Temel İşlemler (9. slayt)

ISIL İŞLEM UYGULAMALARI
9.6.2 Sterilizasyon
1) Ambalajlandıktan sonra sterilizasyon
2) Ambalajlamadan önce sterilizasyon
9.6.3 Süte Uygulanan Isıl işlem türleri
1) Sütte pastörizasyon uygulamaları
2) Sütte sterilizasyon uygulamaları
9.6.4 Diğer Isıl İşlem Tanımlamaları ve Uygulamaları
1) Et ve et ürünlerinde pastörizasyon uygulaması
Et ve et ürünlerinde yüzey pastörizasyonu
2) Yumurtalarda yüzey pastörizasyonu
3) Et ve et ürünlerinin pastörizasyonunda F değerinin
hesaplanması
9.6.2 Sterilizasyon
9.6.2.1 Ambalajlandıktan sonra sterilizasyon
Kutu veya kavanozlara doldurulup hermetik nitelikte kapatılmış pH derecesi 4.5'in
üzerinde bulunan gıdalara (konservelere), otoklav veya stabilizatör olarak anılan
sistemlerde 100 °C'nin üzerinde ısıl işlem (sterilizasyon) uygulanmaktadır.
Sterilizasyonda hedef, o konserve için belirlenmiş bulunan Fo değerine ulaşmaktır.
Fo değerleri her konserve gıda için çeşitli faktörlerin hesaba alınmasıyla bilimsel
yöntemlerle belirlenmiş değerlerdir. Tablo 9.17'de çeşitli kaynaklardan derlenmiş
bulunan bazı konservelere uygulanması gereken Fo değerleri verilmiştir.
Bir konservenin üretiminde, sterilizasyon aşamasında, o konserve için öngörülmüş
Fo değerlerine ulaşılıp ulaşılmadığı sürekli olarak izlenmelidir. Bu amaçla ısıl işlem
sırasında, konservede ısının penetrasyonunun sürekli olarak ölçülmesi
gerekmektedir.
Isının penetrasyonuna ilişkin olarak bu ölçümlerle elde edilen verilerden,
sterilizasyonda sağlanmış bulunan letalite hesaplanır. Bu nedenle modern otoklavlar
genellikle ısı penetrasyon ölçüm sistemiyle donatılmışlardır. Bu ölçüm
sistemlerinden en yaygın olarak kullanilan "Ellab" ısı penetrasyon ölçüm sistemidir.
Bununla birlikte ısı penetrasyon verilerinden doğrudan letalite değerlerini veren
ölçüm sistemleri geliştirilmiştir.
Günümüzde, sterilizasyon süresince her an ulaşılmış bulunan Letaliteyi gösteren
bilgisayarlı sistemler kullanılmaktadır. Bununla birlikte küçük, hatta orta boy
işletmelerin kullandıkları basit sabit otoklavlarda yürütülen bir sterilizasyon
işleminin yeterliliği, Fo değeri üzerinden değil, otoklavın, seçilmiş bulunan
sterilizasyon sıcaklığına ulaşma suresi (çıkış süresi), bu sıcaklıkta kalma süresi
(kalış süresi) ve işlem sonu sıcaklığına düşme süresi (iniş süresi) gibi, "sıcaklıksüre" ilişkisini kapsayan değerlerle izlenmektedir.
Bazı konserveler için öngörülen "sıcaklık-süre" değerleri tablo 9.18'de
gösterilmiştir. Benzer şekilde bir kısım uygulayıcılar ise, sterilizasyonun
yeterliğini "dolum sıcaklığı", ve "sterilizasyon sıcaklığında kalış süresi"
üzerinden izlemektedirler. Bazı konserveler için öngörülen bu "sıcaklıksüre" ilişkisi tablo 9.19'da verilmiştir.
Bu tablolardaki değerleri anlaşılır kılabilmek için, tablo 9.17 ve tablo 9.19'da yer
alan No 2 simgesiyle gösterilen kutudaki yeşil fasulyelerin sterilizasyon
normlarının kıyaslanması yararlı bulunmuştur. Buna göre tablo 9.17'deki veriler
dikkate alınınca No 2 kutudaki yeşil fasulye konservesinin sterilizasyonunda Fo =
3.5 sağlanmalıdır. Tablo 9.19'da, aynı niteliklerdeki konserve için dolum sıcaklığı
minimum 50°C olması koşuluyla, otoklavın 116 °C'de 33 dakika, 118 °C'de 27
dakika veya 121.1 °C'de 23 dakika sabit sıcaklıkta tutulması ile güvenli bir
sterilizasyon değerine (min. Fo = 3.5) ulaşılabileceği gösterilmiştir.
Ambalajlandıktan sonra ısıl işlem uygulaması, ya kesik (batch) veya sürekli
(continuous) çalışan otoklavlarda gerçekleştirilmektedir.
Kesik çalışan otoklavlar: Bu otoklavlar yüksek basınca dayanıklı, dik veya
yatık bir silindir gövdeden oluşmaktadır. Günümüzde kullanılan "dikey
otoklavlar", bu alanda kullanılmış ilk otoklav tipinin geliştirilmiş örnekleridir.
Tipik bir dikey otoklav 100 cm çapında, 250 veya 275 cm yükseklikte bir
silindir görünümündedir. Sterilize edilecek kutular, otoklav sepetine doldurulup
bir vinç düzeneği ile otoklava yerleştirilir. Bu şekilde 2-3 sepet üst üste
yerleştirilebilmektedir. Böylece bir partide örneğin yaklaşık 400 tane No 1
kutunun sterilizasyonunun sağlanma olanağı bulunmaktadır. Bunlarda ısıl işlem,
otoklavın kapağının kapatılmasından sonra, içeriye doymuş buhar verilerek
gerçekleştirilmektedir. Isıl işlem sonunda kutular, otoklava bu defa soğuk su
verilerek basınç altında soğutulmaktadır. Sepetler yine aynı vinç düzeneği ile
otoklavdan çıkarılmaktadır.
Kavanozlara doldurulmuş gıdaların sterilizasyonunda da benzer fakat kavanoz
sterilizasyonuna özgü bir otoklav kullanılmakla birlikte, bunlarda sterilizasyon
su içinde gerçekleştirilmektedir. Kavanoz sterilizasyonunda ısıl işlem süresince
otoklavın tepe boşluğunda hava ve buhardan oluşan yüksek basınç hapsedilmek
suretiyle ısıl işlem yüksek basınç altında yapılmaktadır. Böylece kavanozların
içinde oluşan aşırı basıncın, kavanoz kapaklarını açması engellenmektedir
Isıl işlem sonunda soğutma, otoklavda basınç altında, soğuk su ile ve özel bir
titizlik gösterilerek gerçekleştirilmektedir.
Kutu ve kavanozların sterilizasyonunda kullanılan dik otoklavların genel görünüşü
birbirlerine benzemekle birlikte donanımları belli düzeyde farklıdır.
