5.7.1. Mikrobiyal Kontaminasyon
Kodeksin gıda katkıları konusunda piliçler için revize edilen bölümünde, ışınlamanın depolama ömrünü uzatmakla birlikte Salmonella spp. gibi belirli patojen bakterilerin sayısını da azalttığı belirtilmektedir. Ortalama olarak 7 kGy’i geçmeyen doz uygulaması ile raf ömrü uzatılmakta ve patojen mikroorganizmaların inaktivasyonu sağlanmaktadır. Kanatlı hayvan sürüleri halk sağlığı açısından önemli bir patojen olan Salmonella’lar açısından çok zengin olup, kontrolü ve inaktivasyonu hedefleyen ulusal programların oluşturulması gerektiği açıktır [72].
Kanatlıların Salmonella spp. kontaminasyon kaynağı olduğunun fark edilmesinden bu yana bu patojenin inaktivasyonu amacıyla birçok adım atılmıştır. Farklı dozlar uygulanarak, ışınlama ile bu patojenlerin inaktivasyonu sağlanmıştır. 5 kGy doz uygulaması ile organları yeni çıkarılmış tavukta Salmonella’ların sayısında 10 logaritma birimi azalma olmuştur. 3 kGy doz uygulaması ile güvenilir bir etki elde edilmiştir. 1 kGy uygulama Enterobacteriaceae familyasına ait mikroorganizmaların sayısında 10 logaritma birimi azalma olurken, 2.5 kGy 25 logaritma birimi azalma sağlamaktadır. Daha sonraki araştırmalar ise, soğutulmuş ve dondurulmuş kümes hayvanları üzerinde yapılmış olup, 2.5 kGy ışınlamanın bu familyaya ait bakterilerin inaktivasyonunda etkili olduğunu göstermiştir [72].
Salmonella’lardan ari kanatlı üretimi A.B.D.’de oldukça önemli olup, ekonomiye 300 milyon dolar katkı sağlamıştır. Halk sağlığı açısından bakıldığında ise, A.B.D.’de yılda 2 milyon salmonellozis vakasının maliyeti 1.5 milyar dolardır. Bu maliyet içerisinde tıbbi ve hastane masrafları yer almaktadır. Şüphesiz ki yıllık olarak dünyanın birçok yerinde milyonlarca gastroenteritis vakası oluşmakta olup bunların büyük bir bölümünü salmonellozis oluşturmaktadır [72].
Tavukların Salmonella spp.’ler ile kontaminasyon önemli bir halk sağlığı problemidir, enfeksiyona neden olmakla birlikte, üretimde de kayıplara neden olmaktadır. Modern üretim yöntemleri Salmonella’ların kontrolünün zorluğunu artırmıştır. Günümüzde önerilen klorlu su ile dezenfeksiyon ya da ısıl işlemle pastörizasyon yöntemleri başarısızdır. Pastörizasyonda, son ürün kısmen pişirilmekte ve klorlu su ile yıkamada fazla miktarda klor kullanıldığında tavuk derisi beyazlaşmaktadır. Toksik klororganik bileşiklerin oluşma riski de mevcuttur.Ayrıca, klorlu su ile yıkama tamamen Salmonella’ları inaktive etmemektedir [73].
Kanatlı etlerinden kaynaklanan salmonellozis ve kampilobakteriozis’in temel nedenleri arasında yetersiz ısıl işlem, ısıl işlem sırasında patojenlerin canlı kalmasına ve gelişmesine yol açan zaman-sıcaklık ilişkisine uyulmaması veya ısıl işlemi takiben daha önceden işlem görmemiş tavukla kontamine olmuş yüzey, el veya aletlerle temas sonucu tekrar kontaminasyon oluşturmaktadır [74].
5.7.2. Kanatlı Etlerinin Işınlanması
Günümüzde ışınlama, ısıl işlem dışında kontamine olan kanatlıyı güvenilir kılacak tek fiziksel yöntemdir. Toplam 11 ülke kanatlı ürünlerinin güvenliği için bu teknolojinin önemini fark etmiş ve kanatlı ışınlamasını onaylamıştır [74] .
