Gıda Katkı Maddeleri 5-Antimikrobiyaller

 

I-              ANTİMİKROBİYALLER

FDA’da ( ABD gıda ve ilaç dairesi ), tuz, şeker, sirke, baharat gibi doğal maddeler ile herbisit ve insektisitler dışında bozulmayı ve diğer kayıpları önlemek için koruyucu amaçlarla gıdaya katılan bütün kimyasal maddeler “kimyasal koruyucu” olarak bildirilmiştir.

Antimikrobiyal maddeler, gıdalarda istenmeyen, ancak herhangi bir nedenle bulunabilen bakteri, küf ve mayaları, patojen olan veya olmayan her türlü mikroorganizmayı ortamdan yok etmek, çoğalma ve faaliyetlerini önlemek için gıdalara katılmaktadır. Bu maddelerin etkili olabilmesi için ortamın pH‟sı, bileşimi, su aktivitesi ve kullanılma miktarı önemlidir. Mikroorganizmaların olumsuz etkilerini ve toksik yönden meydana getirdikleri zararları önlemek için kullanılan gıda katkı maddesinin seçimi kadar önemli diğer özellikler ise, bu maddelerin belli bir saflıkta, basit yapıda, geniş bir spektrumda etkili ve ucuz olmasıdır. Ayrıca, bu maddelerin tüketimlerinden dolayı meydana gelebilecek sakıncaların da en düşük düzeyde olması, toksik olmamaları ve yağ dokularında birikmemeleri gerekmektedir. Antimikrobiyallerin etkisi, çoğalmayı durdurucu veya öldürücü olabilir. Koruyucu madde katkısı ile mikroorganizma ölümü; genetik yapıların etkilenmesi, protein sentezinin etkilenmesi, enzim sisteminin etkilenmesi ve hücre duvarlarının etkilenmesi şeklinde görülmektedir.

 

A –          UYGUN ANTİMİKROBİYALLERİN BELİRLENMESİ

Uygulamanın etkili olabilmesi için, öncelikle “hangi gıda için hangi katkı maddesi” daha sonra da “hangi katkı maddesi için hangi doz” sorusuna doğru cevap verilmesi gereklidir. Bunda çok sayıda faktör dikkate alınmalıdır. Faktörler genellikle, gıdanın pH değeri, kimyasal maddenin çözünürlüğü ve etki spektrumu, gıdanın etiketlenme durumu ve kimyasal bileşiklerin karşılıklı etkileşimi ( sinerjistik ve antagonistik ) başlıkları altında toplanmaktadır.

 

1-      Gıdanın Ph Değeri

Gıda muhafazası için kullanılan kimyasal maddeler genellikle asit veya tuzdur. Bu bileşikler, sulu ortamda az veya çok iyonize olmaktadır. Disosiyasyon (ayrışma, çözüşme) denilen bu olay ile kimyasal maddenin antimikrobiyal etkisi arasında bir ilişki vardır. Antimikrobiyal etkiyi gösteren, kimyasal maddenin disosiye olmayan kısımdır. İyonize olduğu oranda etkisi azalmaktadır.

Gıdanın pH değeri ne kadar düşükse, antimikrobiyal etkisinin o kadar artacağı sonucu çıkmaktadır. Kısacası, her kimyasal madde ancak belirli pH aralığında etkili olmaktadır. Koruyucu maddenin belirlenmesinde, öncelikle gıdanın pH değerinin göz önünde bulundurulması gereklidir.

 

2-      Kimyasal Maddenin Çözünürlüğü

Gıdaları korumak amacıyla kullanılan herhangi bir kimyasal madde, ancak gerçek anlamda çözünürse etkilidir. Genel olarak, asitlerin molekül ağırlığı arttıkça çözünürlük azalmaktadır.

Emülsiyon gıdalarda koruyucu maddelerin yağ ve su fazında dağılım ( dispersiyon ) durumu da önemlidir. Bu sistemlerde mikrobiyal çoğalma daha çok su fazında olmaktadır. Eğer koruyucu, daha çok yağ fazına geçiyorsa, beklenen etki sağlanmaz. Bu durum, yağ fazındaki konsantrasyonun su fazındaki konsantrasyona oranı olan dağılım katsayısı ile açıklanmaktadır. Emülsiyon sistem için, koruyucunun düşük bir dağılım katsayısı göstermesi gereklidir.

 

3-      Spesifik Antimikrobiyal Etki

Bir koruyucunun antibakteriyel etkisi, her mikroorganizmaya karşı aynı değildir. Bazılarında etkisi daha fazladır ve bu özelliğe “antibakteriyel etki spesifikliği” denir.

