Koruyucu maddeler, gıdanın raf ömrünü uzatan sentetik veya doğala özdeş maddelerdir. Koruyucu maddelerin gıdalarda kullanılma alanları ürün tipine göre değişmektedir.
Doç. Dr. Özlem TOKUŞOĞLU / Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fak., Gıda Müh. Böl.
Yaş meyve-sebze muhafazasında koruyucu katkı maddeleri
Meyve sebze teknolojisi; reçel-marmelat üretiminden kurutulmuş sebze meyve üretimine uzanan geniş bir uygulama alanını kapsamaktadır, uygulanan koruyucu ajanlar da çok geniş spektrum gösterir. Taze meyvelerin korunmasında kullanılan fungusitler meyvelerin çürümesini engellemek amacıyla genellikle ambalaj materyallerine uygulanarak kullanılmaktadır.
Hızlı buharlaşabilen ve bu sebeple de etkinliği azalan bir madde olan difenil ajanlar; ambalaja, kağıt ve kartonların her m² yüzeyinde 1-5, difenil ajanı olarak uygulanmaktadır. o-Fenilfenol, özellikle turunçgil meyvelerinde kullanılmakta olup, meyve yüzeyine zarar vermemesi amacıyla % 0.2’lik daldırma çözeltisi şeklinde uygulanmakta, akabinde meyveler su ile yıkanmaktadır.
Bu şekilde muamele edilmiş meyvelerde en fazla 12 mg/kg düzeyinde kalıntısına izin verilmektedir. Tiyabendazol ajan ise % 0.1-0.45’lik çözeltiler veya mumlu emülsiyonlar halinde uygulanmaktadır.
Kuru meyve-sebze muhafazasında koruyucu katkı maddeleri
Kuru meyve ve sebze teknolojisinde enzimatik ve özellikle de enzimatik olmayan esmerleşmenin önlenmesinde yaygın olarak kullanılan kükürtdioksit, kurutulacak meyveye bisülfit veya bisülfit çözeltisi olarak veya kükürtdioksit gazı olarak başlıca iki şekilde uygulanabilmektedir. Ancak yaygın uygulamada ürün kükürtdioksit gazı ile muamele edilmektedir.
Özellikle karotence zengin meyveler olan kayısı ve şeftalilerde 2000 ppm düzeyinde kükürtdioksit önerilirken üzümde 1500 ppm, armutta 1000 ppm önerilmektedir. Üzüm kurutmada, kurutma sonrası saplarından ayrılan üzümler işleme tesislerine getirilmekte ve burada basınçlı su ile yıkanarak yabancı maddelerinden arındırılmakta ve ıslakken kükürtleme odasına alınarak kükürtlenmektedir.
Kayısılar, güneşte kurutulmaktadır, bu amaçla tam olgunlaşmış meyveler ikiye bölünmekte, çekirdekleri çıkarılarak kerevetlere yerleştirilmekte ve kükürtleme odasında kükürtlenmektedir.
Elma kurutulmasında; elmalar soyulup çekirdek evleri temizlendikten sonra dilimlenmekte ve % 1-2’lik sodyumbisülfit çözeltisine daldırılarak kükürtlenmektedir. Daha sonrasında kurutulmuş olup paketlenmektedirler. Yine kurutulmuş sebze ve meyveler için sülfit ve bisülfit çözeltisi püskürtme yolu ile ilave edilebilmektedir.
FDA’ya göre, kurutulmuş sebze olarak da kurutulmuş patateste 200-500 ppm, kurutulmuş lahanada 1500-2500 ppm ve kurutulmuş havuçta 500-1000 ppm düzeyinde kükürt dioksit bulunmasına izin verilmektedir.
