Antimikrobiyal etkiye sahip olan katkılar, uçucu yağlar, protein vb. malzemeler önce mikser cihazında polimer malzeme ile karıştırılarak, antimikrobiyal etkiye sahip malzemenin polimer içerisine homojen bir şekilde dağılımı sağlanmaktadır. Mikserden çıkan ara ürün ekstruder cihazına besleme yapılarak, ekstruderin şekillendirme aparatıyla (die) film, şerit, bant gibi değişik şekillere getirilmektedir.
Filmlerin antimikrobiyal etkisi mikrobiyoloji laboratuarında test edilmektedir. Yeni üretilen filmlerin toplam ve spesifik migrasyon çalışmalarının yanı sıra gerçek gıdalar üzerinde raf ömrü çalışmaları da yapılmaktadır. Ayrıca, üretilen filmlerin bariyer ve optik özellikleri de belirlenmektedir. Gerçek gıdalar üzerinde yapılan çalışmalarda, antimikrobiyal katkılı filmlerin gıdaların raf ömürlerini uzattığı görülmektedir.
Gıdaların dayanıklılık süresini uzatma amacıyla kullanılan yöntemlerden biri de aktif ambalajlamadır. Aktif ambalajlama, ambalaj materyaline çeşitli aktif bileşenlerin katılımı yoluyla gerçekleşmektedir. Bu aktif bileşenler, antimikrobiyal özellikte olup, sentetik polimer ve yenilebilir film gibi farklı film yapıları içine eklenebilmektedirler. Bu amaçla ambalaj materyali olarak polietilen esaslı bileşiklerden, seluloz içeren bileşenlere kadar pek çok farklı bileşenden yararlanılmaktadır. Antimikrobiyal maddenin ambalaj sistemlerine katılımında, extruzyon ile film yapısına eklemek ve gıda temas tabakasına eklemek üzere iki farklı yöntem kullanılmaktadır. Antimikrobiyal ambalajlama, özellikle, proses sonrası kontaminasyon riskinin yüksek olduğu ve hemen tüketilmeye hazır gıdalarda ayrı bir önem taşımaktadır.
YanıtlaSilGıdalarda güvenlik ve kaliteyi sağlamak için hedef mikroorganizmaların populasyonunu kontrol edebilmek pek çok antimikrobiyal bileşen sayesinde olabilmektedir.Bu amaçla pek çok antimikrobiyal bileşenin-organik asit ve tuzları, enzimler, bakteriosinler, gümüş zeolit ve fungisit gibi diğerleri- sentetik polimer ve yenilebilir film gibi farklı film yapıları içinde mikroorganizmalara karşı etkinlikleri değişik araştırmalara konu olmuştur.
YanıtlaSilAktif ambalajlama, tüketici ihtiyaçları ve tercihlerine yönelik gıda ambalajında ortaya atılmış bir buluş niteliğinde olup, ambalaj materyaline çeşitli aktif bileşenlerin katılmasıyla fonksiyonlarını geliştirmeyi ve gıdanın kalitesi en iyi şekilde korunarak raf ömrünü uzatmayı ve gıdanın güvenliğini sağlamayı amaçlamaktadır. Bu tip bir ambalajlama yönteminde aktif fonksiyonlar, oksijenin, nemin ya da etilenin tutulması, etanol ve lezzet bileşenlerinin yayılmasının sağlanması ve antimikrobiyal aktiviteyi içermektedir. Gıdaların korunmasında her ne kadar ısısal işlemler, kurutma, dondurma, radyasyon,modifiye atmosferde ambalajlama ve bazı antimikrobiyal maddelerin ilavesi gibi geleneksel yöntemler mevcutsa da bu yöntemler taze et ve hemen tüketilmeye hazır gıdalarda (ready to eat) uygulanamamaktadır. Aktif bileşenlerin yüzey kullanımında hızla gıda içine difüze oldukları göz önünde tutulursa, özellikle et gibi işlem sonrası yüzey bulaşma riskinin yüksek olduğu gıdalarda çeşitli ambalaj filmleri ile antimikrobiyal ambalajlama aktif ambalajmanın ümit verici bir uygulama şekli olarak görülmektedir. Aktif ambalajın bir diğer uygulaması olarak, antioksidan ya da antimikrobiyal içeren yenilebilir filmlerin et yüzeylerinde ve daha birçok gıdada direkt uygulanabilirliği üzerine de araştırmalar sürdürülmektedir.