Gıdalarla bozulmaya neden olan mikroorganizma popülasyonu genellikle tek tip olmasa bile, gıdanın bileşimine ve özellikle pH değerine bağlı olarak bazı tiplerin bozulma açısından öncelikli olduğu bilinmektedir.

 

4-      Gıdanın Etiketlenme Durumu

Bazı koruyucu bileşikler, gıdaların bileşimi ve duyusal özelliklerine olumsuz etki yapmaktadır. Bu nedenle, gıda tipine göre koruyucu madde seçimi önemlidir. Ayrıca, koruyucu maddenin çeşit ve konsantrasyonuna bağlı olarak değişmekle birlikte, gıdaların duyusal özelliklerinde ve özellikle tadında değişiklik meydana getirebilmektedir.

 

5-      Antimikrobiyallerin Karşılıklı Etkileşmesi

Antimikrobiyal maddelerin çözünürlük, spesifik etki ve tat yönünden farklı olmamalarından dolayı, ayrıca olumsuz özelliklerini azaltmak ve olumlu özellikten yararlanarak en iyi sonuca ulaşmak için, birden fazla bileşiğin birlikte kullanıldığı durumlar söz konusudur. Koruyucu madde kombinasyonlarında, istenen bir sonuç olan sinerjizm ve istenmeyen bir sonuç olan antagonizm görülebilir. Sinerjistik etki, bir bileşiğin etkisinin diğer bir bileşik tarafından artırılmasıdır. Antagonistik etki ise bir bileşiğin etkisinin diğer bir bileşik tarafından azaltılması veya ortadan kaldırılmasıdır.

 

B –          GIDA SANAYİNDE YAYGIN OLARAK KULLANILAN ANTİMİKROBİYALLER

1-      Asetik Asit:

Çok eskiden beri bilinen koruyuculardandır. Koruyucu etkisinden başka, tat verici, aroma geliştirici ve ekşileştirici olarak da kullanılmaktadır. Renksiz bir sıvı olan asetik asit, 16,5°C’da katı hale geçmektedir. Sağlık açısından kullanımında sakınca olmayan maddelerdendir; yani GRAS listesinde yer almaktadır.

Asetik asit ve kalsiyum tuzları ekmekte Rope hastalığını önlemektedir. Ayrıca antimikrobiyal madde olarak, kür edilmiş etlerde, balık ürünlerinde, ketçap, mayonez ve turşularda kullanılmakta, bu ürünlerde çeşni verici fonksiyonu da bulunmaktadır. Hububat ürünleri, sirke, malt şurubu ve konsantrelerinde etkili bir biçimde kullanım alanı bulmaktadır. Fermente olabilir karbohidrat içeren gıdalarda ( örneğin asetik asit fermantasyonuna uğrayan sosis tipi ürünleri ) laktik asit bakterileri ve mayaların çoğalmasını önlemek için %3,6 bulunması gerekmektedir.

 

2-      Propiyonik Asit

Renksiz bir sıvı olan propiyonik asit, aşındırıcı ve keskin kokulu olduğundan gıda endüstrilerinde nadiren kullanılmaktadır. Dolayısıyla Na ve Ca tuzları tercih edilmektedir. Bu tuzlar, Ph’sı düşük gıdalarda serbest asit oluşturmakta ve çözücüde kolay çözünebilmektedir. Küflere etkileri sodyum benzoattan fazladır fakat mayalara etkisizdirler. Bakteri önlemekte de zayıf kalmaktadır.

Na ve Ca propiyanatlar, esas olarak fırıncılık ürünlerinde küf ve rope önleyici (inhibitörü), peynir teknolojisinde küf önleyici ve emülgatör olarak kullanılır. Ca tuzu, ekmek hamurunu kuvvetlendirmek için ilave edilmektedir. Sağlık açısından kullanımında sakınca olmayan maddelerdendir; yani GRAS listesinde yer almaktadır.

Propiyanatlar, güçlü antimikrobiyal etkileri, tat ve kokularının olmayışı nedeniyle, gıda endüstrisinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Literatürde, reçel, kabuğu soyulmuş elma dilimleri, incir, siyah üzüm, kiraz, bezelye ve fasulyeye küflerin çoğalmasını geciktirmek için %0,2-0,4 oranında propiyanat katıldığı, ayrıca hububat, süt ve bazı meyve ürünlerinde kullanılabildiği bildirilmektedir. Beyaz ekmek ununda %0,32 (Ca ve Na propiyanat) ve peynirde %0,32ün önerilen en yüksek kullanım miktarı olduğu belirtilmektedir.