Şekil 9.15'de kutuların sterilizasyonuna uygun donanımı bulunan bir dik otoklav
görülmektedir. Dik otoklavların bir alternatifi yatık otoklavlardır. Bunların genel
nitelikleri ve kullanılma yöntemleri dik otoklavlar gibidir. En önemli farklılığı,
otoklavın silindirik gövdesinin yatık konumda bulunmasıdır. Bu nedenle kutu
doldurulmuş sepetlerin otoklava giriş-çıkışı vinç düzeneği ile değil, bir araba ile
ray üzerinden kaydırılarak sağlanır. Ayrıca ısıl işlem süresince bunlarda, sepetin
otoklav içinde dönme olanağı bulunmaktadır. Böylece kutu içeriğinin bu dönüşle
karışarak konveksiyonla ısınmanın hızla gerçekleştirilebilmesi sağlanmaktadır. Bu
tip otoklavlara "sallanan yatık otoklav" denmektedir.
Sürekli çalışan otoklavlar: Yukarıda değinilmiş bulunan kesik çalışan dik veya
yatık otoklavlarda, belli sayıda kutu veya kavanoza bir parti halinde
sterilizasyon uygulanmakta, işlem sonunda otoklav boşaltılarak yeni bir partinin
sterilizasyonuna başlanmaktadır. Buna göre ısıl işlem, partiler halinde
gerçekleştirilmektedir. Zaten "kesik" çalışma teriminin anlamı da budur.
Sürekli çalışan otoklavlarda ise, kutunun gıda ile doldurulup kapatılmasından
sonra her kutu hemen otoklava girmekte, diğer uçtan sterilizasyonu
tamamlanmış ve soğutulmuş olarak dışarıya alınmaktadır. Şu halde sürekli
çalışan otoklavlarda kutular, atmosferik ortamdan, buhar basıncının egemen
olduğu yüksek basınçlı ortama alınmakta, orada; ısıl işlemin gerektiği süre
boyunca tutulduktan sonra yüksek basınçtan atmosferik basınca çıkarılmaktadır.
Bu tip otoklavların en yaygın örnekleri, "sepetsiz otoklavlar", "sürekli çalışan
döner otoklavlar", ve "hidrostatik stabilizatörlerdir.
Bunlardan en önemlilerinden biri olan "sürekli çalışan döner otoklavlarda«
kutular, bir döner valf yardımıyla buhar basıncının düşmesine yol açmaksızın
normal (atmosferik) ortamdan, buhar basıncının egemen olduğu ısıl işlem
bölümüne alınmaktadır.
Kutular, buhar atmosferi altında, bir silindir gövdenin üzerinden spiral bir yol
izleyerek silindirin diğer ucuna sterilize edilmiş olarak ulaşmaktadır. Bu yol
boyunca kutular kendi eksenleri üzerinde sürekli olarak döndüklerinden kutu
içeriğinin hızla ısınması sağlanabilmektedir. Silindirin sonuna ulaşmış
bulunan ve sterilizasyonu tamamlamış kutular, yine bir döner aktarma valfi
yardımıyla soğutmanın gerçekleştiği ikinci silindire alınmaktadırlar. Burada
kutular basınç altında soğuk su ile soğutularak yoluna devam ederken ikinci
silindirin sonunda, bir döner valf yardımıyla dışarıya yani atmosferik basınca
alınmaktadırlar.
Bu tip otoklavlar en az 2, fakat çoğunlukla 3 tanktan (silindirden)
oluşmaktadır. Üçlü tank sisteminde; birinci tankta ısı uygulaması
(sterilizasyon), ikincide yüksek basınç altında soğutma, ve nihayet üçüncü
tankta atmosferik basınçta soğutmanın tamamlanması gerçekleşmektedir.
Şekil 9.1 6'da sürekli çalışan döner otoklavlara kutu girişi, şekil 9.17'de ise
üç tanklı sürekli çalışan döner otoklav gösterilmiştir. "Döner otoklav" ismi,
ısıl işlem sırasında kutuların dönmesi nedeniyle verilmiştir. Yoksa bizzat
otoklavın dönmesi söz konusu değildir.
Şekil 9.17 Üç tanklı sürekli çalışan döner otoklav
Diğer taraftan sürekli çalışan otoklavların en gelişmiş örnekleri "hidrostatik
sterilizatörlerdir". Bu otoklavlarda buhar basıncı, yani uygulanan ısıl işlem
sıcaklığı, sterilizatöre bağlı bulunan su kolonunun yüksekliği ile hidrostatik
olarak kontrol edilmektedir. Hidrostatik kolonların zorunlu olan yüksekliği
nedeniyle, bu sterilizatörler genellikle işletme binası dışında açık mekanda
yer almaktadır (Şekil 9.18).
Şekil 9.18 Hidrostatik sterilizatör
Hidrostatik sterilizatörlerin çalışma ilkesi Şekil 9.19'da gösterilmiştir. Şekilde de
görüldüğü gibi bu sterilizatörler, ön ısıtma hidrostatik kolonu, buhar hücresi,
hidrostatik soğutma kolonu ve soğutmanın soğuk su duşu ile sürdürüldüğü son
soğutma bölümü olmak üzere başlıca 4 ana üniteden oluşmaktadır.
Kutular besleme konveyörü ile taşınarak
sterilizatörün tepesinden ön ısıtma
hidrostatik kolonuna" girmekte ve aşağı
doğru yoluna devam ederken kısmen
ısınmış olarak buhar hücresine
ulaşmaktadır. Kutular buhar hücresini
aşarken sterilizasyon tamamlanmaktadır.
Steriliteye ulaşmış olan kutular, bu defa
soğutma hidrostatik kolonundan yukarıya
doğru taşınmaktadır. Önemli düzeyde
soğumuş olan kutular, atmosferik basınç
ortamında aşağı doğru taşınırken soğuk su
duşu ile soğutmaya devam edilmekte,
nihayet kutular soğutma kanalına
ulaşmaktadırlar.
9.6.2.2 Ambalajlamadan önce sterilizasyon
Son yıllarda, gıdaların ambalajlanmadan önce bir
ısı değiştiricide, sterilize edildikten ve
soğutulduktan sonra ambalajlanması (Aseptik
teknoloji) yönünde çok büyük gelişmeler
olmuştur. Böylece, yüksek sıcaklıklarda kısa süreli
bir ısıl işlemle, gıdaların kalitesinin ve besleme
değerinin korunma olanağı ortaya çıkmaktadır.
Şekil 9.20'de geleneksel bir otoklavda,
ambalajlandıktan sonra 120°C'de sterilize edilen
bir ürünün ısıtma eğrisi ile, ambalajlanmaksızın
bir ısı değiştiricide 150°C'de sterilize edilen
ürünün ısıtma eğrileri kıyaslamalı olarak
gösterilmiştir. Ambalaja konmadan sterilize
edilme yönteminde ürünün, sıcaklık etkisinde ne
kadar kısa süre kaldığı görülmektedir.