YanıtlaSilPolimerlerle antimikrobiyal ambalajlama
YanıtlaSilGıdalarda mikrobiyal gelişimi engelleyebilmek için antimikrobiyal maddeler bir polimere katılarak kullanılmaktadırlar (Han, 2000). Antimikrobiyal özellik, gıda paketleme malzemesi bileşimine antimikrobiyalin veya gazın radyasyonu veya püskürtülmesi yöntemleriyle kazandırılır (Weng ve Hotchkiss, 1993).
Polimerlerin yüzey bileşimini amin grupları içerecek şekilde, radyasyon yardımıyla değiştirmek de antimikrobiyal etkinliğin sağlanması için bir yol olarak ifade edilmektedir. Benzer şekilde lazer indüklenmiş yüzey modifikasyonları antimikrobiyal ambalaj sistemi oluşumuna seçenek oluşturabilmektedir (Quintavalla ve Vicini, 2002; Rooney, 1995'den). Uygun dalga boyundaki radyasyon ile oksijenin oksidasyonu sonucu oluşan ozon, polimer matriksten ambalaj içine geçebilmektedir. Sadece UV uygulamaları değil, florür bazlı plasmalar gibi plasma işlemleri de gıda ambalaj polimer yüzeylerinde florlanmış yüzey oluşumuna yol açmakta ve eskiden beri bilinen bir olgu olan, halojenlerin antimikrobiyal özelliklerini gerçekleştirmektedir (Özdemir ve ark., 1999).
Antimikrobiyal ambalajlama teknolojisinde organik asitler ve anhidritleri, bakteriosinler, alkoller, enzim ve proteinler, antioksidanlar, fungisitler ve gazlar yaygın olarak antimikrobiyal madde olarak kullanılmaktadır. Antimikrobiyal aktiviteyi oluşturmak amacıyla bir ambalaj materyaline katılan kimyasal koruyucular bu etkiyi, belli hızda koruyucunun serbest kalmasını sağlayan filmler yoluyla gerçekleştirmektedirler. Kullanılan oksijen tutucuların da tepe boşluğu oksijen miktarını azaltarak küf gelişimi gibi aerobik bozulmaya karşı kısmen koruma sağladıkları belirtilmektedir
Pek çok gıda-ambalaj sistemi; ambalaj materyali, gıda ve ambalajdaki tepe boşluğunu içermektedir. Katı gıda ürünlerinin boşluk hacimleri bir çeşit tepe boşluğu olarak varsayıldığında, pek çok gıda ambalaj sistemi ambalaj/gıda sistemini ya da ambalaj/tepe boşluğu/gıda sistemini temsil etmektedir. Ambalaj/gıda sisteminde ambalaj ile temas halinde ambalajlanmış peynir gibi bir gıda ürünü ya da aseptik brik ambalajda olduğu gibi tepe boşluğu içermeyen düşük vizkoziteli veya sıvı gıda yer almaktadır. Bu yöntemde antimikrobiyal maddeler ambalaj materyaline başlangıçta katılır, gıdaya geçişi difuzyon ve partısyon ile sağlanır. Ambalaj/tepe boşluğu/gıda sistemine örnek olarak ise fleksible ambalajlar, şişeler, karton ve teneke kutular verilebilir. Her iki sistemde de antimikrobiyal maddelerin serbest bırakılma hızları ve gıda ambalajından geçiş miktarları büyük önem taşımaktadır (Han, 2000).
