SOĞUK MUHAFAZA

1. SOĞUK MUHAFAZA Prof. Dr. Özgül EVRANUZ

2. Soğuk muhafaza (dondurma ve soğutma)Cold storage (i.e. freezing and refrigeration/chilling) • Soğuktasaklama: Gıdamaddelerinindonmasıcaklığınınüstünde, gıdatipinebağlıolarak -2°C ile 16°C arasındamuhafazaedilmesiişlemidir. • Soğuk muhafaza sırasında gıda maddesi donmuş halde bulunmamalıdır. • Dondurma: Gıdamaddelerinindonmasıcaklıklarınınçokaltında (genelolarak -40°C) dondurularak, en az -18°C’de donmuşolarakmuhafazaedilmesiişlemidir.

3. Soğukta muhafaza Amaç Taze ve/veya işlem görmüş gıda maddelerinin dayanma süresini uzatmaktır. Soğukta muhafaza edilen gıdalar Taze meyve ve sebzeler, Hazır yemekler, Salatalar/salata sosları, Tatlılar/pastacılık ürünleri, Pastörize süt ve süt ürünleri, Et ve et ürünleri (salam, sosis, vb)

4. Bazı gıdalar soğukta saklanmamalıdır,örneğin, ekmek soğukta daha hızlı bayatlar (retrogradation=starch molecules associate closer-lose moisture Bal Muz

5. Soğuk muhafaza Gıdalarındüşüksıcaklıktamuhafazasıile; • Gıdalarda kalite değişimine neden olan reaksiyonların hızı yavaşlar (Kimyasal, biyokimyasal, biyolojik ve fiziksel) • Enzimvemikroorganizmafaaliyetleriyavaşlar (durdurulamaz). Sonuçolarak; Gıdanıntüketimeuygunolaraksaklanabildiğisüre (dayanmasüresi) uzar.

6. Soğukta saklanan ürünlerde gözlenen kalite değişimleri • Soğuk zararlanması (chill injury) • Doğal olgunlaşmanın yavaşlaması (T< optimum T) • Koku/aroma değişmeler, yumurta-soğan, süt, yağ- balık, • Besin kaybı, • Dokuda değişimler, • Renk kaybı, • Yağda acılaşma, • Toz ürünlerde topaklanma, • Ekmeğin bayatlaması, • Mikrobiyal gelişme

7. Soğukta saklanan gıda maddelerinin bozulma mekanizması • Kimyasal/biyokimyasal reaksiyonlar (enzimatik olan veya enzimatik olmayan kararma reaksiyonları, oksidasyonla vitamin kaybı ve yağ acılaşması) • Biyolojik bozulma (solunum) • Mikrobioyolojik bozulmalar • Fiziksel bozulma reaksiyonları (tekrar kristallenme, ezilme, su kaybederek ağırlığının azalması, kırılma ve çatlama, aromada değişiklik)

8. Bozulma mekanizmasını etkileyen etmenler Ambalajlı olmayan ürünler için: (1) Sıcaklık, (2) Hava bağıl nemi, (3)Depo atmosfer havasının bileşimi, (4) Depoda bulunan diğer ürünlerin aromatik özellikleri, (5) Işık • Ambalajlı ürünler için: (1) Sıcaklık, (2) Ambalaj malzemesinin su buharı ve gaz geçirgenliği (3) Ambalaj tipi (vakum, inert gaz, MAP) (4) Işık

9. Soğuk muhafaza uygulamasının etkinliği • Sıcaklık başta olmak üzere, ürün tipine uygun kontrol parametreleri belirlenmeli ve koşullar “en uzun dayanma süresini” sağlayacak şekilde ayarlanmalıdır. • Etkin bir soğuk muhafaza uygulaması için soğuk zincir sağlanmalıdır. (Soğuk zincir: soğuk depolama - soğuk dağıtım - satış noktalarında soğuk muhafaza - tüketim noktasında soğuk muhafaza olanaklarının varlığı anlatılmaktadır).

10. Soğuk depolarda kontrol edilen işlem parametreleri Sıcaklık, Hava sirkülasyonu Hava bağıl nemi Hava bileşimi Işık Aroma kontrolu

11. 1. Sıcaklık • Depolama sıcaklığının etkisi • Mikrobiyal ve biyokimyasal reaksiyon hızları yavaşlar. • Birçok zararlı böcek ve hayvanların aktiviteleri 4°C’nin altında durur. Bazı böcek türlerinin ve yumurtalarının 0°C’de canlı kalabildiği bilinmektedir. • Depolama sırasında gıdanın donmamasına özen gösterilmelidir. Taze meyve ve sebzelerde doku değişir, et ürünlerinde “damlama kaybı” artar, Taze meyve ve sebzeler için optimum depolama sıcaklıkları vardır.