Şekil 9.20 Ambalaja doldurulmadan veya
doldurulduktan sonra uygulanan
ısıl işlemin kıyaslamalı ısıtmasoğutma eğrileri
Böylece, amaçlanan steriliteye kısa sürede ulaşılmakla birlikte ürün kalitesi üst
düzeylerde korunabilmektedir. Ambalaj dışında sterilizasyon için, sterilize edilecek
ürünün fiziksel niteliklerine bağlı olarak, plakalı veya borusal ısı değiştiriciler ve
yüzey kazıyıcılı ısı değiştiriciler gibi çeşitli sistemlerden yararlanılmaktadır.
Sekil 9.21 'de bu amaçla kullanılan bir plakalı ısı
değiştirici sistemi görülmektedir. Bu sistemlerde
sterilize edilmiş ve soğutulmuş ürün, aseptik
koşullarda steril ambalajlara doldurulup ambalaj
kapatılmaktadır.
Bu yöntemin en yaygın uygulaması, uzun
ömürlü süt olarak adlandırılan süt ürünlerinde
görülmektedir. Bununla birlikte 55-galonluk
çelik varillerden, depo tanklarına veya demiryolu
tanklarına kadar değişik büyüklükteki
ambalajların kullanıldığı uygulama sistemleri
bulunmaktadır.
Özellikle meyve pulpları, salça ve çeşitli sıvı
gıda ve konsantrelerinin muhafazasında bu
yöntem gittikçe artarak uygulama alanı
bulmaktadır.
Şekil 9.21 Plakalı ısı değiştirici
9.6.3 Süte Uygulanan Isıl İşlem Türleri
Dünyada ve ülkemizde her gün çok büyük miktarlarda süt ve süt ürünlerine ısıl
işlem uygulanmakta ve her uygulama kendine özgü nitelikler taşımaktadır.
Gerçekten sütlere farklı amaçlı ve farklı nitelikli ısıl işlemler uygulanmakta ve
böylece farklı niteliklerde ve farklı raf ömrüne sahip süt ürünleri elde
edilmektedir. Bütün bu ısıl işlemlerde, sütte bulunan mikroorganizmaların bazen
belli türlerinin, bazen tümünün inaktive edilmesi, enzimlerin ise olabildiğince
inaktive edilmeleri hedeflenmektedir. Buna göre süte uygulanan ısıl işlemler, sütte
bulunan mikroorganizmalar ve enzimlerle sıkı sıkıya ilişkilidir.
Süt çok çeşitli mikroorganizmaların barındığı ve gelişebildiği bir gıdadır. Uygun
hijyenik koşullarda makina ile sağılmış taze sütte bile 103-104/mL düzeyinde
mikroorganizma bulunabilmektedir.
Çiğ sütte asit üreten streptokokuslar, basiller, psikrotrofik bakteriler,
mikrokokusler, koli tipleri ve hatta bazen spor yapan mikroorganizmalar
bulunmaktadır. Ayrıca, tifus, paratifus, tuberkloz, brusella, salmonella, mastitis
gibi hasta insan ve hayvandan geçen patojenik mikroorganizmalar ve patojenik
koli türleri de bulunabilmektedir.
Süt pastörizasyonunda en önemli sorunlardan birisini, ısıya dirençli psikrotrofik
bakteriler oluşturmakta ve bunlar içinde en önemli olan ise B. cereus'tur. B.
cereus'un pastörize sütte sorun oluşturan mikroorganizma olarak öne çıkmasının
nedeni, soğukta saklama koşullarında gelişen bir patojen olmasıdır.
Sütte bir kısmı sütün doğal (endojen) enzimleri, bir kısmı ise sütteki
mikroorganizmaların ürettikleri enzimler olmak üzere, çeşitli enzimler
bulunmaktadır.
Bu enzimler, süte uygulanacak ısıl işlemde dikkate alınmak zorundadır. Sütteki
enzimlerin çoğu 74oC'de 15 saniye ısı uygulaması sonunda % 20'den fazla
aktivite bırakmaktadır. Sütün önemli enzimlerinden olan lipazların
pastörizasyon koşullarında tümden inaktive olmadıkları, sadece kısmen inaktive
oldukları belirtilmektedir. Buna karşın bakteri kökenli lipazların ısıya çok daha
dirençli oldukları, bu nedenle UHT uygulanmış sütlerde kalıntı lipaz
aktivitesinin sorunlar yaratabileceği açıktır.
Bununla birlikte, UHT uygulanmış sütlerde, lipaz aktivitesi, proteaz
aktivitesinin oluşturduğu sorunların çok gerisinde kalmaktadır. Çünkü, sütün
endojen proteazları dahi, 140°C'de 4.6 saniye süreli ısıl işlem sonunda bile %
40'in üzerinde kalıntı aktivite bırakacak kadar ısıl direnci yüksek enzimlerdir.
Sütün bakteri kökenli proteazları ise ısıya çok daha dirençlidirler.
Yukarıda değinildiği gibi, normal pastörizasyon koşullarında, sütteki bazı
enzimler yeterince inaktive edilememektedir. Ancak pastörize edilmiş sütlerin
soğukta saklanma zorunluluğu nedeniyle ve düşük sıcaklıklarda enzim
aktivitesinin yavaşlamasına bağlı olarak kalıntı enzim aktivitesi, pastörize sütün
flavor ve tekstüründe önemli bir olumsuzluğa neden olamamaktadır. Buna
karşın kalıntı enzim aktivitesi, normal çevre sıcaklığında saklanan UHT sütler
için, daha olumsuz etkilere sahip bulunmaktadır.
Sütlere, 62°C'den 150°C'ye kadar değişen farklı sıcaklıklarda ve öngörülen
sıcaklık düzeyine bağlı olarak değişen sürelerde, ısıl işlemler uygulanmaktadır.
Ancak, alışılagelmiş olan genel sınıflandırma göz önüne alınırsa süte,
100°C'nin altında (pastörizasyon) ve 100 °C'nin üzerinde (sterilizasyon) olmak
üzere iki temel ısıl işlemin uygulanmakta olduğu ifade edilebilir. Gerek
pastörizasyon ve gerekse sterilizasyon için öngörülen "sıcaklık x süre"
koşulları, ülkeden ülkeye az veya çok demekte ve buna ilişkin sınırlandırmalar
o ülkenin tüzük ve standartlarında yer almaktadır.
9.6.3.1 Sütte pastörizasyon uygulamaları
Milletlerarası süt ve ürünleri federasyonu (International Dairy Federation, IDF, 1986)
süt pastörizasyonunu şu şekilde tanımlamaktadır: "Pastörizasyon; sütte bulunan
patojenik mikroorganizmalardan kaynaklanan sağlık açısından oluşabilecek
olumsuzlukları en düşük düzeye indirmek amacıyla uygulanan ve üründe daima
sınırlı düzeyde kimyasal, fiziksel ve duyusal değişmelere neden olabilen bir ısıl
işlemdir".
