan dolayı, mikroorganizmaların
inaktivasyonu DNA daki kopmalar ve
kimyasal modifikasyonlar gibi çeşitli
mekanizmalarla gerçekleşir.
260 nm dalga boyundaki UV
ışınları çok aktif olup
mikroorganizmaların nükleik
asitleri tarafından absorbe
edilirler Öldürücü bileşenler DNA
molekülünün bir sarmalındaki
komşu pirimidinlerin kovalent
bağ yapmasıyla oluşur.
UV ile Mikrobiyal İnaktivasyon
Oluşan primidin dimerleri (timin-timin ve timin-sitozin)
DNA replikasyon ve
traskripsiyonunu etkileyen heliks
yapının bozulmasına sebep olur.
 Geleneksel UV uygulamasında, DNA daki
değişimler belirli koşullar altında tersinir
olabilirken vurgulu ışık uygulaması sonucu
böyle bir durum söz konusu değildir.
Ancak son zamanlarda yapılan çalışmalarda
mikrobiyal inaktivasyon mekanizmasının,
mikroorganizmaların UV ışınlarını
absorblamaları sonucu ani olarak ve aşırı bir
şekilde ısınmaları ve neticede hücre
bütünlüğünün bozulması şeklinde gerçekleştiği
belirtilmektedir (fototermal etki)
 Mikroorganizmaların ışınları absorblama özellikleri farklı
dalgaboylarında değişiklik gösterir. Bu bağlamda
mikrobiyal inaktivasyonun en etkin olduğu UV spektrumu
da 3 banta bölünmüştür (UVC- 180-280 nm, UVB- 280315 nm ve UVA- 315-400 nm).
 Bu gruplar içerisinde UVC, geleneksel UV
uygulamalarında kullanılmaktadır.Bu amaçla çeşitli
filtreler (pyrex filtre, 305 nm altındaki ışınları tutar; cam
filtre, 330 nm altındaki ışınları tutar; makrolon filtre, 400
nm altındaki ışınları tutar) kullanılarak istenen dalgaboyu
aralıklarındaki ışınların geçişine izin verilir.
 Yapılan bir çalışmada görünür ışık kullanımının
mikrobiyal inaktivasyon açısından önemli bir rol
oynamadığı buna karşılık UVB ve UVA ışınlarının ise
UVC ışınları kadar olmasa bile etkili olduğu gözlenmiştir.
Fotosensitizer Kullanımı
 Işığı absorbe etmeyen ve ışık etkisiyle gerçekleşen
fotokimyasal reaksiyonları tetikleyen materyallerdir.
 VIU ile sinerjik etki göstermektedir.
 Reaktif bileşik ve radikal oluşumu katalizlenmekte,
sonuçta mikroorganizmaların inaktivasyonu artmaktadır
(H2O2 + VIU).
 Örneğin B. subtilis sporlarının VIU ile inaktivasyonunda
kullanılan fotosensitizerlerin ilaveten 2 log fazla
inaktivasyon sağladığı belirtilmiştir.
 Gıdalarda bu bileşenlerin kullanımı ile ilgili çalışmalar
halen devam etmektedir.
Vurgulu ışık uygulaması öncesi (A) ve sonrasında (B) A.niger
sporlarının görünümü, x LO 000
 Vurgulu ışık uygulama öncesi ve sonrasında A. niger
sporlarına ait elektron mikroskobu görüntüleri Şekil'de
gösterilmektedir. 33 kW/cm2 düzeyinde 2 vurgu
sonucunda hücre bütünlüğü bozulmakta ve yüzeyde
çukurlar oluşmaktadır. Yukarıda da belirtildiği üzere
mikrobiyal inaktivasyon, UV ışınlarının