YanıtlaSilPek çok gıdada çürükçül bozunma, gıda yüzeylerinin mikrobiyal kontaminasyonu sonucu oluşur. Polimer ambalaj materyaline antimikrobiyal maddenin katılımı bu tip problemlere karşı hem ekonomik hem de emeksiz çözüm teşkil etmektedir. Antimikrobiyal maddenin ambalaj sistemlerine katılımında benimsenen iki farklı yaklaşım vardır:
-extruzyon ile film yapısına eklemek
-gıda temas tabakasına eklemek
Antimikrobiyal filmlerin tasarım, üretim ve kullanımında dikkat edilmesi gereken faktörler, film üretim ve depolama aşamasındaki sıcaklık ve yüksek basıncın, katılmış olan antimikrobiyal maddenin yapısını olumsuz yönde etkilememesi, ambalaj materyalinin ve gıdanın fiziksel ve kimyasal özellikleri olarak sıralanmaktadır. Antimikrobiyal film modelinde dikkat edilmesi gereken noktalar şöyle özetlenmektedir:
-filmin kimyasal yapısı ve kalıntı antimikrobiyal aktivite
-antimikrobiyal bileşenin ve gıdanın özellikleri
-depolama sıcaklığı
-kütle transfer katsayıları
-ambalaj materyalinin fiziksel özellikleri (Han ve Floros, 1997; Quintavalla ve Vicini, 2002).
Plastik filmlere ilave edilen gümüş katkılı zeolit Japonya'da yaygın kullanılan bir antimikrobiyaldir (Gök ve ark, 2003; Ishitani, 1995'den). Yine Japonya'da etanol buharı yayan ambalajlar unlu ürünler, balık ürünleri ve peynir paketlemesinde yaygın olarak kullanılmaktadır (Gök ve ark., 2003; Smith ve ark., 1995'den). Peynir ambalajlamasında sorbat serbest bırakan plastik film, antimikrobiyal ambalajlama için iyi bir örnek oluşturmaktadır. Bu konuda yapılan bir çalışmada peynir ve katı gıdaların potasyum sorbat difüzivitelerinin, plastiklerden 10²-106 kat daha yüksek olduğu saptanmıştır (Han ve Floros, 1998 a; Han ve Floros, 1998 b). LDPE'ye katılan % 1 oranında potasyum sorbatın kültür ortamındaki küflerin gelişimini önemli ölçüde azalttığı belirtilmektedir. (Floros ve Han, 1997). Padgett ve ark., (1998) citosan içeren antifungal filmlerin meyvelerin raf ömrünü uzatmak için kullanılabileceğini belirtmektedirler.
%1 oranında benzoik asit anhidrit eklenen LDPE filmlerin, R. stolonifer, Penicillium spp., A. toxicarius'un gelişimini engellediği, % 0,5-2 oranındaki benzoik asit anhidrit katılımının ise peynirlerde küf gelişimine engel olduğu ifade edilmektedir ( Gök ve ark, 2003; Hotchkiss, 1995'den).
YanıtlaSilPolyetyhlene-co-methacrylic acid) (PEMA) yağa dirençli, oldukça saydam, alüminyum folyo, kağıt ve cama yapışkanlığı yüksek olduğu için gıda ambalajlamasında sıklıkla kullanılmaktadır. PEMA içerdiği karboksilik grup sayesinde kimyasal olarak modifiye edilebilmektedir. Söz konusu filmin benzoik asit ve sorbik asit ile birlikte kullanımı araştırılmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlara göre NaOH ve koruyucu katılmış PEMA filmlerin küf gelişimine karşı en etkili olduğu saptanmıştır (Weng ve ark,1999).
Bakteriyosinlerin antimikrobiyal ambalajlamada kullanımları ile ilgili yapılan çalışmalarda bir bakteriosinin direkt bir polimere katılmasının bakteriosinin taşınma mekanizmaları açısından avantajları şöyle sıralanmaktadır:
-bakteriosinin sadece gereken miktarı kullanılmaktadır
-kullanılan bakteriosin , gıdada direkt bir katkı değil, indirekt katkı olarak sınıflandırılacaktır
-söz konusu bakteriosin yenilebilir ve/veya bioparçalanabilir polimerde kullanıldığı takdirde çevresel avantajlar gündeme gelecektir. (Siragusa ve ark.,1999)
Gıda Mühendisi Muhittin YILMAZ