Modifiye atmosfer paketleme (MAP), havanın normal bileşiminden farklı bir atmosferde gıdanın paketlenmesi olarak tanımlanabilir. Bu genel tanım; vakum paketleme, kontrollü atmosfer paketleme, modifiye atmosfer veya gaz paketleme gibi birçok tekniği içine alır. Gaz paketleme; paketleme sırasında gaz püskürterek atmosferin modifiye edilmesi veya özellikle sebze ve
meyvelerde solunumunun normal devam etmesi için paketleme sırasında havanın olmasına izin verilmesidir. Modifiye atmosfer paketleme; kimyasal, enzimatik ve mikrobiyolojik bozulmayı engelleyerek gıdanın raf ömrünü uzatır. MAP’da kullanılan gazlar, oksijen (O2), azot (N2) ve karbondioksit (CO2)’tir. Farklı gıdalar için bu gazların farklı kombinasyonları kullanılır [2,16]. Oksijen, aerobik bakterilerin genellikle gelişmesini teşvik ederken, oksijene karşı duyarlılıkları değişkenlik gösteren anaerobik bakterilerin gelişmesini kesinlikle engeller. Azot gazı ise antimikrobiyal aktivitesi az veya hiç olmayan inert bir gazdır. MAP’daki azot gazının kullanılmasının sebebi, suda çözünürlülüğünün az olması ve yüksek konsantrasyonda kullanılan karbondioksitin üründe oluşturduğu zararı engellediği içindir. Buna ilaveten oksijenle yer değiştirerek, oksidatif acılaşmayı geciktirir ve aerobik mikroorganizmaların gelişmesini engeller. Karbondioksit hem suda hem de yağda çözünebilir. Onun öncelikle görevi mikroorganizmanın gelişmesini engellemektir. Karbondioksit, buzdolabı sıcaklığında bile kolaylıkla gelişebilen kırmızı ve kanatlı etlerde bozulma ve kötü koku oluşturan Pseudomonas spp. gibi Gram negatif aerobik bakterilerin gelişmesini engeller. Özellikle mikroorganizmaların lag (çevre şartlarına uyum, durgunluk) fazında etkilidir. Ancak, laktik asit bakterileri gibi Gram pozitif bakteriler karbondioksitten etkilenmez ve gelişmeye devam ederler. Yüksek sayıya ulaşana kadar ette önemli bir bozulma meydana getirmezler. MAP uygulanan ette laktik asit bakterilerinin bulunmasının, bu bakterilerin patojen olmaması ve ürettiği antimikrobiyal metabolitler nedeniyle patojenleri de içeren diğer bakterilerin gelişmesini engellediği için faydalı olduğu belirtilmektedir [2,16] .
Vakum paketli sucuklarda yapılan ışınlamanın da, raf ömrünü 10 °C’de en az 4 ay uzattığı ve bu tip ürünlerde yüksek hijyenik kaliteyi sağladığı bildirilmiştir [35].
Işınlama ile MAP’ın kombine uygulamasının, balık ve et ürünlerinde mikrobiyolojik kaliteyi geliştirdiği belirtilmiştir [2]. MAP, işlenmiş veya taze etlerin raf ömrünün uzatılmasında soğuk depolama ile beraber kullanılmasına rağmen, bazı patojen ve bozulma yapan mikroorganizmaların gelişmesini yavaşlatır fakat onları öldüremez. Atmosfer ortamdan uzaklaştırıldığında yani paket açıldığında mikrobiyal gelişme başlar. Düşük dozda ışınlama ile MAP’ın kombine uygulanmasının temeli ise aşağıdaki gibidir. Işınlama, birçok patojenik ve/veya bozulmaya sebep olan mikroorganizmaların sayısını azaltırken, ardından gelen depolama sırasında MAP, canlı kalan mikroorganizmaların gelişmesini baskılar. Modifiye atmosfer altında yapılan ışınlama, bakterilerin yok edilmesinde sinerji yaratır. Moraxella phenylpruvica ve Lactobacillus spp. gibi kanatlı etlerinde gelişen, vakum altında veya % 100 karbondioksit içeren ortamda ışınlama yapıldığında aşırı duyarlı hale gelmektedirler [19]. Benzer sonuçlar ışınlanmış ette laktobasilller üzerinde de elde edilmiştir [20].
Bu kombine yaklaşım düşük dozlarda bile ışınlamaya bağlı kötü koku ve tat oluşan gıdalarda oldukça başarılıdır. Örneğin, domuz pirzolası ile yapılan bir çalışmada, yalnız ışınlama uygulandığında (1.75 kGy) istenmeyen duyusal değişmeler belirlenmiştir, % 25 N2, % 25 CO2 içeren paketlerde 1.75 kGy ışınlamayı takiben +4 °C’de yapılan depolamada, renk ve koku açısından en az 17 gün’lük raf ömrü belirlenmiştir. Aynı gaz oranlarını içeren ama ışınlanmayan paketlerin raf ömrü süresi ise 8 gündür [21]. Çeşitli vejetatif patojenleri içeren inokülasyon çalışmalarında, ışınlanmış MAP’lı domuz etlerinin, mikrobiyolojik açısından ışınlanmayanlara göre daha güvenli olduğu belirlenmiştir [22].