Düşük doz (< 3 kGy) ışınlama uygulamaları ile Campylobacter jejuni, Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus, Salmonella spp., Listeria monocytogenes ve Aeromonas hydrophila gibi çoğu enterik patojenler belirgin olarak azaltılabilir ya da inaktive edilebilir. Sadece enterik virüsler, Clostridium ve Bacillus cinslerine ait endosporlar ışınlamaya oldukça dirençlidir ve bunlar da bir dereceye kadar etkilenmektedir [75].
Düşük doz ışınlama uygulaması Salmonella türlerinin inaktivasyonu için oldukça etkilidir ve ürünün tazeliğinin korunmasında da fayda sağlamaktadır. Taze tavuk karkaslarının, parçalarının veya kemiği uzaklaştırılmış tavuk etinin 2.5 kGy’de ışınlanması genelde çok düşük düzeylerde (1’den 30 hücre/100 g) bulunan doğal Salmonella’lar ile kontaminasyonun inaktivasyonunda yeterli olmaktadır. Dondurulmuş tavukta Salmonella spp. inaktivasyonu için 2.5 kGy’den daha yüksek dozlar gereklidir. Test edilen değişik Salmonella serotipleri için geniş D10 değeri aralığı mevcuttur; en yüksek değer 22 °C’de Salmonella Oranienberg için 0.72 kGy’dir. Bu nedenle, 2.5 kGy dozda ışınlama, en dirençli Salmonella serotipini 4 logaritma birimi ve sık rastlanan serotipleri (D10 değerleri 0.3’den 0.4 kGy’e) ise 6 logaritma biriminden daha yüksek düzeyde azaltmaktadır. 2.5 kGy, Campylobacter jejuni ve Yersinia enterocolitica gibi diğer bakteriyel patojenlerin inaktivasyonu için de yeterli olmaktadır. Radappertizasyon uygulaması ise (-30 ºC’de yaklaşık 45 kGy veya daha yüksek dozda) enzimleri inaktive edilmiş tavuk etinin raf ömrünü oda sıcaklığı koşullarında depolamada yıl bazında uzatmaktadır [73].
Elektron demetlerinin tavuk göğüs etinde Salmonella Typhimurium ve psikrotrof bakterilerin gelişimi üzerine etkisi ile ilgili olarak yapılan bir çalışma, S. Typhimurium ile deneysel olarak kontamine edilen ve 1, 2 veya 3 kGy’de ışınlanan örneklerde doğrudan dökme yöntemi S. Typhimurium sayısında 4 logaritma birimi azalma olduğunu göstermiştir. İnkübasyon
yöntemlerinin psikrotrof organizmaların geri kazanımı üzerine etkisinin belirlenmesi için psikrotrof sayımlar 7 ºC’de 10 gün ve 25 ºC’de 5 gün olarak gerçekleştirilmiştir [76] .
Izgaralık piliçlerde ve butlarda, Salmonella spp. sayısına elektron demetlerinin etkisinin incelenmesi ile ilgili olarak yapılan bir çalışmada, ızgaralık piliç göğüs ve but parçalarının, 100, 200, 300, 400, 500 ve 600 krad dozlarda ışınlanmış, 100 krad kadar düşük doz uygulamalarının Salmonella’yı inaktive edebildiği gösterilmiştir [77].
İyonlaştırıcı radyasyon ayrıca kanatlı eti ve ürünlerinde E. coli O157:H7’nin azaltılması için de etkili bir yöntemdir. Ancak, bakterilerin radyasyon duyarlılığının çeşitli faktörlere bağlı olması nedeniyle, verilerin değerlendirilmesinde birinci seviye azalma kinetiği ve Weibull modelleri kıyaslanmıştır. Nutrient Broth’da patojenik olmayan E. coli DSM 498 kültürlerine 1 kGy ışınlama dozu uygulandıktan sonra 3-4 logaritma birimi azalmalar gözlenmiştir (D10 = 0.27 kGy). Ancak aynı kültür hindi kıymasına aşılandığında, D10 değerlerinin (D10 = 0.47 kGy) daha yüksek olduğu belirlenmiştir [78].