mikroorganizmalar tarafından absobsiyonu sonucu ani ve
aşırı bir şekilde ısınması sonucu meydana gelmektedir.
Bu aşırı ısınma, UV ışınları absorbsiyonunun
mikroorganizmalar ve onu çevreleyen ortam tarafından
farklı şekillerde gerçekleşmesinin bir sonucudur.
Mikroorganizmalar çok kısa bir süre içinde uygulanan
vurgu sırasında UV ışınlarını absorbladığı için aşırı bir
şekilde ısınmakta ve daha sonraki süreçte
soğuyamadığından inaktivasyon gerçekleşmektedir.Küf
sporlarının vurgulu ışığı absorblaması spor rengi ile ilişkili
olduğundan koyu renkli sporların inaktivasyonu daha
kolay olmaktadır.
Bir maya hücresinin hücresel
yapısının parçalanması
a) İşlem görmemiş
b) 0.7 J/cm2 enerji
düzeyinde 2 flaş
uygulanmış
c) 0.7 J/cm2 enerji
düzeyinde 3 flaş
uygulanmış
d) 60 mW/cm2/s de
3 saniye sürekli
UV ışın
uygulanmış
Değişen vurgulu ışık yoğunluğunun (0.244 - 0.977
J/cm2) küf gelişimine etkisi
Farklı dozlardaVurgulu ışık uygulanmış Petri
kaplarında Aspergillus cinnamomeus kolonilerinin
gelişimi
a)İşlem görmemiş kontrol örneği
B)0.497 J/cm2
c) 0.716 J/cm2
d) 0.977 J/cm2
Değişen süre (10×10-3 - 30×10-3 s) vurgulu ışık
uygulamasının küf gelişimine etkisi
Farklı sürelerdeVurgulu ışık uygulanmış Petri
kaplarında Cladosporium herbarum kolonilerinin
gelişimi
a) 10 × 10-3 s
b) 20 × 10-3 s
c) 30 × 10-3 s
vurgulu ışık uygulanmış örneklerdir.
Su içerisinde Bl ve B2 bakteri hücrelerinin vurgulu ışıktan etkilenmeleri
Vurgu sırasında meydana gelen yüksek sıcaklık bakteri hücre bütünlüğünün
bozulmasına neden oluyor.
Avantajları
 Yüksek işlem hızı vardır.
 Üründe sıcaklık artışı hiç yoktur veya azdır bu nedenle soğutma
sistemine gerek yoktur
 Xenon Lamba civalı UV lambalara göre %80 daha az enerji kullanımı
sağlar
 Güvenlidir
 Az yer işgal eder
 Uygulama koşulları esnektir
 Enerji seviyesi
 Uygulama süresi
 Vurgu sayısı gibi parametreler değiştirilerek optimizasyon
sağlanabilir.
Avantajları
 Çevreye de uygulanabilme avantajı vardır
 Uçucu organik bileşenler oluşturmaz veya kullanımını gerektirmez
 Toksik materyaller içermez (UV lambada civa bulunmaktadır, fakat
Xenon lambada yoktur)
 Plastik ambalajdan nüfuz edebilme özelliğine sahiptir
 Tek hatla üretim sağlar
 Tüm mikroorganizma türleri inaktive edilebilmektedir (küf, maya,
bakteri, riketsiya, mikoplazma, virüs)
 İşlem etkinliği fazladır
 Kullanımı kolaydır
Kullanım alanları
 Yüzey uygulamaları
 Gıda yüzeyinde
 Laboratuvar tezgahları gibi diğer yüzeylere
 Duvar, tavan, tabanların dekontaminasyonunda
* Düzgün, kuru yüzeylerde (alüminyum, kağıt, cam, tıp malzemeleri, ambalajlar)
* Kalın ve/veya yarı opak mateyallerde daha iyi sonuç alınmaktadır.
 Sıvılar