Bu tanımıyla pastörizasyon, ılımlı bir ısıl işlem olarak nitelendirilebilmektedir. Süt
pastörizasyonu, sadece patojenleri ve ısıya duyarlı bazı bozulma etmenlerini inaktive
etme amacına yönelik bir ısıl işlemdir. Pastörize sütte, ısıya dirençli bozulma
etmenleri kalabilir. Süt dışında kalan diğer düşük asitli gıdalara uygulanan
pastörizasyon işlemlerinde de benzer hedeflerin gözetildiği hatırlanmalıdır. Buna
karşın, meyve suyu gibi yüksek asitli gıdalarda pastörizasyonun amacı daha kapsamlı
olup, sonuçta "steril" bir ürün elde etmek hedeflenmektedir.
Yukarıdaki genelleme bir tarafa bırakılırsa, süt pastörizasyonunda başlıca üç farklı
yöntem uygulanmaktadır.
Uzun süreli pastörizasyon : 62-65°C‘ler arasındaki sıcaklıklarda 30 dakika,
Kısa süreli pastörizasyon : 71 °C'de 15-40 saniye,
Yüksek sıcaklıkta kısa süreli pastörizasyon : 85-90°C'ler arasındaki sıcaklıklarda
1-4 saniye.
Uzun süreli pastörizasyon : Sütlere uygulanmış ilk ısıl işlem türü böyle bir
pastörizasyondur. Sütün, çeşitli patojenleri barındıran bir materyal olması ve
özellikle tuberkloz gibi hastalıklara yol açma olasılığı, gıda teknolojisinde
pastörizasyon tekniğinin gelişmesinin ve yaygınlaşmasının temel nedenini
oluşturmuştur.
Süte uygulanmış ilk pastörizasyon işlemi, 63.0-66 °C arasında 30 dakikalık bir
sıcaklık uygulaması şeklindeydi. Günümüzde küçük işletmelerde hala aynı işlem
uygulanmaktadır. Bu uygulamada süt, şişelere doldurulup kapatıldıktan sonra bir
tünel pastörizatörde, yukarıda sözü edilen sıcaklık sınırlarına kadar ısıtıldıktan
sonra bu sıcaklıkta 30 dakika süreyle tutulmakta ve nihayet hızla
soğutulmaktadır.
Bilindiği gibi, bu tür sürekli bir işlem akışının söz konusu olmadığı işlemlere
"kesikli" (batch) işlemler denir. Pastörizasyonda bu kesikli işlem, daha özel bir
isimle "holder process" olarak anılmaktadır. Sütlerin bu yöntemle
pastörizasyonunda, ısınma ve soğutmanın uzun süre alması nedeniyle, bir üretim
partisine uygulanan işlemin toplam süresi yaklaşık 2 saate kadar
uzayabilmektedir.
Bu nedenle günümüzde büyük çapta üretim için sürekli pastörizasyon
yöntemleri geliştirilerek uygulamaya konmuştur.
Kısa süreli pastörizasyon : Sütlere uygulanan sürekli ısıl işlemler, geleneksel
yöntemden daha yüksek sıcaklıkta (High Temperature: HT) ve daha kısa sürede
(Short Time : ST) gerçekleştirilmekte ve işlem HTST olarak anılmaktadır.
Gerçekte gıda teknolojisinde HTST işlemi denince, genellikle 100°C'nin
üzerindeki sıcaklıklarda, kısa süreli ısıl işlemler anlaşılırsa da, söz konusu
materyal süt olunca, 100°C'nin altındaki örneğin; 72oC'de 15 saniye süreli ısıl
işlem de, HTST işlemi olarak anılmaktadır.
Gerçekten süt pastörizasyonunda uygulanan geleneksel 63oC'de 30 dakikalık
işleme kıyasla, 72oC'deki 15 saniye süreli işlem HTST yöntemi olarak kabul
edilebilir. Birçok ülkede sütlerin pastörizasyonunda uygulanan HTST koşulları
için sıcaklık 72°C ve süre 15 s olarak benimsenmiş ve bu standart bir işlem
olarak kabul edilmiştir.
Açıkça görüldüğü gibi süt pastörizasyonunda, 63°C/30 dakika ve 72°C/15 saniye
gibi başlıca iki uygulama ön plana çıkmaktadır. Bununla birlikte 63°C ye 72°C
sıcaklık değerleri ve bunlara uygun süreler, ülkeden ülkeye sınırlı düzeyde de
olsa değişebilmekte ve bu "sıcaklık/süre" değerleri o ülkenin mevzuatında yer
almaktadır.
Yüksek sıcaklıkta kısa süreli pastörizasyon : Süt pastörizasyonunda uygulanan
sıcaklık yükseldikçe, doğal olarak süre kısalmaktadır. Örneğin sıcaklık 85-90°C
arasında uygulanınca, süre 1-4 saniyeye kadar düşürülebilmektedir. 85-90oC'ler
arasında yapılan pastörizasyon "ani pastörizasyon" (flash pasteurization) olarak
anılmaktadır. Aslında sıcaklık daha da yükseltince, pastörizasyon süresi daha da
kısaltılabilmektedir. Örneğin 94oC'de 0.1s, 100°C'de 0.01 saniye yeterli gelebilirse
de, süre kısaldıkça işlemin kontrolünün zorlaşacağı gerçeği göz önünde
bulundurulmalıdır.
Sürekli pastörizasyon sistemlerinde pastörize edilen sütler, yeniden kontamine
olmalarına olanak verilmeksizin ambalajlanıp soğukta saklanırlar.
Pastörizasyonun yeterliği : Pastörize edilmiş sütün, işlemin hemen sonunda hala
104-105 / mL düzeyinde mikroorganizma içerebildiği ileri sürülmektedir. Bu
mikroorganizmalar zaten çiğ sütte de bulunmakta olan Streptococcus thermophilus
ve ayrıca micrococcus ve microbacteria gibi ısıya dirençli mikroorganizmalardır.
Bunun yanında daha az sayıda olmak üzere spor yapanlar, ısıya dirençli laktobasiller
veya akromobakteriler de bulunmaktadır. Pastörizasyon sonunda mikroorganizma
sayısının ne boyutta azaltılabildiği sadece başlangıç sayısına değil, kuşkusuz aynı
zamanda mikroorganizma tiplerine de bağlıdır.
Sütün güvenli bir şekilde pastörize edilmiş olduğunun kabul edilmesi için, tüm
patojenlerin inaktive edilmiş olması gerekmektedir. Bunun sağlanmış olduğu ise,
sütün bir endojen enzimi olan alkalin fosfataz (ALP) enziminin inaktive edilmiş
olmasıyla kanıtlanır. Eğer (ALP) inaktive olmuşsa, pastörizasyonun hedefindeki
mikroorganizma olan Mycobacterium tuberculosis'in zaten yeterince inaktive
edilmiş olduğu anlaşılır. Çünkü ALP'in inaktivasyon koşulları, M. tuberculosis'in
öldürülmesi için gerekli koşulların biraz daha üzerinde bulunmaktadır.