Tavuk göğsünde karvakrol, timol, trans-sinalmaldehit (Tc) ve tetrasodyum pirofosfat (Tp)’ın Escherichia coli ve Salmonella Typhi’nin radyasyon duyarlılığına etkisi belirlenmiştir. Aktif bileşiklerin E. coli’ye etkinliği timol, Tp, Tc ve karvakrol için sırasıyla % 32, % 10, % 3 ve % 0’dır. S. Typhi için tavuk göğsündeki etkinliği Tc, Tp, karvakrol ve timol için sırasıyla % 47, % 19, % 17 ve % 11’dir. D10 değerleri aktif bileşikler kullanılmadığında, E. coli için 0.145 ve S. Typhi için 0.64 iken, Tc kullanıldığında E. coli için 0.098 ve S. Typhi için 0.341’dir. Modifiye atmosfer paketleme ortamında ve Tc varlığında D10 değerleri E. coli için 0.046 ve S. Typhi için 0.110 olarak bulunmuştur [79].
Yüksek sıcaklıklarda ve oksijen varlığında gama ışınlaması S. Typhimurium için belirgin olarak daha öldürücü olmaktadır. Bu konuda yapılan araştırma sonucu elde edilen modellemeler, mekanik olarak kemiği uzaklaştırılmış tavuk eti, -20 ºC’de 1.5 kGy’de ışınlandığında canlı kalan S. Typhimurium sayısı oksijen varlığında 2.53 logaritma, vakum ortamında ışınlandığında ise 2.12 logaritma olarak belirlenmiştir. Eğer kontamine olmuş mekanik olarak kemiği uzaklaştırılmış tavuk eti -20 ºC’de oksijen ortamında 3 kGy doz aldığında, S. Typhimurium sayısında 4.78 logaritma birimi azalma, vakum ortamında ise 4.29 logaritma birimi azalma sağlanmıştır [80].
Kanatlı karkaslarından Salmonella spp. ve Listeria monocytogenes inaktivasyonu için önerilen ışınlama uygulamaları Campylobacter türleri için de yeterli olmaktadır. Kanatlı etinde Campylobacter jejuni (3 suş), C. coli (3 suş), C. fetus (1 suş) ve C. lari (1 suş)’nin ışınlama duyarlılığı incelenmiş ve Kanlı veya Skirrow agarda sayımlar arasında belirgin fark saptanmamıştır. D10 değerleri 0.12’den 0.25 kGy’e kadar değişmiş ve farklı Campylobacter spp.’ler arasında ve aynı türün suşları içinde de radyasyon duyarlılığı değişkenlik göstermiştir. Elde edilen değerler, benzer koşullarda ışınlanan Campylobacter spp.’lerin Salmonella spp. ve L. monocytogenes’e göre radyasyona karşı daha duyarlı olduğunu göstermiştir [81].
Oksijen geçirgen ambalaj materyali ile paketlenerek ışınlanmış hindi etleri, ışınlanmamış paralelleri ile kıyaslandığında, 2.5 kGy dozda uygulanan ışınlama işlemi, toplam bakteri sayısının 107 kob/g’a ulaşması için geçen süreyi 4 günden 19 güne kadar uzatmıştır. 28 günlük çalışma sonunda 2.5 kGy dozu takiben toplam bakteri sayısı sırasıyla % 25 ve % 50 CO2 atmosferlerinde 10 (6.42) ve 10 (4.98) kob/g; % 30 CO2 ve % 53 CO2 atmosferlerinde 19 gün inkübasyon sonunda L. monocytogenes popülasyonu 10 (4.89), 10 (3.60) ve 10 (2.67) kob/g olarak belirlenmiştir. Laktik asit bakterilerinin ve anaerobik veya fakültatif bakterilerin populasyonları da ışınlama ile azaltılmıştır [82].