UV ışığa karşı geçirgen olan sıvılar (örneğin su)
Proses kimyasalları
Sıvı eczacılık ürünleri
Tamponlar
Sıvı protein çözeltileri
* Derinlik ve absorpsiyon etkinliği önem taşımaktadır.
* İnce tabaka halinde akış sağlanması ile daha etkin sonuç alınmaktadır.
 Hava dekontaminasyonu

Hastane, ofis, otel, mikrobiyoloji laboratuvarı, steril eldiven veya kıyafet
kullanılan yerlerin dekontaminasyonunda
Gıdalarda Vurgulu Işık Uygulaması

Gıda bileşenleri ışığı absorbe ettiği için alt tabakalarda bulunan
mikroorganizmaların UV ışınlardan etkilenmesi azalmaktadır.
 Gıdanın tüm yüzeyi UV ışınlar ile temas etmediği için sınırlı inaktivasyon
elde edilmektedir.
 Yığın halde VIU işlemine tabi tutulmaları birbirlerini gölgelemelerine sebep
olmaktadır.
 Gıdada yüksek mikroorganizma yükünün olması gölge etkisi yaratarak daha
düşük inaktivasyona sebep olmaktadır.
 Gıdalar opal ve düzensiz şekilde olduğu için inaktivasyon sınırlı olmaktadır.
 Çok yönlü vurgulu ışık uygulaması yapılabilir.
 Gıda rastgele hareket ettirilerek her yüzeye ışık gelmesi sağlanabilir.
* Böylece, homojen VIU işlemi uygulanmış olur ve mikroorganizma
inaktivasyonu her yönde gerçekleşir
Gıdalarda Vurgulu Işık
Uygulaması





Gıdanın özellikleri
Uygulanan işlemin özellikleri (dalgaboyu, yoğunluk, süre, vurgu sayısı)
Paketleme materyalinin özellikleri (tipi, geçirgenliği, rengi, kalınlığı) önem
taşımaktadır.
Yüksek protein ve yağ içeriğine sahip gıdalarda inaktivasyon daha düşük
olmaktadır.
 Çünkü protein ve yağ UV ışığı absorbe etmekte böylece ışınların
mikroorganizmalara ulaşması engellenmektedir.
Karbonhidrat ve su içeriğinin ise inaktivasyon üzerinde değişen etkileri
vardır.
Gıdalarda yüksek dozda VIU sıcaklıkta yükselmeye sebep olmakta,
dolayısıyla gıda olumsuz yönde etkilenmektedir. Bu etkileri gidermek için;
 Soğutma sistemi kullanılabilir.
 Uygulama süresi kısaltılabilir.
 Düşük dozda işlem uygulanabilir.
 Örnek ile lamba arasındaki mesafe azaltılabilir.
Gıda Endüstrisinde
Vurgulu Işık Uygulama
Sistemleri
Gıda Endüstrisinde Kullanılan
Vurgulu Işık Uygulama Ünitesi
Vurgulu Işık ile Sterilizasyon
Ünitesi
Gıdalarda vurgulu ışık
uygulamalarının olası kullanım
olanakları
 Yapılan çalışmalar bazı gıdalarda vurgulu ışık
uygulamalarının kullanılabileceğini göstermiştir.
Bu uygulamalar şöyle özetlenebilir:







Ambalajlar
Meyve Sebzeler
Buğday unu
Karabiber
Mantar
Et
Su
Meyve ve Sebzeler
 VI uygulamasının etkinliğinde;
 Yüzeydeki doğal mikroorganizma popülasyonunun direnci
 Mikroorganizmaların yerleşme bölgesi
 Mikroorganizmaların konumu (gölge etkisi)
 Ortamdaki koruyucu bileşenler rol oynamaktadır.
 Meyvelerde VI uygulaması ile çok etkin bir sonuç alınamamaktadır.
 Isıl ve VIU işlemi kombine halde kullanılmasına rağmen küf
gelişiminin engellenemediği belirtilmiştir.
 Diğer taraftan yüksek dozda vurgulu ışık uygulaması PPO aktivetisini
arttırarak enzimatik esmerleşme reaksiyonlarını geliştirmektedir.
 Ayrıca bu durumda fenolik bileşenler, C vitamini ve antioksidan
özellikler önemli ölçüde düşüş görülmektadir.
 VIU’nin mantarda bulunan D2 vitaminini
arttırdığı belirtilmiştir.
 Mantarda doğal olarak bulunan ergosterolleri
ergokalsiferole (D2 vitamini)
dönüştürmektedir.
 B. cinerea çileklerin taşınması ve depolanması
boyunca önemli ekonomik kayıplara sebep
olmaktadır.
 Fakat çilekte uygulanan VI işleminin bu küfler
üzerinde etkili olmadığı belirlenmiştir.
Su
 Bakteri sayısında 2 vurgu ile 7 log azalma
görülürken;
 Virüs ve parazit sayısı 4 log azalma göstermiştir.
 Derinlik oldukça önemli etkiye sahiptir.
 Suda bulunan mikroflora da önemlidir.
 Mikroorganizmanın ışınları absorbe etme özelliği
ne kadar fazla ise inaktivasyon o kadar etkili
olmaktadır.
Buğday unu ve kara biber
 Buğday unu ve kara biberde yapılan çalışmada örneklere;
 31.25 J/cm2 dozunda 64 vurgu uygulanmıştır.
 Mikroorganizma yükü açısından
 Buğday ununda 0.7 log
 Kara biberde ise 2.93 log düşüş görülmüştür.
 Kara biberde daha büyük düşüş görülmesinin sebebi koyu renkli
maddelerin ışığı daha fazla absorbe etmesidir.
 Ayrıca renkte de bozulma meydana gelmiştir. Bu durum ise sıcaklığın
yükselmesine ve oksidasyona bağlanmaktadır.
Yumurta

Vurgulu ışık uygulaması yumurtanın işlenmesinde oldukça yararlı bir
yöntemdir.