Bununla birlikte sütün, amaçlanandan daha sert koşullarda pastörize edilmemesi de
aynı derecede önemlidir. Bunun denetimi ise, sütteki laktoperoksidaz aktivitesinin
ölçülmesiyle sağlanabilmektedir. Pastörize edilmiş sütte laktoperoksidaz aktivitesi
pozitif olarak belirlenmelidir. 80°C'de 15 s süren bir pastörizasyon uygulanmış
sütte, laktoperoksidaz aktivitesi negatif reaksiyon vermektedir. Negatif
laktoperoksidaz aktivitesi, süte gereğinden ileri düzeyde pastörizasyon koşullarının
uygulanmış olduğunun kanıtı olarak kabul edilmektedir.
9.6.3.2 Sütte sterilizasyon uygulamaları
En uygun pastörizasyon koşulları uygulanmış sütün dahi, bazı canlı, bozulma
etmeni mikroorganizmaları içermesi nedeniyle düşük sıcaklıkta saklanması
zorunludur.
Pastörize sütün çevre sıcaklığında raf ömrü, birkaç günle sınırlıdır. Çevre
sıcaklığında saklanmaya uygun nitelikte süt üretimi için, pastörizasyonda geçerli
olandan daha yoğun bir ısıl işlem uygulanmalı ve işlem sonunda
kontaminasyondan korunmalıdır. Bu amaçla 100°C'den daha yüksek sıcaklıkların
uygulanması gerekmektedir. Bilindiği gibi bu tür ısıl işleme, sterilizasyon denir.
100°C'nin üzerindeki sıcaklıkların uygulandığı süt sterilizasyonunda,
Pseudomonas türleri tarafından salgılanan bazı lipazlar hariç, tüm enzimlerin ve
B. stearothermophilus gibi ısıya aşırı dirençli sporlar hariç, tüm mikrofloranın ve
kuşkusuz spor yapan mikroorganizmaların inaktivasyonu gerçekleştirilmektedir.
Süt, tipik pH değeri 6.7 civarında bulunan bir gıdadır. Bu nedenle pH düzeyi
4.5'in üzerinde bulunan gıdalara uygulanan temel kurallara göre, sterilizasyonda
Clostridium botulinum'un hedef alınması gerekmektedir. Nitekim süt
sterilizasyonunda C. botulinum sporlarında 12D düzeyinde bir redüksiyon
sağlayan bir ısıl işlem, standart bir uygulama olarak kabul edilmektedir. Ancak
sütte C. botulinum'un nadiren bulunmakta olması nedeniyle, hedef
mikroorganizma olarak B. stearothermophillus seçilmektedir.
Süt sterilizasyonu, pastörizasyonda olduğu gibi "ambalajda sterilizasyon" veya
daha çok "sürekli sterilizasyon" şeklinde uygulanmaktadır. Yine, pastörizasyonda
olduğu gibi, sürekli sterilizasyon sonunda süt, kontaminasyon engellenerek aseptik
olarak paketlenmelidir. Süt sterilizasyonunda hangi yöntem uygulanırsa uygulansın
amaç, "ticari steril" bir ünün elde etmektir. Bunun anlamı ise sterilize edilmiş104
adet ambalajdan en çok 1 tanesinin bozulma riski taşıyabileceğinin kabul
edilmesidir.
Ambalajda sterilizasyon : Hermetik nitelikte kapatılmış ambalajdaki (çoğunlukla
metal kutu) süte, otoklavda 110-116°C arasında 20-30 dakika süreli ısıl işlem
uygulanarak sterilizasyon gerçekleştirilir. Bu şekilde işlenmiş süt sterilize edilmiş
süt adı ile anılır.
Bu tür sterilizasyon uygulamasında, uygulanmış yoğun ısının yol açtığı,
esmerleşme görülür. Esmerleşme, gıda bilimi tarafından ayrıntılı olarak
tanımlanmış bulunan "Maillard reaksiyonu" sonucu ortaya çıkan kimyasal bir
olaydır. Sütte Maillard reaksiyonu sonucu oluşan esmerleşme, kazeinin amino asit
grupları ile laktozun aldehit grupları arasındaki reaksiyonla gerçekleşmektedir.
Sterilize edilmiş sütte ayrıca laktozun parçalanmasıyla, pişme ve karamelizasyon
flavoru oluşmaktadır. Sterilize edilmiş süt, içme sütü dışında farklı amaçlarla
kullanılan bir üründür.
Sürekli sterilizasyon; Kapalı ambalaj içindeki süte uygulanan sterilizasyonda,
ısınma ve soğumanın çok yavaş gerçekleşmesi ve ambalaj içinde oluşan aşırı
basınç, çeşitli sorunlara neden olmaktadır. Bu yüzden süt sterilizasyonunda çok
yüksek sıcaklıkların uygulanabildiği ve aseptik ambalajlama tekniği ile kombine
edilmiş "sürekli sterilizasyon" prosesleri geliştirilmiştir.
Yüksek sıcaklık kısa sürenin uygulandığı sürekli ısıl işlemin temel avantajı,
hedeflenen düzeyde mikrobiyel inaktivasyon gerçekleştirilirken, kimyasal
değişimlerin çok sınırlı düzeyde tutulabilmesidir. Bunun nedeni, kimyasal
reaksiyon hızına kıyasla, mikrobiyel inaktivasyon hızının sıcaklığa
bağımlılığının çok yüksek olmasıdır. Daha açık bir şekilde ifade etmek gerekirse;
sıcaklığın 10oC arttığı, mikroorganizmaların ölüm (inaktivasyon) süresinin
yaklaşık 10 kat kısalmasına neden olmakta fakat; bu sırada kimyasal
reaksiyonların hızı sadece 2-3 kat hızlanabilmektedir. Buna ilişkin bir örnek
vermek gerekirse, mesela süt sterilizasyonunda 110°C'de Fo = 6 düzeyinde bir
sterilizasyon değerine ulaşabilmek için 75 dakika süreli bir ısıtma gerekli
bulunmakta ve bu sırada % 40 düzeyinde tiyamin kaybı ile karşılaşılmaktadır.
Buna karşın eğer, sıcaklık 110°C'den 140°C'ye yükseltilirse, Fo = 6 değerine
yaklaşık 5 saniyede ulaşılmakta ve bu sürede tiyamin kaybı çok azalmakta ve
ancak % 1 düzeyinde kalmaktadır.
Sürekli sterilizasyonda süte 136-150°C sıcaklık ve sıcaklık düzeyine bağlı olarak
2-6 saniye süreli ısıl işlem uygulanmakta ve ısıtma sonunda derhal soğutularak,
aseptik tekniğe uygun olarak ambalajlanmaktadır. Bu koşullarda uygulanan ısıl
işlem "aşırı yüksek sıcaklıkta ısıl işlem" (Ultra High Temparature heat treatment)
olarak veya kısaca UHT işlemi olarak anılmaktadır. Bu yöntemle elde edilen süt
de "UHT-süt" olarak isimlendirilmekte ve daha çok içme sütü olarak
tüketilmektedir.