 

3-      Benzoik Asit

Koruyucu olarak kullanılan başlıca tuzları Na, K ve Ca benzoatlardır. Benzoatlar maya ve bakterilere etkili, küflere daha az etkilidir. Antimikrobiyal katkı olarak çözünebilme, kokusuz ve renksiz olma avantajlarına, tatlımsı ve ağzı buruşturucu lezzete sahiptirler. Sodyum benzoat GRAS listesindendir. Sodyum benzoatın gıdalarda en yüksek kullanım miktarı %0,1’dir.

Benzoik asit ve tuzları, turşular, çeşitli soslar ve ketçap, sofralık zeytin, margarin, reçel, jöle, marmelatlar vb. gıdalarda koruyucu olarak kullanılmaktadır. Ekmek ve pastada küflenmeye karşı kalsiyum benzoat kullanılabilmektedir.

 

4-      Sorbik Asit

Beyaz renkte, kokusuz, kristal toz halinde ve hafif asidik tattadır. Sorbatlar GRAS‟ tır. Sorbik asit ile Na ve K tuzları, küf ve mayalara etkilidir. Gıdalarda antimikrobiyal olarak kullanılmasına izin verilen doymamış organik asit yalnızca sorbik asittir.

Sorbatların NaCl ve/veya fosfatlarla kullanıldığında, orta asitli gıdalarda çoğalan ve toksin üreten Clostridium botulinum’u önlediğini, halen kullanılan nitritin yerini belirli bir ölçüde tutabileceğini belirtmişlerdir.

Sorbatlar; gıda sanayinde, çeşitli peynirler ve peynirli ürünler, hububat ürünleri, reçel, jöle ve marmelatlar, soslarda kullanılmaktadır. En yaygın kullanım alanı peynir endüstrisidir. Kaşar peyniri için en başarılı ve stabil küf önleyici oldukları belirlenmiştir.

 

5-      Nitrat ve Nitrit

Nitratlar, Avrupa’da son 160 yıldır peynirlerin salamurada muhafazasında, ABD’de 1923 yılından beri nitrit şeklinde ete ilave edilerek kullanılmaktadır. Bu grup maddeler, katı ve toz halinde satılırlar; kür edilmiş et ürünleri ile balıkta tat, koku, renk ve mikrobiyal stabilitenin kontrolünde kullanılırlar.

Nitrit grubu maddeler oksidasyon ve redüksiyon etmenleridir; organik maddelere karşı duyarlı olup ısıya karşı dayanıklı değildirler. Nitrat ve nitritlerin en etkili olduğu mikroorganizmalar Clostridium botulinum, C.putrificum ve C.sporogenes’tir.

Nitrat ve nitritler en çok et, balık ve peynir ürünlerinde kullanılmaktadır. Peynirde kullanım amacı, gaz ve dolayısıyla gözenek oluşumunu önlemektir. Etlerde ise, ürünlerin tipik pembemsi kırmızı, ısıl işlemle ise parlak kımızı renkleri meydana gelmektedir.

 

6-      Kükürt Dioksit ve Sülfitler

Bu bileşikler çok uzun yıllardan beri gıda muhafazasında kullanılan maddelerdir. SO2, renksiz bir gaz olup kendine özgü kükürt kokusundadır. Koruyucu olarak, ya doğrudan SO2 gazı veya parçalandığı zaman SO2 gazı veren kükürt tuzları ( sülfitler) kullanılır. SO2 suda eriyince sülfüroz asidi oluşturur. Bu asit, çok yüksek antimikrobiyal etkiye sahiptir.

pH değeri, kükürtlü bileşiklerin uygulanmasında büyük önem taşımaktadır. pH 2,5’da sağlanan etkiyi pH 3,5’da sağlayabilmek için 2-4 kat daha fazla madde kullanmak gerekmektedir. Sülfüroz asidin maya ve küfe karşı etkisi pH 7’ye doğru azalmaktadır. Ayrıca SO2, gıdadaki aldehit ve şekerlerle ara bileşikler oluşturmakta ve etkisi azalmaktadır. Serbest SO2’in koruyucu etkisi, bağlı SO2’ten 30 kat daha fazladır.

Kükürtlü bileşiklerin olumlu özelliklerinden birisi, kullanıldıkları gıdadan belli oranda geri alınabilmeleridir. Gıdadan SO2’in uzaklaştırılmasında daha çok ısıl işlemden yararlanılmaktadır. Uzaklaşma oranı, pH düştükçe artmaktadır.