12. Depolama sıcaklığının belirlenmesinde dikkat edilecek hususlar • Gıdada bozulmaya neden olan reaksiyonun sıcaklıktan etkilenme derecesi,(taze meyve ve sebzelerin soğukta muhafazası ile işlenmiş ürünlerin veya nispeten nem içeriği azaltılmış ürünlerin soğukta muhafazası için uygun sıcaklıklar birbirinden farklıdır. Kuru ürünler için nemin az ve sıcaklığın düşük olması, dayanma süresini uzatır). • Depolama sıcaklığının gıdanın özelliklerine etkisi, • Depolama masrafları ile kalitenin korunması arasındaki ekonomik denge

13. Soğuk depo tasarımı • Soğutma kapasitesi ve ısı yalıtımı önemlidir. Soğutma kapasitesi (ısı yükü=heat load) hesaplanırken, 1. Isı yayan üniteler (lambalar, elektrik motorları) 2. Depoda çalışan insan sayısı • Depoda bulunan kapı sayısı ve kapının ne sıklıkla açıldığı • Depolanan ürünün çeşidi ve miktarı (ürünü soğutmak için üründen uzaklaştırılması gereken ısı miktarı • Taze meyve ve sebze depoları için ürünün solunum hızı) gibi etkenler gözönünde bulundurulmalıdır.

15. 2. Hava sirkülasyonu • Uygun bir hava sirkülasyonu ile ısı gıda yüzeyinden soğutma ünitesine doğru uzaklaştırılır. • Özellikle ticari depolarda hava hızı önemlidir (konvektif ısı transfer hızı artar)

16. 3. Hava bağıl nemi • Depo atmosferinin Bağıl Nemi (RH) ile gıdanın su aktivitesi (aw= ERH/100)arasındaki ilişki dikkate alınmalıdır. İdeal halde RH=ERH olmalıdır. • RH< aw ise ürün nem kaybeder • RH> aw ise ürün nem alır • Ambalaj gıda maddesini depo havasının neminden bağımsız olarak ERH koşullarında depolamaya olanak sağlar. Bu amaçla gıda maddesinin özelliklerine göre yüzey kaplamasından da yararlanılabilir. • Vakum ambalaj, plastik veya mumla kaplama (peynir, yumurta)

17. 4. Depo atmosfer havasının bileşimi • Her çeşit gıda maddesinin normal atmosfer havası bileşiminden farklı (oksijensiz, vakum, kontrollü veya modifiye atmosfer) atmosferlerde daha iyi saklanabildiğine dair uygulamalar bulunmaktadır. Etki mekanizması: • Taze meyve ve sebzeler (solunum hızının kontrolü) • Hububat (zararlı böcek ve hayvanların kontrolü) • İşlenmiş ürünler (mikrobiyal aktivite kontrolü)

18. CAS ve MAP daha çok taze meyve ve sebzeler için, ekonomik olmak koşuluyla, kullanılır. • Kontrollü atmosfer depolama (CAS) Taze meyve ve sebzenin içinde bulunduğu ortamdaki hava bileşimi izlenir ve hassas bir şekilde kontrol edilir. • Modifiye atmosfer paketleme (MAP) MAP = gaz geçirgenliği kontrol edilen ambalaj içindeki ürün, solunum yaptığı için kendi atmosferini yaratır. Ambalaj içindeki O2 tüketilerek CO2 açığa çıkar. • Düşük basınçta depolama (Hypobaric Storage): Düşük basınç-yüksek %RH • O2miktarı azalır • Yüksek %RH su kaybı önlenir

19. CAS veya MAP teknolojileri neden etkilidir? Solunum hızı aşağıdaki etmenlerin etkisi altında yavaşlar: 1. Düşük sıcaklık, 2. Düşük O2konsantrasyonu, 3. Yüksek CO2 konsantrasyonu (O2 ve CO2 konsantrasyonu her meyve ve sebze için farklı olabilmektedir.

20. 5. Işık • Işık (UV ışını) birçok bozulma reaksiyonunu hızlandıran bir etmendir. Depolarda genel olarak güneş ışınının etkisi zaten önemsizdir. Depo ışık almayacak şekilde inşa edilir. Depolarda kullanılan aydınlatmanın etkisi azdır. Asıl sorun marketlerde teşhir raflarında kullanılan aydınlatmadır. Ambalajlı ürünlerde ambalajın, UV absorplayan kimyasallar içermesi dayanma süresine olumlu katkısı vardır.

21. 6. Aroma kontrolu • Aynı ortamda depolanan farklı aromaya sahip ürünler birbirlerinin aromasını etkileyebilirler. (Aromadaki farklılaşma ürünün ticari değerini düşürür). • Ambalaj malzemesi kokusuz olmalıdır. • Depoda bulunan malzemelerin kendileri ve kullanılan boyalar kokusuz olmalıdır. • Depoda daha önce bulunan ürün aroması depo içinde absorbe olmuşsa depo havası bu aromadan arındırıldıktan sonra başka bir ürün için kullanılmalıdır.