UHT uygulaması, diğer sterilizasyon işlemlerine kıyasla sütte çok daha sınırlı
esmerleşme ve flavor değişimlerine neden olmaktadır. "UHT süt" ve "sterilize
edilmiş süt" kalite kriterleri ve kullanım alanları bakımından çok farklı iki ayrı
ürün olduğu bir defa daha vurgulanmalıdır.
UHT işlemi, "indirekt ısıtmalı" veya "direkt ısıtmalı" sistemlerde
gerçekleştirilmektedir. İndirekt ısıtmalı sistemlerde ısıtma aracı olarak buharın
veya basınç altındaki yüksek sıcaklıkta suyun kullanıldığı, çeşitli tipte plakalı
veya borusal ısı değiştiricilerden yararlanılmaktadır. indirekt ısıtmalı sistemler
sadece süt için değil, viskozitesi yüksek akışkan veya sıvı içinde parçacıklar
içeren materyallerin de sterilizasyonu için kullanılmaktadır. Ancak bu durumda
yüzey kazıyıcılı ısı değiştiriciler veya bu amaçla geliştirilmiş özel ısıtıcılardan
yararlanılmaktadır. Şekil 9.22'de indirekt ısıtmalı bir UHT sistemi şematik olarak
gösterilmiştir.
Diğer taraftan direkt ısıtmalı UHT sistemlerinde ısıtılacak olan sıvı, örneğin süt,
doğrudan yüksek nitelikli doygun buhar ile temas ettirilir. Bu amaçla ya ısıtılacak
sıvıya buhar enjekte edilir, (enjeksiyon sistemi) veya sıvı, doygun buhar
atmosferine enjekte edilir (infüzyon sistemi). Her iki uygulamada da sıvı önce, 7080°C'ye kadar ısıtılır. Bu ön ısıtma, sistemin rejenerasyon bölümünde, bir önceki
aşamada ısıtma uygulanmış sıcak ürünün soğutulması işlemiyle birleştirilerek
gerçekleştirilir.
Direkt sistemde ısınma, indirekt sisteme kıyasla çok hızlıdır. Isınma hızı 100200°C/s düzeyindedir. Isınma süresinin çok kısa olması yüzünden, işlem
sıcaklığına erişildikten sonra sıvının (sütün) bu sıcaklıkta belli bir süre tutulması
gerekmektedir. Bu süreye "kalış süresi" denir. Kalış süresi, ısınmış sıvının
soğutulma aşamasına geçmeden önce, bir kalış borusunu (holding tube) aşma
sürecinde tamamlanır.
Direkt ısıtma yönteminde süte karışan buharın yoğunlaşması sonucu, sütte %
10-15 düzeyinde bir seyrelme ortaya çıkmaktadır. Bu şekilde sütün kazandığı su,
soğutma aşamasında uygulanan ani soğutma (flash cooling) işlemiyle uzaklaştırılır.
Ani soğutma olayı, yüksek dereceye ısınmış ve böylece yüksek bir basınca ulaşmış
sıvının, basıncın aniden düşürüldüğü bir genişleme tankına boşaltılması sırasında
gerçekleşen, hızlı buharlaşmaya dayanmaktadır. Bu şekilde gerçekleşen ani
soğuma, aynı zamanda evaporatif soğuma olarak da anılmaktadır. Evaporatif
soğuma sırasında sütün, enjekte edilmiş buhardan kazanmış olduğu su
uzaklaştırıldığı gibi ayrıca, sudan daha uçucu diğer bileşikler, molekül kütlesi
düşük bileşikler, oksijen ve nihayet istenmeyen bazı bileşikler de
uzaklaştırılmaktadır. Şu noktanın tekrar vurgulanması gerekir ki, üretimde çok
yüksek sıcaklıklar uygulanmış olmakla birlikte UHT süt, sterilize edilmiş süte
kıyasla daha sınırlı kimyasal değişikliklere uğramaktadır. Diğer taraftan UHT sütte
ısıya duyarlı bakteriyel proteinazlar yeterince inaktive edilememesi yüzünden
depolamada bazen sorunlar oluşturabilmektedir.
9.6.4 Diğer Isıl İşlem Tanımlamaları ve Uygulamaları
9.6.4.1 Et ve et Ürünlerinde pastörizasyon uygulaması
Etlerin karkas halinde veya parça halinde dondurulduktan sonra donmuş halde
muhafaza edilmeleri, öteden beri uygulanan en güvenli yöntemdir. Bu donmuş
ürünlerin uzun raf ömürlerine karşın, üretimde ve depolanmasında fazla miktarda
enerji harcanması, önemli bir olumsuzluktur. Ayrıca, bunların çözülmelerinde de
yine enerji harcanmakta ve çözme işlemi uzun zaman almaktadır. Gıda servisi
yapan lokanta, yemekhane gibi kuruluşların çok uzun raf ömrü olan ürünlere değil,
çözme için enerjiye zaman harcamak zorunda kalmayacakları, hemen kullanılmaya
hazır, güvenli ürünlere gereksinim duyduklarına kuşku yoktur. Bu nedenle son
yıllarda gerek kırmızı, gerekse beyaz etlerin dondurulmaksızın "pastörize" edilerek
uzunca bir raf ömrüne kavuşturulmaları yönünde eğilimler artmıştır. Bu yöntemle
60 güne kadar uzanan raf ömrü olan bazı ürünlerden bahsedilmektedir. Böylece
"soğukta saklanan pastörize gıdalar" adı altında yeni bir sektör doğmaktadır.
Sağlıklı hayvanların kas dokularının kesim başlangıcında steril olduğu
gösterilmiştir. Bu gerçek, hem kırmızı et hem de beyaz et için geçerlidir. Ancak
kesim sonrasında ve bunu izleyen hazırlık işlemlerinde et yüzeyi, patojenik ve
bozulma etmeni mikroorganizmalarla yoğun bir şekilde kontamine olmaktadır.
Asında bu gerçek, sağlıklı meyve ve sebzeler için de geçerlidir. Bugüne kadar karkas
yüzeylerinin dekontaminasyonu için çeşitli kimyasallar denenmiş ve bu amaçla
klorlu yıkama suyu yaygın olarak kullanılmıştır. Ancak kimyasallar yerine ısı
uygulaması yoluyla dekontaminasyon, gittikçe önemli bir alternatif olarak
benimsenmektedir. Etlerin dekontaminasyonu amacıyla sıcak su veya buhar
yardımıyla ısı uygulaması halen A.B.D., Kanada ye Avustralya'da yoğun olarak
kullanılmakta olup, AB ülkelerinde de kullanılmaya başlanmıştır.
Isı uygulamasıyla yüzeyin dekontaminasyonunda başarı için, yüzey sıcaklığının kısa
sürede patojenlerin inaktive olduğu 70°C'nin üzerine çıkarılması ve hızla geri
soğutulması gerekmektedir. Böylece proteinlerin denature olması yani; etin pişmesi
engellenebilmektedir. Isı uygulamada en uygun yöntem, doygun buhar
kullanılmasıdır. Doygun buhar yoğunlaşırken, yüzeye büyük miktarda ısı
bırakmaktadır.