Turunçgil transferleri öncesi ambalajlamada koruyucu katkı maddeleri
Taze turunçgil meyvelerinin çürümesini engellemek amacıyla genellikle ambalaj materyallerine fungusit uygulaması söz konusudur. Çok çabuk buharlaşabilen ve bu nedenle etkisi azalan bir madde olan o-fenilfenol, kağıt ve karton ambalajların her m² yüzeyine olacak şekilde uygulanmaktadır; o-fenilfenol, meyve yüzeyine zarar vermemesi amacıyla % 0.2’lik daldırma çözeltisi şeklinde uygulanmaktadır ve akabinde meyveler su ile yıkanmaktadır.
Bu şekilde muamele edilmiş turunçgil meyvelerinde kodeks gereği maksimum 12 mg /kg düzeyinde o-fenilfenol kalıntısına izin verilmektedir. Tiyabendazol koruyucu katkısı ise % 0,1- 0,45’lik çözeltiler veya mumlu emülsiyonlar halinde kullanılmaktadır.
Reçel ve marmelat üretiminde koruyucu katkı maddeleri
Meyve pulplarının muhafaza edilmesi amacıyla kükürtdioksit koruyucunun ürüne tam nüfuz etmesi önemlidir ve 1500-3000 ppm kükürtdioksit ürüne ilave edilir. Meyveler pişirildikten sonra kontrol edildiğinde 0-100 ppm koruyucu kalıntısı içermekte olmalıdır.
Paraben ajanlar da reçel ve marmelat teknolojisinde kullanılan koruyucu maddelerdir; bu amaçla reçel veya marmelata işlenen meyveler, % 0.07’lik metil ve propil paraben karışımı çözeltisine daldırılmaktadır. Metil parabenin suda çözünürlüğünün yüksek oluşu ve propil parabenin yüksek etkinliği ile sinerji sağlayabilmektedir.
Konserve meyve sebze ürünlerinde koruyucu katkı maddeleri
Konserve meyve ve sebze ürünlerinin işlenmesi sonrası C.botulinum bakterilerinin ısıya daha dayanıklı olan sporlarının inaktif hale getirilememe olasılığını önlemek için koruyucu ajan olarak da nisin antibiyotiği kullanılmaktadır. Nisin, termofiliklerin üremelerini önlemekte olup özellikle konserve çorbalarda, havuç püresinde, domates mamullerinde, bezelye ve taze fasulye konservelerinde kullanılmaktadır.
Et ve et ürünlerinde kullanılan koruyucu katkı maddeleri
Et ve et ürünlerinde kullanılan başlıca antimikrobiyal maddeler; sorbatlar, nitrit ve nitratlar, etil ve propil parabenler, kükürtdioksit, asetik asit ve tuzları, antibiyotikler ve CO2’dir. Et ve et ürünlerinde genel olarak, nitratlar uzun süre olgunlaşma uygulanacak olan sucuk ve pastırmada, buna karşın nitritler direkt ısıl işleme tabi tutulan (pişirilmiş) sosis ve salamda kullanılmaktadırlar. Nitrit ve nitratlar, üretimin ilk aşamasında kürleme maddeleri ile birlikte katılmaktadır.
Pastırma üretiminde: Pastırma üretiminde tuzlama ve kürleme işlemi birlikte yapılmaktadır. Üretim süresi 4 hafta veya daha uzun sürüyorsa potasyum nitrat, hızlı üretim yapılıyorsa sodyum nitrit kullanılmaktadır. Kürleme maddesi olarak nitrat kullanıldığında; toplam et ağırlığının % 0.05 kadarı, yani 500 ppm veya bir başka deyişle her 100 kg et için 50 g potasyum nitrat tuz ile iyice karıştırılmalıdır. Sodyumnitrit kullanılarak yapılacak olan kürlemede ise bu miktar; % 0.015, yani 150 ppm veya başka bir deyişle her 100 kg et için 15 g’dır. Kürleme yardımcı maddesi olarak askorbik asit veya askorbatlar kullanılabilmektedir.