Bir diğer çalışmada % 25 CO2, % 75 N2 içeren MAP ve 2,5 kGy ışınlama kombinasyonu tavuk göğüs, kanat ve boyun etlerine uygulanmıştır. Tavuk göğüs, kanat ve boyun etlerinde kontrol grubunda raf ömrünün 21 gün, MAP+ışınlama kombinasyonunda ise 28 gün olduğu
MAP’lı ürünlerin genel olarak mikrobiyolojik güvenliği birçok tartışmanın konusu olmuştur. Bu tartışma, ışınlanmış MAP’lı ürünler de katılarak uzatılabilir. MAP ile ışınlamanın birlikte uygulanmasındaki problem, bozulmaya neden olan birçok mikroorganizmanın gelişmesinin engellenmesi ve ürünün duyusal özellikleri bakımından kabul edilebilir olmasının sağlanmasıdır ancak, sıcaklık kontrollerinin yetersiz olduğu durumlarda Clostridium botulinum gibi toksin üreten mikroorganizmaların gelişmesine izin vermesidir [23]. Üründe sıcaklık kontrolü yoksa C. botulinum sporlarının çimlenmesinin teşvik edilmesi ve toksin üretiminin artması söz konusudur [24]. Domuz eti üzerinde yapılan bir seri inokülasyon çalışmasında çeşitli ışınlama dozları (0.0, 0.5, 1.0 kGy), modifiye atmosfer paketleme (% 0, 10, 20 O2, dengeleyici N2) ve depolama sıcaklığı (5, 15, 25 °C) kullanılmıştır. C. botulinum’un toksin üretmesinde en etkili faktörün depolama sıcaklığı olduğu belirlenmiştir. 5 °C’de yapılan depolamada hiçbir üründe toksin oluşumu (uygun buzdolabı sıcaklıkları, proteolitik C. botulinum suşlarının gelişmesini engellemektedir) belirlenmemiştir. Işınlama veya MAP uygulamasına bakmaksızın 25 °C’de 2 gün sonra tüm örneklerde toksin oluşumu gözlenmiştir. 15 °C’de depolama, anaerobik koşullar altında, paketlenmiş üründe ışınlama toksin üretimini geciktirmektedir. Ancak, başlangıçta O2 varsa, ışınlamanın toksin üretimi üzerine hiçbir etkisi yoktur [25].
Proteolitik olmayan C. botulinum suşları, özellikle ışınlama ile rekabet edecek mikroorganizma sayısı azaldığı için, modifiye atmosfer veya vakum ambalajlı ürünlerde ayrı bir öneme sahiptir. Bu suşlar buzdolabı sıcaklığında üründe belirgin bir bozulma belirtisi olmaksızın gelişmekte ve toksin üretebilmektedir. Bu konuda yapılan çalışmalarda, C. Botulinum E tipi inoküle edilmiş tavuklar vakum paketlenip, 3 kGy dozunda ışınlamışlardır. Örnekler 10 ve 30 °C’de depolanmışlardır. Her iki sıcaklıkta da toksin oluşmadan önce ürün bozulmuştur. Çünkü patojen ile rekabet edecek yeterli sayıda mikroorganizma bulunmaktadır. Ancak deney 5 kGy ışınlama dozu verilerek tekrarlandığında 30 °C’de depolamada bozulma olmadan toksin oluştuğu belirlenmiştir [36, 37].
Işınlama ile MAP veya vakum paketlemenin birlikte kullanıldığı başarılı birçok çalışma mevcut olup, özellikle morina ve merlos gibi balık türlerinde raf ömrünü uzattığı bildirilmektedir [26]. Yağlı balıklarda meydana gelen acılaşma problemi, depolama ve ışınlamada oksijenin uzaklaştırılması ile çözülebilmektedir. Ancak, C. botulinum E tipinin gelişimi ve toksin üretimi için bu ortam idealdir. Birçok bilimsel kanıt birbiriyle uyuşmamaktadır. Balıklarda bakteriyel gelişme ve toksin üretimi, balığın kimyasal yapısı, depolama sıcaklığı, başlangıçta bulunan spor sayısı gibi bir çok faktöre bağlı olarak değişmektedir [27]. Işınlama dozu da çok önemlidir. Ortalama 1 kGy doz, depolama sırasında C. botulinum ile rekabet edecek yeterli mikroorganizma hayatını sürdürebildiği için önerilmektedir. Depolama sıcaklığı, ambalaj içerisindeki gaz miktarları dikkate alınmadan toksin üretimini engellemek amacıyla 3.3 °C’den fazla olmamalıdır [28].
Işınlama ile vakum paketleme veya MAP kullanımının etkilerini araştıran bir çok çalışma da, laktik asit bakterilerinin depolama sırasında mikrobiyal populasyonun büyük bir kısmını oluşturduğu bildirilmektedir. Birçok laktik asit bakterisinin patojenlere karşı antagonist etki gösterdiği bilinmektedir. Sonuç olarak, depolama sırasında ışınlanmış MAP veya vakumlu paketin kullanılması bu ürünlerin güvenliğine ek bir katkı sağlamaktadır [21].
Biftekte, ışınlama ve karbondioksit gazının (8 atm) kombine etkileri Tablo 7.3’te verilmiştir. CO2 gazı varlığında ışınlama yapılan biftekte canlılığını sürdürebilen anaerobik spor kalmamıştır [4].
Tablo 7.3. Biftekte CO2 uygulaması ve ışınlamanın bakteri sayısına etkisi [4]
Her bir gramda bakteri sayısı
CO2 yokluğunda CO2 varlığında
Doz (kGy) Aerobik Anaerobik Aerobik Anaerobik 0 0 10 10 1 x 104 2.6 x 105 1 x 102 1 x 102 1 x 106 1 x 106 1 x 106 1 x 106 6 x 104 1.4 x 105 1 x 102 1 x 102 1 1 1 1