22. Taze meyve ve sebzelerin soğukta muhafazası Taze meyve ve sebzeler için soğuk muhafazanın dayanma süresine etkisi • Solunum hızı yavaşlar. • Biyokimyasal ve mikrobiyolojik bozulma reaksiyon hızları yavaşlar. • Nem kaybı kontrol edildiği için ağırlık kaybı gözlenmez.

23. Ideal halde hızlı bozulan gıdaların (perishables)soğutulmasına hasattan veya kesimden (et ürünleri) veya elde edildikten (süt) hemen sonra başlanmalıdır. Meyve ve sebzeler ve et hasat sonrası veya kesim sonrası metabolik olarak aktiftir. Örneğin, solunumla nişastanın şekere dönüşmesi, e.g. Sweet Corn @ 0°C in 1 day < 10% sugar to starch @ 0°C in 4 days< 20% sugar to starch @ 25°C in 1 day 25% hot summer day >>>> 25%

24. Teori Taze meyve ve sebzeler için soğuk muhafaza • Taze meyve ve sebzeler hasattan sonra solunuma devam ederler. Glukoz + O2 CO2 + H2O + Isı (673Cal) • Taze meyve ve sebzeler hasattan sonra su kaybederler (transpiration (terleme) veya evaporation (buharlaşma) Transpirasyon sonucu kıvrılma, büzülme, yumuşama gözlenir. • Olgunlaşma sırasında açığa çıkan bitki hormonu etilen de olgunlaşmayı hızlandırır.

26. O2 Tüketim Klimakterik Klimakterik olmayan Süre • Solunum hızı kalite değişim hızının bir göstergesidir. Solunum hızı fazla ise dayanma süresi kısadır. • Soğutma ile solunum hızı yavaşlatılır. • Solunum hızı bakımından taze meyve ve sebzeler iki grupta incelenir.

27. Klimakterik Solunum hızı zamanla artarak bir maksimum hıza ulaşır (climectaric max.). Bu noktada ürün tam olgunluğa erişir. Daha sonra hız azalmaya başlar. Bu evrede kalite bozulması gözlenir. Bu özellik meyve ve sebzenin kendi yaradılış özelliğidir, dış faktörlerden etkilenmez. Dış faktörler sadece klimakterik maksimum noktasına ulaşma süresini etkiler. • Domates, elma, armut, şeftali, muz, avokado, erik klimakterik özellik gösterirler. Ham olarak hasat edilip depoda olgunlaştırılabilirler.

28. Klimakterik olmayan • Solunum hızı yavaş yavaş azalır, bir maksimum yoktur. • Kiraz, incir, üzüm, çilek, ananas, salatalık, limon, altıntop (grapefruit) klimakterik olmayan özellik gösterirler. • Sebzeler (yeşil fasulye, bezelye, patlıcan, biber, bamya, vb) de klimakterik olmayan özellik gösterirler. • Klimakterik olmayan ürünler olgun toplanıp depolanır, çünkü ürün olgunlaşmaz.

29. Tomatoes: Mature green 13 Water-soaked softening, decay Commodity Approximate lowest safe temperature °C Chilling injury symtoms Ripe 7-10 Poor colour, abnormal ripening, Alternaria rot Aubergines 7 Surface scald, Alternaria rot Avocados 5-13 Grey discoloration of flesh Bananas (green/ripe) 12-14 Dull, gray-brown skin color Beans (green) 7 Pitting, russeting Cucumbers 7 Pitting water-soaked spots, decay Grapefruit 10 Brown scald, piking, watery breakdown Lemons 13-15 Pitting, membrane stain, red blotch Limes 7-10 Pitting Mangoes 10-13 Grey skin scald, uneven ripening Melons: Honeydew 7-10 Pitting failure to ripen, decay Watermelon 5 Pitting, biker flavour Okra 7 Discoloration, water-soaked areas, piking Oranges 7 Pitting brown stain, watery breakdown Papaya 7 Pitting failure to ripen, off-flavour, decay Pineapples 7-10 Dull green colour, poor flavour Potatoes 4 Internal discoloration, sweetening Pumpkins 10 Decay Sweet peppers 7 Pitting Alternaria rot Sweet potato 13 Internal discoloration, piking, decay TABLE 2. Susceptibillty of fruits and vegetables to chilling injury at low but non-freezing temperatures

30. Taze meyve ve sebzeler için soğuk muhafaza işleminin etkinliği • Düşük sıcaklık kontrolü • Hava sirkülasyonu • Hava bağıl nemi kontrolü, yoğunlaşma veya kuruma istenmez, çözüm: ambalaj veya kaplama • Hava bileşiminin değiştirilmesi ile sağlanır.