Sucuk üretiminde: Üretim süresi 4 haftayı geçen, doğal koşullarda olgunlaştırılan sucuklarda 500 ppm potasyum nitrat tuz ile karıştırılarak kullanılmaktadır. Üretim süresi 4 haftanın altında, hızlı olgunlaştırılan ve ısıl işlem kullanılarak üretilen sucuklarda nitritli kürleme tuzu kullanılmaktadır. Sucuğa katılan sodyum nitrit miktarı 2 kg tuz için 100 ppm, 3 kg tuz için 150 ppm’dir. Dolumdan sonra sucuklar, yüzeydeki küflenmeyi önlemek amacıyla % 3.5’luk paraben çözeltisine veya % 2.5’luk sulu sorbat çözeltisine daldırılıp çıkarılabilirler.
Alternatif olarak kılıflar dolumdan önce potasyum sorbat çözeltisine veya natamisin süspansiyonuna daldırılmakta veya sucuk yüzeyi doğrudan bu muameleye tabi tutulmaktadır. Özellikle potasyum-metabisülfit sucuklara karıştırma aşamasında tuz veya baharatlarla (zencefil, kimyon, karabiber, kırmızıbiber) birlike katılabilmekte maksimum miktarı 450 ppm olabilmektedir.
Sosis üretiminde: Sosis üretiminde hamur hazırlanırken kürleme aşamasında % 2-2.2 nitritli kürleme tuzu katılmaktadır. Sosislerde özellikle Enterobacteriaceae familyasındaki bakterileri kontrol etmek amacıyla 450 ppm’e kadar kükürt dioksit kullanılabilmektedir.
Kırmızı et ürünlerinde paketlemede CO2 kullanımı, bakteriostatik etki göstermekle beraber çok yüksek oranlarda kullanıldığında renkte bozulmaya yok açmaktadır. Görünümü bozduğu için depolama ömrünün uzatsa dahi % 20’nin üzerinde kullanılmamalıdır. Optimum koşullar modifiye atmosfer olarak % 20 CO2 ve % 80 O2 karışımıdır.
Su ürünleri muhafazasında kullanılan koruyucu katkı maddeleri
*Düşük yağlı balıkların korunmasında buzla koruma yanında karbondioksit +oksijen +azot uygulaması (% 20 CO2 +% 30 O2 + % 30 N), çok yağlı balıkların korunmasında ise % 60 CO2 + % 20 N karışımları kullanılabilmektedir. Ayrıca aşağıda bileşimini ifade ettiğim FRON-KEM veya FISH-PLUS veya FP-88 koruyucu katkı miksleri kullanılabilmektedir.
*Kültür balıklarında yemlere karıştırılarak verilen antibiyotiklerin final üründe çeşitli antibiyotiğe dirençli bakterileri oluşturabilmesi nedeniyle antibiyotik kullanımı balık muhafazasında yasaklanmıştır.
*Su ürünleri sanayinde buzla koruma yanında farklı antimikrobiyal maddeleri (özellikle FRON-KEM; sodyum benzoat, fumarik asit içeren karışımlar) önemli ölçüde kullanılmaktadır. Raf ömrünü uzatmak için kullanılan iki diğer daldırma ürünü de FISH-PLUS ve FP-88’dir. Fish-Plus; polifosfat-sitrik asit-potasyum sorbat karışımı, FP-88 ise polifosfat-askorbik asit-tuz karışımından oluşmaktadır.
Süt ürünleri muhafazasında kullanılan koruyucu katkı maddeleri
İşlenmemiş sütte katkı maddesi ve dolayısıyla antimikrobiyal madde kullanımına izin verilmemektedir. Peynir, tüm süt ürünleri arasında koruyucu madde kullanımının en yaygın olduğu ürün olarak göze çarpmaktadır.
Peynir üretiminde: Peynir yapımı uygun sıcaklığa ısıtılan süte starter kültür katılmasıyla başlamaktadır. Tüm kimyasal maddeler peynire, rennetleme sıcaklığı olan 28.9-30⁰C’ye ulaşıldığında, bir başka deyişle olgunlaştırma aşaması öncesinde katılmaktadır.
Daha sonra oluşan pıhtı kesilerek ısıtılmakta ve karıştırma süresince peynir altı suyu uzaklaştırılmaktadır. Doku oluşması, küçük parçalara ayırma, tuzlama ve kalıplarda presleme ile peynir üretimi tamamlanmaktadır.