Su kullanılmadığı için kütikül tabakası korunmakta,
Yıkama işlemine gerek kalmamaktadır.
 Salmonella fotoreaktivasyon kabiliyetine sahiptir. Dolayısıyla, vurgulu ışık
uygulamasına tabi tutulmuş yumurtaların işlem sonrasında gün ışığından
korunması gerekmektedir.
 Yapılan bir araştırmada
 Yıkanmamış olan yumurtalara vurgulu ışık uygılanması ile %24-80 arası
maksimum dekontaminasyon sağlanmıştır (3.6 log KOB/yumurta).
 Fakat yıkanmış olan örneklerde bu başarı sağlanamamıştır.
 Bunun nedeni;
 Yumurta kabuğunun en dışında, glukoprotein yapısında
kütikül tabakası olan çok katmanlı bir yapı vardır.
 Kütikül tabakası, bakterilerin porlar içine girmesini
engelleyen fiziksel bir bariyer görevi görmektedir.
 Yıkama işlemi ise bu tabakaya zarar vermekte, bakterilerin
porlar içine girişini kolaylaştırmaktadır.
 Ayrıca yıkama sonrasında, kütikül tabakasında oluşan
diğer parçacıklar da mikroorganizmaların UV ışından
korunmasını sağlamaktadır.
Yıkanmış olan yumurtalarda VIU işlemin daha az etkin olduğu
görülmektedir.
Kütikil tabakasına herhangi bir zarar geldiği zaman VIU işlemine karşı
koruyucu bir tabaka oluşmaktadır.
Ayrıca, bu sayede bakteriler porların daha içlerine doğru nüfuz
edebilmektedir.
Fakat, VIU işlemi etkili bir şekilde derine nüfuz edemediği için
dekontaminasyon azalmaktadır.
SEM görüntüleri ile de bu durum
kanıtlanmıştır.
a) Bakteri aşılaması yapılmış ve
yıkanmamış yumurta kabuğu
Salmonella yüzeyleri oldukça
düzgün ve homojen dağılmış
b) Bakteri aşılaması yapılmış ve
yıkanmış yumurta kabuğu
Salmonella yüzeylerinin ve kütikül
tabakasının zarar görmesine bağlı
olarak ipliksi ve kümeleşmiş
yapılar görülmektedir.
Bu yapılar hücreleri çevreleyerek,
bakterileri VIU’na karşı koruyan gölgeli
kısımların oluşumuna sebep olmaktadır.
Yıkama ile yumurta kabuğunun bazı
kısımları çevrelenmemiş hale gelmekte,
böylece bakterilerin saklanabileceği
por sayısını arttırmaktadır .
Ambalaj
 VIU’nin içecek endüstrisinde peroksitler
gibi kimyasallar kullanılmadan ambalaj
materyallerinde sanitasyon sağlamakta
yeni bir seçenek olarak kullanılabileceği
belirtilmiştir (Özellikle portakal suyu için
büyük şişeleme ünitelerinde kullanılabilir).
 Vurgulu ışık uygulamasının mikroorganizmalar üzerindeki
öldürücü etkisi, geleneksel UV kaynakları ile
kıyaslandığında oldukça fazladır.
 Örneğin, geleneksel UV uygulamasında ilk 3- 10 saniye
içinde Aspergillus niger populasyonunda 2.5-4.5 log
çevrimlik azalma meydana saptanmış, işlem süresinin
uzaması mikrobiyal yükteki azalmayı önemli ölçüde
etkilememiştir.
 Buna karşılık bir veya birkaç ışık vurgusu uygulanması
halinde ambalaj üzerindeki A. niger sporlarında 7 log
CFU/cm2 lik azalma meydana saptanmıştır.
Benzer şekilde polietilen ambalajlar kullanılarak
yapılan bir denemede Bacillus pumilus, B. subtilis var
niger, B. stearothermophilus, A. niger sporları 106
CFU düzeyinde inoküle edilmiş ve vurgulu ışık
uygulamasının etkisi incelenmiştir.
 Bu mikroorganizmalardan B. pumilus radyasyona
karşı, B. subtilis var niger alkali ajanlara, kimyasallara
ve ısıya karşı, B. stearothermophilus buharla yapılan
ısıl işlemlere karşı ve A. niger sporları da geleneksel
UV uygulamasına dirençli olduklarından seçilmişlerdir.
 Vurgulu ışık uygulaması gerçekleştirilmiş 80 örnekten
hiçbirinde canlı mikroorganizma tespit edilememiştir.

