Besin Hijyeni ve Teknolojisi Gıdalarda Mikrobiyel Gelişim Üzerine Etkili Faktörler Mikroorganizmalar n g dalarda geli imini etkileyen faktörler genel olarak A . ç f a k t ö r l e r , B . D f a k t ö r l e r , C . l e m s e l f a k t ö r l e r , D . E t k i l e i m p a r a m e t r e l e r i ( m p l i t i k f a k t ö r l e r ) eklinde grupland r labilir.A . ç faktörler: B e s i n m a d d e l e r i n d e m i k r o b i y e l a k t i v i t e n i n o l u u m u ö n c e l i k l e b e s i n m a d d e s i n i n y a p s n d a b u l u n a n m a d d e l e r i n i n f i z i k o - k i m y a s a l ö z e l l i i n e b a l d r . B u n l a r ; G d a m a d d e s i n i n y a p s v e b i l e i m i S u a k t i v i t e s i ( a W ) p H d e e r i R e d o k s p o t a n s i y e l ( Eh )G d a M a d d e s i n i n Y a p s v e B i l e i m i G dalar n ço u; do al yap lar , besin maddesi içerikleri ve bunlar m metabolize olma özellikleri ile mikroorganizmalar n geli meleri için uygun yap ya sahiptirler. G dalar genelde de i ik düzeyde protein, lipid, karbonhidrat, mineral madde, vitamin ve su içerir. Karbonhidratlar ba l ca enerji sa lamak için mikroorganizmalar taraf ndan kullan l r (parçalanma ile L.A., CO 2 olu umu). Hücresel düzeyde a.asitler metabize edilerek yap sal bile iklerin sentezinde ve enerji üretiminde kullan l r (Olu an NH 3 , H 2 S bozulma). Mikroorganimalar n ço o hücre d lipaz ile gliseridleri ya asitleri (Hücresel düzeyde ya asidi sentezi) ve gliserole hidrolize eder.Karbonhidratlar; monosakkarit, disakkarit, oligosakkarit ve polisakkarit olarak ya lar; serbest ya asitleri, gliseridler, fosfolipidler ve steroller formunda bulunurlar. Proteinler; ba l ca et süt ve yumurta gibi hayvansal g dalarda, ayr cabitkisel g dalarda basit proteinler, konjuge proteinler, peptidler ve protein olmayan azotlu bile ikler (NPN, a.a, üre, NH 3 , kreatin, TMA) olarak bulunur. M.o.lar n geli imi için gerekli elementler aras nda C, H, O 2 , N, S, P, olup az olarak Fe, Mg, K, Ca bulunur. Baz organik maddeler m.o.lar taraf ndan sentezlenemez ve d ar dan al nmas gerekir. Bunlar Aminoasitler (Protein, enzim sentezi), Purin ve primidin bazlar(nukleik asit (DNA, RNA) sentezi), vitaminler (B 1 , B 2 , B 12 ) koenzim sentezi için gereklidir. S u A k t i v i t e s i D e e r i ( aw ) Su tüm canl larda oldu u gibi mikroorganizmalar n geli mesi ve ço almas içinde hayati öneme sahiptir. Bakteri hücrelerinin toplam a rl n n % 75-90 su Besinlerin al nmas , ta nmas ve metabolik ürünlerin at lmas ile termal regülasyonda rol oynar. Ço u m.o. Su oran %15 den yüksek g dalarda geli ebilir. Suyun serbest formunun ölçüsü olarak su aktivitesi de eri kullan l r. Su aktivitesig da maddesinde m.o.lar n kulllanaca serbest suyun ölçülmesiyle belirlenir. Bir g dan n su aktivitesi de eri; g dadaki suyun bas nc n n ayn s cakl ktaki saf suyun bas nc na oran ile saptan r. Suyun aktivitesi 0 (s v ya )-1(distile su) aras nda de i ir. Kimyasal maddeler çözündükçe a w dü er. a w de eri g da maddelerinin bozulmas n ve patojenlerin üremesini gösteren önemli kriterdir. a w ; 1-0.98 yüksek nemli (et, bal k sebze, süt), Cl., Salmonella 0.98-0.85 nemli (Konsantre süt, salça, sosis, salam) L.A. 0.85-0.60 orta nemli g dalar (Kuru meyve, un,reçel) S a c c h a r o m y c h e s r o u x i i , X e r o m y c e s b i s p o r u s 0.60-0.00 kuru g dalar ( ekerleme, çikolata, cips, makarna) m.o. üremez.C . j e j u n i (a w 0.98 ile en duyarl patojen) Enterobacteriaceae 0.95 Gram (+) bakteriler negatiflere oranla suya daha dirençli. Özellikle S . a u r e u s dü ük a w de erlerinde (0.83-0.86) üremekte ve toksin olu turmakta. Bozulma yapanlar n ço u 0.91 in alt nda geli emez Baz m.o.lar dü ük a w de erinde daha iyi geli ir. Bu nedenle halofilik (V . p a r a h a e m o l y t i c u s ), ozmofilik ve kserofilik olarak ayr l rlar. Molar ars nda direnç s rlamas Gram (+) < Gram (- )< mayalar < küfler eklinde Bakteriler içinde 0.75 ile halofilik (Halobacterium, Halococcus) olanlar, 0.65 ve 0.61 ile de kserofilik küf ve mayalar en dü ük a w ye sahip Halotolerant (Halofil): Tüksek tuz konsantrasyonunda üreyebilme Ozmotolerant (Ozmofil): Yüksek konsantrasyonda iyonize olmam organik maddelerin ( eker vb.) varl nda üreyebilme özelli i Kserotolerant (Kserofil): Kuru g dada üreyebilme özelli ip H 1 litre saf su içindeki dissosiye olmu aktif hidrojen iyonlar n n grm olarak a rl n n negatif logaritmas olarak tan mlan r. E it miktarda H ve OH iyonu içeren saf su nötr (7.0).Mikroorganizma üremesinde ve g da bozulmas nda pH de erinin önemi var. Çünkü fiziko-kimyasal yap ya ba l olarak her g dan n pH s farkl Buna ba l olarak pH ya göre geli en mikroroganizmalarda farkl Mikrorganzimalar n hücre içi pH de eri do rudan do ruya ortam n pH s na ba l olarak da de i ebilir. Birçok g dan n muhafaza ve olgunla mas s ras nda pH dü er (peynir, tur u, sucuk vb.) Baz hallerde ise bozulma yap c m.olar n üremesi sonucu alkalilerden dolay pH yüksektir. Örn. baz küfler asitleri parçalar ve nötralize eder. Meyva ürünlerinde küflerin etkisi ile C . b o t u l i n u m için uygun ortam olu mas Peynirde baz küf üremesi ile pH artmas ve S. aureus üremesi G da maddelerinin pH s ilk kontaminasyonda da selektif etki yapar. Taze et ve bal klara oranla meyve ve sebzede daha dü ük pH da geli en mikroorganizmalar bulunur. Taze et bal kta proteolitik, bitkisel besinlerde ise sakkarolitik m.olar etkinG da Maddesi pH Yumurta 9.3 (Alkali) Süt, karides 6.8-7.0 (Nötr) Kanatl eti 6.3-6.7 (Nötr) Bal k 5.7-6.6 (Hafif asidik) Et 5.4-5.8 (Hafif asidik) Konserve 4.5-5.0 (Orta asidik) Peynir 4.5-5.0 (Orta asidik) Salça 4.0-4.4 (Asidik) Meyve Suyu 3.3-3.5 (Kuvvetli asidik)M.o. Geni pH s n rlar içinde geli ebilir. Ço u pH 5-8 aras nda Asidofilik pH 2-5 asit ko ul Laktik asit bak. 5.5-6.0 Küfler pH 1.5-11.0 ! Mayalar pH 1.5-9.0 Patojen m.o ve bozulma yapanlar ço u nötral pH da etkin S. aureus özel pH 4.0 geli im 5.6 üstü toksin üretimiAsidurik mikroorganizma dü ük pH da hayat n sürdüren ancak iyi geli im göstermeyen mikroorganizmalard r. Aside direnç mekanizmalar konak-mide bariyerinin a lmas nda rol oynayan önemli virülens özelli i Bakterilerde proton transportu, aminoasit parçalanmas , asidik veya bazik ko ullara ili kin gen ekspresyonu hücre d pH (pH O ) ile regüle edilir. Hücre içi pH (pH ) regulasyonu genellikle hemostatik yan t, asit tolerans yan t (ATR) ve asit ok proteinlerinin sentezi mekanizmalar ile regüle edilir. Bu sistemlere