Koruyucular peynire karıştırılarak, dilimlerin antimikotik çözeltiye batırılmasıyla veya çözeltinin spreylenmesiyle uygulanmaktadır. Küf bulaşması bir yüzey olayı olduğu için, sorbik asit yüzeye serpilebilmekte veya sorbik asitli paketleme malzemesi kullanılabilmektedir.
Nisin peynir üretiminde kullanılan S.lactis tarafından üretilen bir antibiyotiktir. Gaz üreten bakterilerin gelişmesini engellemektedir. Nisin, Staphylococcus, Bacillus, Clostridium, Corynebacterium’a karşı etkindir. Ancak S.thermophilus, S.lactis, Propionobacteria türleri nisini inaktive etmektedir.
Genellikle % 0,25 düzeyini aşmayacak şekilde kullanılmalıdır. Genelde peynirin yüzeyinde küf gelişimi istenmediğinden, % 0,1 oranında sorbik asit ya da Ca ve Na tuzları da küf gelişimini önlemek amacıyla katılmaktadır. Sorbik asit ve/veya onun sodyum ve potasyum tuzlarının 40 çeşide yakın peynir ve peynirli gıdada kullanılmasına izin verilmektedir. Genellikle sorbik asidin % 0.03-0.15’in üzerinde bulunması ekşimsi tat oluşumuna neden olmaktadır. Peynirlerde yüzeydeki küf oluşumunun engellenebilmesi için son yıllarda natamisin kullanımına da izin verilmektedir. Bu durumda ya tuzlama sırasında salamura suyuna ya da peynir yüzeylerine natamisin uygulanmaktadır. 1 ton salamura içine 13 g kullanılmaktadır.
Kaşar peynirinde ise 1 litre suda 4 g çözülerek hazırlanan natamisin çözeltisine peynirlerin daldırılmasıyla ya da çözeltinin peynir yüzeyine sürülmesiyle oluşabilecek küf ve mayalar kesinlikle önlenmektedir.
Propiyonatların süt ürünlerine ilk defa uygulanması ise cheddar peynirinde daldırma yöntemiyle olmuştur. Daldırma ve yıkanma süresine ve kontaminasyonun düzeyine bağlı olarak % 8’lik propiyonik asit çözeltisinin küflenmeyi 3-5 günden 12-28 güne uzattığı saptanmıştır. Peynir üretiminde propiyonatlar emülsifiye edici tuzlarla birlikte kullanılabilmektedir.
Meyveli yoğurt üretiminde: Meyveli yoğurtlarda mikrobiyolojik bozulmanın nedeni düşük pH değerlerinde gelişebilen küf ve mayalardır. Bu sorun genellikle meyveli yoğurt yapımında kullanılan meyvelerin gıda güvenliğine uygun olmamaları ve yeterli şeker içeriğinde olmamaları dolayısıyla ortaya çıkabilmektedir. Antimikrobiyal maddelerin yoğurda direkt olarak ilavesi yerine kullanılan meyvelerde mikrobiyal gelişmenin önlenmiş olması tercih edilmektedir.
Bunun yanı sıra çalışma ortamının hijyenik koşullara uygunluğuna bağlı olarak 1 ton ürün için 10-20 g natamisin 1-2 litre saf su içerisinde çözündürülerek, süt pastörize edildikten sonra tava ya da kaselere dökülmeden hemen önce süte ilave edilerek 1-2 dk karıştırılarak, küf ve maya gelişimi engellenebilmektedir.
Sütlü tatlı tipi gıdaların üretiminde: Sütlü tatlı tipi gıdalar sterilizasyon işlemine tabi tutulduklarında görünüşlerinde, tatlarında veya dokularında zarar oluşturmadan muhafaza edilebilmeleri zordur. Nisin, bu tip gıdalara ısıl işleme yardımcı olmak ve uygulanan ısıl işlemin sıcaklığını düşürmek amacıyla katılabilmektedir.