 Son zamanlarda gıda endüstrisinde vurgulu ışık kullanımı
ile ilgili çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmektedir.
 Yapılan bir çalışmada, 2 cm kalınlığında kesilmiş biftek
parçalarının her iki yüzü 1 J/cm2 düzeyinde 5 flaş ile
(toplam ugulama 5 J/cm2) muamele edildiğinde,
üründeki mikrobiyal yükün kontrol örneklerine kıyasla
yaklaşık 2 log CFU düzeyinde azaldığı tespit edilmiştir.
 Benzer şekilde yapılan başka bir araştırmada ise
vurgulu ışık uygulanarak buzdolabı koşullarında 7 gün
depolanan karidesler hala yenilebilir durumdayken, işlem
görmemiş karideslerde ileri bir mikrobiyal bozulma
gözlenmiş, renk kaybı ve kötü koku oluşumu sonucu
ürün yenilemez bir durum almıştır.
 Yumurta kabuğu üzerindeki mikrobiyal yükün de
vurgulu ışık uygulaması ile etkili bir şekilde elimine
edildiği belirlenmiştir. 0.5 J/cm2 düzeyinde 8 flaş
uygulaması ile yumurta yüzeyindeki Salmonella
enteriditis populasyonunda 8 log çevrime varan
azalma tespit edilmiştir.
 Başka bir çalışmada Pseudomonas spp. inoküle
edilmiş kalıp halindeki peynirleri 16 J/cm2 enerji
yoğunluğunda vurgulu ışık ile muamele edildiğinde 2
flaş sonunda mikrobiyal yükte 1.5 log çevrimlik bir
azalma meydana gelmiştir. Bu sırada yüzeyde 50C’ lik
bir sıcaklık artışı meydana gelmiş ve yapılan duyusal
değerlendirmede peynir tadında herhangi bir olumsuz
değişim gözlenmemiştir.
 Düşük dozda vurgulu ışık işleminden geçen Cheddar
peynirlerindeki maya gelişimi geciktirilmiştir ve vurgulu
ışık uygulaması natamisinden daha etkilidir.
 Vurgulu ışığın fırıncılık ürünlerinde kullanımı ile ilgili
olarak da çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu tür
ürünler fırından çıktıklarında Bacillus sporları gibi yüksek
sıcaklıklara dirençli bazı mikroorganizmalar haricinde
genellikle mikrobiyolojik açıdan güvenilirdir. Bununla
birlikte daha sonraki soğutma, dilimleme ve ambalajlama
gibi aşamalar sırasında ürün yüzeyine kontaminasyon
gerçekleşebilir.
 Yapılan bir çalışmada ekmekler 0.5 J/cm2 düzeyinde 8
flaş ile (toplam 4 J/cm2) muamele edilmiş ve polipropilen
filmler kullanılarak ambalajlanmıştır.
 İşlem görmemiş örnekler 6. güne kadar %70, 7. günden
itibaren ise tamamen küflenirken vurgulu ışık uygulaması
gerçekleştirilen örneklerde 13 gün sonunda %4'den daha
az bir küflenme gözlenmiş 26 gün sonuna kadar bu
oranda herhangi bir artış gözlenmemiştir.
Sınırlamalar / Kritik işlem
Faktörleri
 Vurgulu ışığın öldürücü etkisi, ışık yoğunluğunun
artması ile artmaktadır.
 Işığın opak ve düzensiz yüzeylere nüfuz etmesinin güç
olmasından dolayı, bu durumda diğer teknolojilerle
kıyaslandığında vurgulu ışık kullanımı ile genellikle
daha az bir mikrobiyal inaktivasyon gerçekleşir.
 Işık karakteristikleri (dalgaboyu, yoğunluğu, vurgu
sayısı ve süresi), ambalaj ve gıdanın nitelikleri (tip,
şeffalık, renk) kritik işlem faktörleri olarak göz önünde
bulundurulmalıdır.
 Akışkan gıdalarda şeffaflık ve derinlik de kritik
faktörlerdir.
Gıda Endüstrisinde Vurgulu Işık
Uygulamaları

Hava ve suyun aseptik uygulamaları için dezenfeksiyonu,

Sıvı gıdalarda bozulma ve patojenik mikroorganizma
inaktivasyonu,

Mikrobiyal yüzey kontrolü,
Ekipman ve yüzey dezenfeksiyonu
Paketleme ve kapak dezenfeksiyonu
Meyve-sebzelerin yüzey dezenfeksiyonunda

Hurdle uygulaması
 Vurgulu ışık uygulamalarının ticari
olarak kullanımından önce detaylı
araştırmalar yapılması gerekmektedir.
Bu bağlamda bilgilerimizin yetersiz
olduğu ve üzerinde çalışılması
gereken alanlar aşağıda verilmiştir
 Kritik işlem faktörlerinin tanımlanması ve bu
faktörlerin mikrobiyal inaktivasyon üzerine etkileri,
 Bu teknolojinin, ışınların nüfuz etmesinin güç olduğu
katı gıdalara ve berrak olmayan sıvılar açısından
uygunluğu,
 Toksik yan ürünlerin oluşma potansiyeli,
 Patojen mikroorganizmaların vurgulu ışık uygu lamalarına karşı direnci,
 Bu teknoloji ile geleneksel UV (254 nm) uygulamaları
arasındaki farklar,
 Mikrobiyal inaktivasyon mekanizmasının geleneksel
UV uygulamalarından farkı.

Benzer belgeler