Etlere ilave edilen antioksidanların serbest radikal yakalama etkisinin ışınlamanın antimikrobiyal etkisini azaltabileceği konusunda gelişen bir yaklaşım mevcuttur. Elektron demeti ışınlamasını takiben, vitamin E’nin hindi etinde Listeria monocytogenes gelişimine etkisinin belirlenmesi için bir çalışma yapılmıştır 2 kGy’de ışınlama L. monocytogenes’in başlangıç sayımlarında yaklaşık 3.5 logaritma birimi azalmaya yol açmıştır. Vitamin E uygulamasından bağımsız olarak, L. monocytogenes için D10 değerlerinde belirgin farklılıklar bulunmamıştır. Ayrıca, ışınlamayı takiben aerobik ya da vakum paketlenmiş örneklerde vitamin E uygulamaları patojen gelişimini etkilememiştir [83].
Bacillus cereus vejetatif hücrelerinin ve endosporlarının beş enteretoksik ve bir emetik izolatının gama radyasyon dirençliliği mekanik olarak kemikleri uzaklaştırılmış tavuk etinde araştırılmıştır. B. cereus ATCC 33018 için D10 değerleri logaritmik faz hücreleri, durgun faz hücreleri ve endosporlar için 5 ºC’de sırasıyla 0.184, 0.431 ve 2.56 kGy’dir. Işınlama sırasında oksijen varlığı ya da yokluğu vejetatif hücrelerin veya endosporların radyasyon dirençliliğini belirgin olarak etkilememiştir. Işınlama sıcaklığı (-20’den +20 ºC’ye) durgun fazdaki vejetatif hücrelerin ve belirli bir seviyeye kadar sporların radyasyon dirençliliğini etkilememiştir. Impedans çalışmaları canlı kalan vejetatif hücrelerin ciddi bir şekilde ışınlama ile hasar gördüğünü göstermiştir. Altı suşa ait endosporların karışımının radyasyon dirençliliği ise 1.91 kGy olarak belirlenmiştir [84]. Tavuk butları doğrudan oksijenli ortamda ve doğal bitki ekstraktlarında marine edilerek oksijenli ortamda paketlenmiş ve 0, 3 veya 5 kGy dozlarda ışınlanmıştır. Mikrobiyal analiz, ışınlamanın kanatlıda mezofilik aerobik bakteri sayısında belirgin bir etkisi olduğunu göstermiştir. Her uygulamada bakteri gelişimi artan ışınlama dozu ile azalmıştır. Marine etmenin, bakteriyel gelişimin azaltılmasında ve 4 ºC’de depolamada çoğalmanın engellenmesinde ışınlamanın etkisini artırdığı belirlenmiştir [85].
Tavuk göğsü ve butları paketlenerek 0, 1, 2, 3, 4 kGy’de ışınlanmıştır. 1 kGy ışınlama koliform bakteri sayısını 104 kob/g, E. coli sayısını ise 103 kob/g’a indirgemiştir. Tavuk etinin raf ömrü büyük oranda kesim sırasında ürünün kontaminasyonuna neden olan mikroorganizma sayısına bağlıdır [86].
Tablo 5.5’de farklı dozlarda uygulanan ışınlama işleminin kanatlı etlerinin depolama süreleri üzerine etkileri verilmiştir.
Tablo 5.5. Işınlamanın kanatlı etleri üzerine etkisi [72]
Ürün Radyasyon Kaynağı Doz (Mrad) Depolama
Temizlenmiş piliç Co-60 0.25 360 gün/ 1 ºC Temizlenmiş piliç Co-60 0.8 71 hafta / 1 ºC Temizlenmiş piliç Co-60 1.5 15 gün / 3 ºC