Margarin üretiminde kullanılan koruyucu katkı maddeleri
Gerek sıvı, gerek çeşitli yöntemlerle katılaştırılmış bitkisel yağlar ve hayvansal yağlar, mikroorganizmalar için gerekli besin öğelerinden sadece tek bir komponent olan yağı ağırlıklı olarak içerdiklerinden herhangi bir mikrobiyal yük gelişimi ve artışı bu ürünlerde söz konusu olmamaktadır. Ancak bitkisel sıvı yağ eldesinde hammadde olarak kullanılan tohumlar ya da zeytin veya hurma gibi meyveler depolama işlemi sırasında ortam şartlarına da bağlı olarak küf kontaminasyonuna maruz kalabilmektedir.
Küf kontaminasyonu riskini tohumların ya da meyvelerin depolanmaları sırasında haşerelerce zedelenmesi ve bununla birlikte solunum sonucunda meydana gelen sıcaklık ve nem artışı daha da yüksek boyutlara çekmektedir. Tohum ya da meyvelerin yüzeylerindeki küf gelişimi, küflerin salgıladıkları mikotoksinlerin son ürün olan sıvı yağa geçmesi gibi önemli problemlere yol açmaktadır.
Pamuk tohumunda aflatoksin problemi pamuk yağının rafinasyonunda oldukça önemli problemlere yol açmaktadır. Bu durumun depolama sırasında önlenmesi kükürtdioksit gazını belirli konsantrasyonlarda içeren ortamlarda depolama, azot içeren kontrollü atmosferde depolama, insektisid ve pestisit olarak bilinen maddelerin tohum yüzeylerine püskürtülmeleri ile gerçekleştirilmeye çalışılmaktadır.
Tohumun tarladan depoya ulaşıncaya kadar önemli düzeyde kontamine olması nedeniyle küf gelişiminin yeterli düzeyde önlenememesi sonucunda sıvı yağa geçen mikotoksinler rafinasyonda arıtılmaktadır. Küspede kalan mikotoksinler ise, küspe genellikle hayvan yemi olarak kullanıldığı için önemli problemlere yol açmaktadır. Margarinlerde genellikle sorbik asit ve/veya benzoik asit tuzları kullanılmaktadır. Margarinlerde sodyum benzoat kullanımı tuz varlığı ile sınırlıdır. Tuz olmadığı durumda sodyum benzoat yeterli inhibe edici etki gösterememektedir.
Hububat ürünlerinde kullanılan koruyucu katkı maddeleri
Hububat ürünlerinde küflerin önemli düzeyinin fırınlama işlemiyle yok edilmesi nedeni ile bulaşmalar fırınlama işleminden sonra gerçekleşmekte ve nemli ortamda ambalajlamada mikroorganizma gelişimi ortaya çıkmaktadır. Depo sıcaklığının yüksek olması da bu olaya yardımcı olmaktadır.
Fırınlanmış gıdalarda propiyonatların en önemli kullanım alanları küf oluşumu ve rop hastalığının önlenmesidir. Un ağırlığı üzerinden % 0.2 kalsiyum propiyonat katılmış ekmeklerde 6 gün sonunda küf oluşmadığı, diğerlerinde ise bu sürenin 4 gün olduğu ve % 0.2 oranının koku problemine neden olmadığı belirtilmektedir. Aynı araştırmada % 0.18 kalsiyum propiyonatın pH 5.8’e kadar etkin olarak ekmekte ropu inhibe ettiği, pH 5.6’da ise % 0.15 konsantrasyonun yeterli olduğu görülmüştür. Fırınlanmış gıdalarda % 0,03-0,06 metil-propil paraben (3/1) karışımının tek başına veya sodyum benzoat ile birlikte kullanılabileceği belirtilmektedir.
Mısır nişastası üretiminde ise sülfitler ilk aşamada elde edilen nişasta içeren süspansiyonda oluşabilecek bakteriyel fermantasyonun önlenmesinde kullanılırlar.
