Karpuz bir klimaterik olmayan meyve (170) olmasına rağmen ve genellikle çok az etilen üretir, onun fizyolojisi ve kalitesi karpuz taşıma ve depolama sırasında maruz kalabileceği eksojen etilenin düşük konsantrasyonlarından etkilenir. Eksojen etilen karpuzda plasental doku yumuşatma ve su nemlendirici (water soaking), elektrolit sızıntısı, kabuk yumuşatma ve gelişmiş fosfolipid bozulmasını neden olacaktır (170-172). Bu değişiklikler aynı zamanda mikrobiyal büyüme için daha elverişli olacaktır, karpuz dokularında bozulma sürecini hızlandırıyor.
1-metilsiklopropen (1-MCP) eksojen etilenin zararlı etkilerini azaltabilir ve böylece olgunlaşma sürecini geciktirebilir (171, 173).
Kurutma yüzyıllardır gıdaları korumak için kullanılan bir işlemdir. Sadece birkaç çalışma karpuzun kurutulması ile ele alınmıştır, bunlardan biri suyun püskürterek, (77) diğeri de ozmotik dehidratasyon (174) ile uzaklaştırılıp kurutma işlemidir.
Olgun meyve ve sebzelerden meyve suyu ve konsantresi, meyve püresi ve konsantresi ile posası üretilip dayanıklı hale getirilmektedir (175). Gıdaların raf ömrü ise bir ürünün kullanılabilir önemli bir değişikliğe uğramadan geleceğe iletilebilmesi için geçen mikrobiyolojik, fiziksel ve kimyasal dayanım süresi
32
olarak tanımlanmaktadır (176). Gıdaların kullanım tarihinin bilinmesi (raf ömrü) için gıdaların bulunduğu ortamdaki bozulma çeşitlerinin bilinmesi gerekir. Bunların da başında sıcaklık gelir. Bunu da nem, oksijen ve ışık izlemektedir (177). Öte yandan gıdaların dayanıklı hale getirilmesinde bozulmaya neden olan mikroorganizmaları tahrip etmek veya gelişmesini önlemek için ısıl işlemler uygulanıp (178-180), doğal veya kimyasal koruyucular kullanılmaktadır (11). Bu arada karpuzun karakteristik lezzeti uçucudur ve ısıtma sırasında kaybolur ve insanlar için kekremsi bir tat meydana gelebilir (100). Bu tat ise birçok hayvan yeminde de var olduğundan hayvan besleme açısından pek bir sorun oluşturmayacağı kanısı doğmaktadır. Ayrıca karpuz konserveleri hayvan beslemede yiyecek ve içecek olarak tek başlarına kullanılabilecekleri kadar, kuru yemlere karılma ve içerdiği şekerden dolayı silaj katkı maddesi olarak da kullanılma potansiyelleri bulunmaktadır. Ancak hayvanlara göre tat ve lezzete duyarlı olan insanların tüketimine sunulacak meyve sularını lezzetini bozmadan dayanıklı hale getirme yolları araştırılmıştır.
3.7.1. Dayanıklı Bitkisel Ürün Üretiminde Isıl İşlemler
Isıl işlemler basit pişirme, konserve, reçel, marmelat, pulp ve meyve suyu biçiminde sıralanmaktadır. Düşük pH’lı meyvelerde düşük ısıda ısıl işlem amacına ulaşabilmekte, ancak ısıya duyarlı başta renk maddeleri olmak üzere kayıplar da meydana gelmektedir (12). Rengin değişiminde zaman x sıcaklık etkileşimi önemli düzeydedir (181). Isıl işlemle konserve edilmek istenen sebzelerde ısıya en dayanıklı olan peroksidaz enziminin etkinliği en hızlı 95°C’de
33
en yavaş 75°C’de sıcak su içerisinde giderilmiştir (182). Karpuzun meyve suyu sanayinde kullanım olanakları üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmaların birinde, 70°C’de 5 ve 10 dakika pastörizasyon için yeterli olmadığı 80°C’de 5 dakikada pastörize edilebildiği belirtilmektedir, tüm pastörizasyon işlemlerinde karpuz suyunun tat ve aromasında azalma olduğu saptanmıştır. Ancak saklama sıcaklığının tat ve aromayı etkilemediği tespit edilmiştir. Nitekim karpuz yıkanıp soyulduktan sonra ön ısıtmadan geçirilerek suyu çıkarılmış ve şişelenerek 70- 100°C’de pastörize edilmiş ve askorbik asit düzeyinde düşüş olmasına karşın çözünebilir KM miktarı artmıştır (183). Asidofilik ve spor oluşturan bir mikroorganizma olan Alicyclobacillus acidoterrestris, meyve sularına uygulanan tipik ısıl işlemlerde canlılığını sürdürebilmekte ve sonradan çimlenip üreyerek bu ürünlerde bozulmalara yol açmaktadır. Bozulma, guayakol ve 2,6-dibromfenol gibi kötü kokulu maddelerin oluşturulmasıyla ortaya çıkmaktadır. Sporların inaktive edilebilmesi için gerekli olan ısıl işlem ürün kalitesi üzerinde olumsuz etkilere yol açtığından, bakteri üremesinin ve kötü koku oluşumunun engellenebilmesi amacıyla organik asitler, koruyucu maddeler, dezenfektanlar, yüksek hidrostatik basınç ve ultrafiltrasyon gibi alternatif yöntemlerden yararlanılabilmektedir (184). Diğer bazı araştırmada da gıdaların dayanıklı hale getirilmesinde yüksek basınç teknolojisinin iyi sonuçlar verdiği savunulmaktadır (185-187).