32. Depo Yönetimi • Depo sıcaklığı, depolanan ürün için uygun sıcaklıkta olmalıdır (-2 /+ 16°C). • Farklı sıcaklıklarda depolanması gereken ürünlerin aynı depoda bulunmaması gerekir. • Depo içinde hava sirkülasyonu olmalıdır. - Sıcaklık dağılımı homojen - Hava bileşiminin olması - Taze hava dağılımının için

33. İstiflerin duvara yapışık olmaması, istifler arasında boşluklar bırakılması gereklidir. • Depo içinde hava bağıl nemi kontrol edilmeli, depolanan üründe kurumaya meydan verilmemelidir. (%RH> 90%) • Depo temiz olmalıdır. • Ürüne yabancı koku veren maddeler bulunmamalıdır. • Depo yükleme ve boşaltmada giriş ve çıkışlarda engeller olmamalıdır.

34. Kontrollü/Modifiye Atmosferde Depolama • Soğuk muhafaza işleminin etkinliğini artırmak için depo atmosferinin gaz bileşeni değiştirilerek, CO2 miktarı artırılır, O2 miktarı azaltılır. • Taze meyve ve sebzeler için O2 miktarının azaltılması ile solunum hızı yavaşlar, böylece dayanma süresi uzar. • Yüksek CO2 miktarı mikroorganizma faaliyetlerinin yavaşlamasına neden olur. • Gıdanın içinde bulunduğu atmosferdeki düşük O2 miktarının işlenmiş gıda maddelerinin dayanma süresini uzatmakta etkili olduğu gözlenmiştir.

35. Uygulamalar 1. Kontrollü atmosferde depolama Depo içinde CO2 ve O2 seviyeleri sabit tutulur. Uzun yıllar %5 CO2 ve % 3 O2 seviyesi kullanılmıştır. Ultra düşük oksijen (ULO) tekniğinde CO2 seviyesi %1’den az, O2 seviyesi % 2’dir. Kontrollü atmosferde depolama etilen üretimini azaltır. Yine de kontrollü atmosfer depolarda etilen gazının ürüne zarar verecek kadar toplanabildiği görülmektedir. Depolama sırasında etilen gazının uzaklaştırılmasıyla ürünün dayanma süresi uzatabilmektedir.

36. 2. Modifiye atmosfer • CO2 seviyesi hassas bir şekilde kontrol edilmez. • Uygulamalar: taşıma ve paketleme (MAP) • MAP- modifiye atmosferde paketleme: paketleme malzemesinin oksijen ve karbon dioksit geçirgenliği ambalaj içindeki havanın gaz bileşimini kontrol eder. Bunun için gaz geçirgenliği bilinen ambalaj malzemeleri veya uygun şekilde delikler açılmış ambalajlar kullanılır.

37. 3. Olgunlaştırma odaları • Olgunlaştırma °T, %RH ve etilen seviyelerinin kontrol edildiği özel odalarda hızlı bir şekilde gerçekleştirilir.

38. Ripening Rooms

39. Ön Soğutma Teknikleri Ürünün sıcaklığı hasattan depoya girene kadar geçen süre içinde kontrol altında olmalıdır. Aksi halde depolama süresi kısalır. • Soğuk Hava: Ürün yüzeyinde kurumaya yol açar • Soğuk Su: Hydrocooling

40. İşlenmiş gıdalar için soğuk muhafaza sıcaklıkları • Soğuk muhafaza sırasında sıcaklık -1° / +8°C arasındadır. • -1°/ +1°C ( taze et, balık, tavuk ve bunların ürünleri, salam, sosis) • 0°C / +5°C (pastörize/konserve et ve süt ürünleri, krema, salatalar, pastacılık ürünleri,..) • 0°C / +8°C (pişmiş et, balık, tereyağı, margarin, peynir,...)

41. Hazır yemek endüstrisi (catering) • Hazır yemek endüstrisi için de soğutma ve soğuk muhafaza çok önemlidir. • Gıda güvenliği ve kalite açısından pişirilen yemeğin kısa sürede dağıtım/depolama sıcaklığına soğutulması ve soğuk olarak taşınması zorunludur. • Pişir-soğut (cook-chill) ve • Pişir-pastörize et-soğut sistemleri vardır. • Vakum altında paketleme ve pastörize etme sistemi “sous-vide” olarak anılmaktadır.

42. İşlem görmüş gıda maddeleri içinsoğuk muhafaza • İşlem görmüş gıda maddelerinde mikroorganizma gelişmesi zehirlenme ve bozulmalara neden olabilir. Yağda acılaşma olabilir. • Soğutma ile termofilik ve mesofilik mikroorganizmaların gelişmesi engellenebilir.