Et ve et ürünlerinin pastörizasyonunda hedefteki mikroorganizma, genellikle
salmonella türleridir. Uygulanan ısıl işlemle salmonella türlerinde 5 log düzeyinde
bir redüksiyona ulaşmak, güven sınırını oluşturmaktadır. Güven sınırı veya düzeyi;
"25 g'lık bir örnekte salmonella türleri, Listeria monocytogenes ve E. coli O157:H7
gibi vejetatif infektif patojenlerin saptanamaması" olarak tanımlanmaktadır.
Uygulanan ısıl işlemle 5 log düzeyinde bir redüksiyonun temel alınmasının nedeni,
perakende olarak satılan sığır etlerinin her gramında normal olarak en çok yaklaşık
103 adet salmonella türlerinin bulunmakta oluşuna dayanmaktadır.
Mikroorganizma yükü bu düzeyde olan bir etin pastörizasyonu sonucunda,
salmonellaların vejetatif hücre popülasyonu, 100 g örnekte 1 hücreye
düşmektedir. Doğal bulaşma sonucu ette bulunma olasılığı olan C. perfringens,
C. botulinum ve Bacillus cereus sporları her ne kadar pastörizasyonla inaktive
edilmemiş olsalar da, bunlar daha sonra uygulanması zorunlu olan düşük
depolama sıcaklığı nedeniyle uzun raf ömrü süresince faaliyette
bulunamamaktadırlar.
Önemli patojenler olan C. botulinum tip A, B ve E sporları, B. cereus ve C.
perfringens sporları 38°F (3.3°C) altında ne çimlenebilirler ne de toksin
üretebilirler.
Etlerin pastörizasyonunda hedef alınan mikroorganizmaların z değerleri ile,
farklı sıcaklıklardaki D değerleri, uygulanacak ısıl işlem açısından (çok önemli
verilerdir. Tablo 9.20'de ve Tablo 9.21 'de infektif mikroorganizmalarla, toksin
üreten ve/veya spor oluşturan mikroorganizmaların bazı kritik değerleri
gösterilmiştir.
Tablo 9.21:
Pastörizasyonla inaktive
edilemeyen toksin üreten
velveya spor oluşturan
mikroorganizmalar
9.6.4.2 Et ye et Ürünlerinde yüzey pastörizasyonu
Et ve bazı et ürünlerinde yüzeydeki kontaminasyonu kontrol altında tutmak
amacıyla, son yıllarda yüksek sıcaklıkta kısa süreli buhar uygulaması yöntemine
başvurulmaktadır. "Yüzey pastörizasyonu" veya "yüzey sterilizasyonu" denen
bu işleme ilişkin olarak çeşitli yöntemler ve buna uygun sistemler
geliştirilmiştir.
Bunlardan birisi "vakum-buhar-vakum" (vacuum-steam-vacuum:VSV) adı ile
anılan yöntemdir. Bu teknoloji, materyalde hasara neden olmadan yüzeyinin
aşırı yüksek sıcaklıkta doymuş buharla hızla ısıtılabilmesine olanak
vermektedir. Yöntemin ilkesi, proteinlerin denaturasyonu (pişme) gibi bir hasara
neden olabilecek düzeydeki ısı enerjisinin, bakterileri öldürmek için gerekli olan
ısı enerjisine kıyasla çok yüksek olmasından kaynaklanmaktadır. Buna göre
mikroorganizmaların inaktivasyonunu sağlayacak düzeyde kısa süreli bir ısı
uygulaması, ürünün pişmesi gibi bir değişmeye uğramasına neden
olmamaktadır.
Geleneksel yüzey pastörizasyonu uygulamasında karıştırılan en önemli sorun,
düzgün olmayan yüzeylerdeki porlarda gizlenmiş olan mikroorganizmaların
öldürülememesidir. VSV teknolojisi bu sorunu önemli ölçüde çözmekte,
uygulanan vakumun etkisiyle daha önce ulaşılamayan porlara
ulaşılabilmektedir.
VSV (vacuum-steam-vacuum) teknolojisi dört aşamalı bir işlemdir.
Birinci aşamada; yüzey pastörizasyonu uygulanacak materyalin, örneğin bir
butun, bulunduğu hücreye vakum uygulanarak, hücrenin havası
boşaltılmaktadır.
İkinci aşamada hücreye düşük sıcaklıkta buhar verilerek et yüzeyi çevresindeki
hava ve nem uzaklaştırılmaktadır.
Üçüncü aşamada ise; aşırı yüksek sıcaklıkta doymuş buhar verilmek suretiyle
yüzeyde ve porlarda saklanmış olan bakterilerin anında ölmeleri
sağlanmaktadır.
Dördüncü aşamada, hücreye tekrar vakum uygulanarak hem hücredeki buhar
boşaltılmakta hem de yüzey üzerinde oluşmuş kondensatın buharlaşması
sağlanarak, materyalin yüzey sıcaklığının evaporatif yolla düşürülmesi yani,
soğutulması gerçekleştirilmektedir.
Peş peşe uygulanan bu dört aşama bir döngü olarak nitelenirse, dekontamine
edilmek istenen yüzeyde istenen boyutta bir dekontaminasyona ulaşabilmek için,
arka arkaya birkaç döngü uygulaması gerekmektedir.
Yüzey pastörizasyonu sadece karkas veya iri parçalar halindeki etlere değil, sosis
gibi et ürünlerinde de uygulanmaktadır.
9.6.3.2 Yumurtalarda yüzey pastörizasyonu
Yumurtalardan kaynaklanan salmonellosis, öteden beri bir sorun olarak devam
edegelmiştir. Bu nedenle yumurtaların yüzey dekontaminasyonu için çeşitli
yöntemlere başvurulmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri'nde yumurtaların
yıkandıktan sonra soğukta saklanması, halen temel bir uygulama olarak
sürdürülmektedir. Ancak yıkama işleminin kabuğa zarar vererek bakteriyel
patojenlerin yumurtanın içine penetrasyonunu kolaylaştırdığı ileri sürülmekte
olduğundan bu uygulama bazı ülkelerde yasaklanmıştır. Bu yüzden
yumurtaların yüzey pastörizasyonu için, çeşitli yöntemler denenmektedir.
Himathongkham et al. (1999), yumurtaların 100°C'deki suya 3 saniye süreyle
daldırılmasıyla kabuk ve membranda bulunan S. enteritidis‘lerin tümüyle
inaktive edildiğini ve fakat bazen kabukta mikro çatlaklar oluştuğunu, bunun
sonunda yumurta içine patojenlerin penetrasyonunun kolaylaştığını
saptamışlardır. Bu yüzden daha düşük sıcaklıkta, fakat daha uzun süreli bir ısı
uygulamasının daha uygun olabileceği öngörülmüş ve 60 °C'nin altında sıcak
suya daldırılarak yumurta yüzeyinin pastörizasyonuna uygun ticari sistemler
geliştirilmiştir. Ancak düşük sıcaklık uygulamasının kalite üzerinde olumsuz
etkide bulunduğu ileri sürülmektedir.
Pasquali et al. (2010), yumurta yüzeyine 600°C'de sıcak havanın 8'er saniye
süreyle iki defa uygulanması ve iki uygulama arasında 30 saniye soğuk hava
üflenmesi şeklindeki bir yöntemle, S. enteritidis popülasyonunda 1.9-log
düzeyinde bir redüksiyon sağlandığını belirtmektedirler.
Diğer taraftan bu konuda ilginç bir bulgu, ATCC 13076 suşu inoküle edilmiş likit
tam yumurta ortamında 70°C'de 1.5 saniye süreli bir ısı uygulaması sonucunda 6
desimallık bir redüksiyonun sağlanmış olmasıdır.
Yumurtalar kırma makinalarında kırılarak sıvı ürüne dönüştürüldükten sonra da
pastörize edilebilmektedir. Sıvı yumurtalar genellikle çok geniş bir
mikrobiyolojik floraya sahiptir. Sıvı yumurtanın temel patojenleri salmonella‘lar
olmakla birlikte ayrıca Enterococcus faecalis de bulunmaktadır. Salmonella‘ların
ısıl dirençleri çok düşüktür. Nitekim 63-65°C arasında 30-60 s ısı uygulamasıyla
bunlarda 9D düzeyinde bir inaktivasyon sağlanabilmektedir.
Likid yumurtaya uygulanan tipik pastörizasyon işlemi 64°C/4 dakika'dır.
70°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda ısıtıcı yüzeylerinde pıhtılaşmadan kaynaklanan
birikintiler belirmektedir (Lewis and Heppell, 2000).
9.6.3.3 Et ve et ürünlerinin pastörizasyonunda F değerinin hesaplanması
Bu alandaki genel kurala uygun olarak, uzun raf ömrüne sahip bir et ürünü elde
etmek için, öncelikle mikroorganizma yükü düşük olan hammadde kullanılması
gerekmektedir. Eğer ürünün pH derecesi düşük ve/veya nitrit konsantrasyonu
yüksekse, bakterilerin ısıl direnci düşmekte ve buna bağlı olarak daha hızlı
inaktive edilmektedirler.
Etlerin pastörizasyonunda uygulanan ısıl işlemin etkinliğini tanımlamada, hermetik
nitelikte kapatılmış kapta uygulanan sterilizasyonda olduğu gibi F değeri
kullanılmaktadır. Ancak hermetik nitelikte kapatılmış ambalajdaki ürünün
sterilizasyonunda 121 °C'deki (250°F) F değeri yani, Fo kullanılırken, etlerin
pastörizasyonunda 70°F'daki F değeri yani, F70 kullanılmaktadır. Tekrar
hatırlatmak gerekir ki, hangi F olursa olsun, F değeri daima hedefteki
mikroorganizmanın etkisinde kaldığı "sıcaklık-süre" kombinasyonunun toplam
etkisini (lealiteyi) ifade eder.
Pastörize edilen salam gibi et ürünlerinde merkez sıcaklığı 68-72°C'ye ulaşana
kadar, 74-82°C arasında sıcaklık uygulanmaktadır. Buna karşın bilindiği gibi,
sterilize edilen hermetik kapatılmış ambalajlardaki et ürünlerine 121°C ve hatta
bunun biraz daha üzerindeki sıcaklıklar uygulanmaktadır.
Kendine özgü bir işlem olan et ürünlerinin pastörizasyonunda hedef
mikroorganizma D-Streptococcus'dur. Bu mikroorganizmanın desimal azalma
süresi D70= 2.95 dakikadır. D-Streptococcus bir patojen olmamakla birlikte,
pastörize et ürünlerinde bozulma etmeni olan ve ısıl direnci en yüksek vejetatif
bir bakteridir. Et veya et ürününe uygulanan bir ısıl işlemin (pastörizasyon)
etkinliği 9.27 No'lu eşitlikle tanımlanabilir.
F = D (logNo - logN)
(9.27)
Pastörize edilen et ürünlerinde N = 10-5 değeri, güven sınırı olarak kabul
edilmektedir. Hermetik kapatılmış kutulardaki et ürünlerinin otoklavda
sterilizasyonunda, diğer ürünlerde olduğu gibi emniyet sınırı N =10-4 olarak
öngörülmektedir. Bunun anlamı, sterilize edilen her 10 000 kutudan 1 tanesinde
hedef alınan mikroorganizmanın canlı kalma olasılığı bulunduğunun
varsayılmasıdır.
Pastörize edilen ürünlerde N = 10-5 değerinin anlamı ise; pastörize edilmiş her
100 000 üründen 1 tanesinin mikrobiyolojik açıdan sorunlu olabileceğidir.
Herhangi bir ısıl işlemin letalite değerinin L = 10 (T - 121.1)/z eşitliği ile
hesaplandığına daha önce değinilmişti. Bu eşitlikte baz olarak 121.1°C (referans
sıcaklık olarak) alınmıştı. Kendine özgü bir ısıl işlem olan et ve ürünlerinin
pastörizasyonunda referans sıcaklık (Tref) 70°C, TOS eğrisinin eğimi ise z =10°C
alınmaktadır. Bu koşullarda letalite eşitliği;
L = 10 (T - Tref)/z
(9.28)
L = 10 (T - 70) / 10
(9.29)
şekline dönüşür.
Et ve et ürünlerinin pastörizasyonu sonucunda, bozulma etmeni olan bakteriler ve
bunların sporları kabul edilebilir bir düzeye düşürülmektedir. Pastörizasyonda
ürünün merkez sıcaklığı hiçbir zaman 100°C'ye ulaşmadığından ve bu sıcaklığa
erişmeden sporlar öldürülemediğinden, pastörize et ürünlerinde ısıya dirençli
sporların yok edilmiş olması söz konusu değildir. Eğer pastörize edilmiş ürün
kütlesi 4 kg'dan fazla ise, F değerinin hesaplanmasında 9.27 No'lu eşitliğe et
kitlesinin gram olarak ağırlığının eklenmesiyle oluşturulan 9.30 No'lu eşitlikten
yararlanılır.
(9.30)
F = D [log(y.No) - logN]
Örnek 9.23 : Kütlesi 5 000 g olan ve 103/g düzeyinde bakteri yükü (D70=2.95)
bulunan bir et kitlesine, 10-5 güven sınırında bir pastörizasyon uygulanacaktır.
Isıl işlemde sağlanması gereken F70 değerini hesaplayınız.
Çözüm : çözüm için 9.30 No'lu eşitlikten yararlanılır.
Buna göre:
F = D [log(y.No) - logN]
F70 = 2.95 [log(5000x103) – log10-5]
F70 = 2.95 [6.6989-(-5)]
F70 = 34.5