34
3.7.2. Dayanıklı Bitkisel Ürün Üretiminde Katkı Maddelerinin Kullanımı
Gıdaların korunmasında kullanılan pek çok uygulamanın aksine biyolojik koruma farklı kökenlerden gelen doğal antimikrobiyaller ile yapılmakta ve bu maddelerin sayısı arttıkça kullanımı giderek yaygınlaşmakta ve gelişmektedir (13). Bu amaçla kullanılan ve üzerinde çalışmalar yapılan maddeler; hayvansal kaynaklı (lizozim, laktoferrin ve magaininler), bitkisel kaynaklı ürünler (fitoaleksinler, otlar, baharatlar) ve mikrobiyal metabolitler (bakteriosinler, hidrojen peroksit, ve organik asitler) olarak gruplandırılmaktadır (188). Gıda sektöründe bakteriosinler patojen mikroorganizmalara karşı kullanılmaktadır (189). Sebzelerde limon suyu ve sirkenin Salmonella typhimurium üzerine inhibe veya antimikrobiyel etki gösterdiği tespit edilmiştir (190). Sorbik asit ve tuzları birçok bakterinin gelişmesini engellediği, spor ve toksin oluşturmalarını önlediği halde bazı bakteri türleri sorbatlara karşı direnç göstermektedir (191). Benzer etki küf ve mayalarda da gözlenmiştir (192). Öte yandan özellikle konservelerde bir risk oluşturan Clostridium botulinum pH 4.6’nın altında gelişmesi engellenmektedir (193). Karpuz suyunun pH’sı ise 5 dolayındadır (194) Mikroorganizmalar genelde meyvenin yüzeyinde veya yüzeye yakın bölgelerinde bulunur. Bu mikroorganizmalar ancak meyvenin yaralanıp berelenmesi veya işlenmek amacıyla ekstraksiyonu sırasında meyveye ve meyve suyuna geçebilir. Ancak, meyve suları düşük pH değerlerine (genellikle pH 3-4) sahip olmasına bağlı olarak mikroorganizma gelişimine fazlaca uygun değildir. Bunun başlıca nedeni meyve suyu bileşimindeki organik asitlerin birçok bakteri üzerine
35
mikrobiyostatik ve/veya mikrobisidal etki göstermesi şeklinde açıklanmaktadır (195).
Silajlık mısırın 8 (0, 2, 4, 8) günlük silolama süresi sırasında katkı maddelerinin mikrobiyel üreme, fermantasyon seyri ile 45 gün sonra açılan silajlardaki fermantasyon ürünleri, besin madde bileşimleri ve kuru maddenin in vitro sindirilme derecesi araştırılmıştır. Araştırma çerçevesinde silajlık mısıra asit katılmayan grup Kontrol (K) grubunu, %8 AIV çözeltisi katılan grup AIV (AIV) grubunu, %5 formik asit katılan grup Formik asit (F) grubunu ve %5 HCl katılan grup da HCl (H) grubunu oluşturmuştur. Sonuç olarak bu çalışmada, silaj katkı maddelerinden olan AIV çözeltisi formik asit ve hidroklorik asidin, ikinci ürün olarak elde edilen silajlık mısıra katılarak elde edilen silajların, asit ilave edilmeyerek elde edilen silajlara göre daha kaliteli ve fermantasyon seyri boyunca protein ile karbonhidrat yıkım ürünleri bakımından daha düşük olduğu kanısına varılmıştır. Aerobik bakteriler en az formik asit katkısında tespit edilmiştir (196).
3.8. Bitkisel Ürünlerle Konservelerinde Bozulma ve Meydana Gelen Kayıplar
Meyve ve sebze ürünlerinde “mikrobiyolojik bozulma”, “enzimatik bozulma” ve “enzimatik olmayan bozulmalar” olarak üç ayrı şekilde bozulma meydana gelebilir. Enzimler sıcaklığa karşı duyarlıdırlar ve genelde 75 °C nin üzerindeki sıcaklılarda kısa sürede bozulurlar. Meyve ve sebzelerde sıcaklığa karşı en dirençli olan enzim “peroksidaz” enzimidir. Bu nedenle meyve ve sebzelerin işlenmesinde enzimlerin inaktive edilip edilmediği peroksidaz enziminin test enzimi olarak alınmasıyla izlenebilmektedir (197). Gıdalardaki