sahip hücreler asidik ko ularda canl kal r. R e d o k s p o t a n s i y e l ( E h ) D e e r i Besin maddelerinin oksidasyon derecesinin bir ölçüsüdür. Elektron al (redüksiyon) veya veri (oksidasyon e ilimi gösterir. Virüsler hariç ço u m.olar solunum yaparlar ve oksijene ihtiyaç gösterirler. Aerob m.olar enerji ve gerekli maddeleri okdisayon ile elde ederler. Anaeroblar ise hidrojen al c s olarak ba ka al c kullan r.Ortamda redükte olan madde say s ne kadar fazla ise Eh de eri de dü ük olur. Oksidasyon=redüksiyon ise Eh: 0 d r. Bir g dan n Eh de eri çerdi i indirgen ve yükseltgen maddelere G dan n bulundu u atmosferdeki oksijen k smi bas nc na Atmosferin g daya nüfus edebilme durumuna ba l d r.Eh de eri potansiyel özel elektrotlar ile ölçülür ve elektron al veri i ile ortaya ç kan potansiyel fark mV olarak ifade edilir. Eh de eri pozitif ise ortam n aerobik (oksitleyici), negatif ise anerobik (indirgeyici) oldu unu gösterir. Depolamada Eh de eri azal r. Süt Eh +150 mV peynir -20 / -300 mV Karaci er -320 mVEnterobacteriaceae az oksijenli ortamda geli ir. Bacillus , mikrokok ve Pseudomonastürleri oksijeni kullan r. Anaerob bkateiler dü ük Eh da oksijen olmayan ortamda geli ir (C. botulinum). Mikroaerofilik bakteriler Oksijeni azalt lm ortamda (C. jejuni)D F a k t ö r l e r S cakl k Atmosfer Etkisi Prosses Faktörler Etkile im parametreleriS c a k l k En önemli d faktördür. G da maddesi uygun besleyici unsurlar (pH, su, O) içerse bile e er s cakl k uygun de ilse m.o.lar geli me göstermezler. -15°C + 80°C Termofil (min. 30°C) opt. 45-55°C S t r . t h e r m o p h i l u s Mezofil (patojen) 35-42°C B a c i l l u s c e r e u s Mezofil (saprofit) 18- 23°C küf-maya Psikrofil 10-15°C P s e u d o m o n a sAtmosfer Etkileri Bu etkiler s ya oranla daha az önemli Depo atmosferi dü ük rutubet, yiyeceklerde kurumaya ve aW de erinin azalmas na neden olur. So ukta muhafazada benzer etkiler Kuru g dalar n nemli ortamda muhafazas ile nem çekmeleriSo uk artamdan s cak ortama geldi inde Kondanse su olu umu Paketlemeye ba l olarak atmosferik artlar n de i imi ve m.o. Geli imi Bozulmada Eh de eri ile gaz n parsiyel bas c da etkili küf-maya üremesinin önlemesinde bu yol önemli Özel gaz kar mlar n n uygulanmasModifiye atmosfer paketleme etkisi O, CO2, N2 ve asala gaz kullan mlar K rmz et, pi mi g da vb.P r o s e s F a k t ö r l e r Baz yöntemler bakterileri öldrmeye baz lar ise ço almay önlemeye yöneliktir. Bu faktörlere proses faktörleri denir. Bunlar g dadaki mikrofloray de i tirmeyi amaçlar. Proses ayr m önemli G dadaki m.olar n hepsi yada bir k sm n öldürmek G dada mikroflran n geli imini önlemek (so uk, aW, Eh, kimyasallar)E t k i l e i m p a r a m e t r e l e r i G dada do al olarak bulunanlar : Yumrta ak nda lizozim, sütte laktoferrin antibakteriyel etkili Bilinçli olarak kat lanlar organik asit ve tuzlar (sodyum benzoat), antibiyotikler M.o. Faaliyeti sonucu olu anlar. Bakteri geli imi sonras olu an alkoller, peroksitler, antibiyotikler Emmental propiyonik asit küf geli imini önler.leme yöntemi nedeniyle olu anlar Ya lar n s t lmas ile oksidasyon veya otooksidasyonun h zlanmas ekerli g dalarda furfuraol ve hidroksimetil furfurol bile iklerinin inhibitör etkileri.