Gıdaların doğal yapılarında da kükürt içeren bileşikler vardır. SO2 ve sülfitler, enzimatik olan ve olmayan esmerleşmenin kontrolünde enzim inhibitörü olarak antioksidan, indirgen ve antimikrobiyal madde olarak etkilidirler. Çok yönlü etkilerinden ve ucuz oluşlarından dolayı çoğu kez alternatifsizdirler. Antimikrobiyal olarak sülfitler maya, küf ve bakterileri önlemektedirler. Ortamın pH‟sı kuvvetli asit reaksiyona dönüştüğünde kükürtlü bileşiklerin mikroorganizma gelişimini etkin biçimde engellediği belirlenmiştir.

SO2 ve sülfit tuzları gıda sanayinde, şarapçılık, sebze ve meyve kurutmacılığı, dondurulmuş ve salamurada muhafaza edilen meyve ve sebzeler, meyve suları ve jöleler, şuruplar ve daha birçok alanda kullanılmaktadır.

Diğer taraftan, fazlasının kötü koku ve tat olarak kendini hissettirmesi, B1 vitaminini parçalaması, metal ekipmanda korozyona sebep olması, koyu renkli ürünlerin rengini açması ve matlaştırması ve sağlık açısından endişelere yol açması, gıdalarda SO2 kullanımının dezavantajlarıdır. Ayrıca sağlığa zararlı bir maddedir.

 

7-      Parabenler (p-hidroksiasit ve esterleri)

En fazla kozmetik sanayinde ve eczacılıkta kullanılmaktadır. 7 veya daha yüksek pH’da etkilidirler. Parabenler, küf ve mayalara çok yüksek, gram negatif bakterilere düşük önleyici etki gösterirler. Bu ürünler kokusuzdur ve hidroliz reaksiyonlarına dayanıklıdırlar; en dayanıklısı kalsiyum tuzudur. Kültür ortamlarında Clostridium botilinium’un gelişmesini ve toksin üretimini engellemektedirler.

Parabenler, gıda sanayinde hububat ürünleri, alkolsüz içecekler, reçel, jöle, şurup ve kremalarda, bira ve peynir endüstrilerinde kullanılmaktadır. Kullanım miktarı %0,1’dir.

 

8-      Gaz Sterilantlar

a.    Etilen ve Propilen Oksitler: Isıya hassas ürünlerin soğuk sterilizasyonunda kullanılırlar. Sterilizasyon maddeleri, gaz formundayken en yüksek etkinlik göstermektedir. Bunların en etkilisi olan etilen oksit, gıda olarak tüketilmeyen maddelerin sterilizasyonunda kullanılmaktadır. Antimikrobiyal olarak gaz sterilanlar, tüm mikroorganizma ve sporlarını öldürebilecek güce sahiptirler; virüslere karşı da etkilidirler. Fakat son yıllarda, gıdalarda katılması halinde karsonejik etki gösterdikleri ileri sürülmektedir. Bu bakımdan dikkatli olunmalıdır.

b.   Dietilpirekarbonat (DEPC) : Sulu sistemlerde soğuk sterilizasyon ve pastörizasyon işlevini gördükten sonra kaybolmaktadır. Renksiz bir sıvı olan DEPC, suda çözünürlüğü oldukça zayıf bir maddedir. Buna karşılık, organik çözücülerde kolayca çözünebilmektedir. Mayalara karşı oldukça etkilidir. 4’ün altındaki pH’larda etkisi en yüksektir. Hızlı hidroliz olması, toksik etkisinin bulunmayışı ve ayrıca çökelti problemi oluşturmaması günümüzde yaygın olarak kullanılmasının nedenleridir. Meşrubat sanayi için uygundur.

 

9-      Difenil ve o- Fenilfenol

Narenciye meyvelerinde küflenmeyi ve çürümeyi önlemek için kullanılan bileşiklerdir. Difenil, daha çok meyve sargısı için kullanılan kağıda uygulanmaktadır. Ürünün kalitesini muhafaza etmek, insan sağlığını korumak ve ekonomik kayıpları önlemek için, antimikrobiyal maddeler yasaların öngördüğü sınırlar içerisinde kullanılması gerekli gıda katkı maddeleridir.

Bir bileşiğin toksikolojik etki profilini değerlendirmek açısından LD50 ( letal doz) değeri, gıdada bulunabilecek en yüksek miktarını belirlemek açısından ise ADI değeri önem taşımaktadır. LD50 değeri deney hayvanı grubunun yarısının ölümüne yol açan dozu ( mg/kg vücut ağırlığı ), ADI değeri ise en yüksek miktarı ( mg/kg vücut ağırlığı ) göstermektedir.

 

 

 

Bu yazının kalıcı bağlantısı https://biyolojidersim.com/gida-katki-maddeleri-1-antimikrobiyaller/

Görüş ve eleştirilerinize en kısa zamanda cevap verilecektir.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

%d blogcu bunu beğendi: