Gıdaların raf ömrünü uzatmada, işleme ve depolama şartlarının uygun koşullarda olması esas alınır. Burada amaç, gıdaların bozulmasını yavaşlatmak, aynı zamanda mikrobiyolojik bulaşmaları engellemektedir. Bu esaslar temel alındığında yenilebilir kaplamalar bir alternatif ve yeni bir teknik olarak karşımıza çıkmaktadır. Bütün bunların ışığında yenilebilir kaplamalar, meyve ve sebzelerde depolama esnasında solunumu yavaşlatarak olgunlaşmayı geciktirmekte, et ürünlerinde ise lipid oksidasyonunu engelleyerek koruma sağlamaktadır. Ayrıca bu tarz ürünlerin herhangi bir yöntemle pişirilmesi esnasında ürünün nem kaybı azaltılıp, pişirme
14
verimi de artırmaktadır. Bu özellikleri sayesinde kaplamalar gıda endüstrisinin vazgeçilmezleri arasındadır denilebilir (Dursun ve Erkan, 2009).
Çoğunlukla gıda yüzeyine uygulanan kaplama işlemi ile tüketiciye sağlıklı bir beslenme için alternatif sunulurken, kaplama uygulanan bir gıda ürününde muhafaza veya pişirme esnasında kısaca şunlar sağlanabilir.
a) Nem, gaz ve sıvı geçişi önlenerek bozulma geciktirilebilir. b) Tat ve kokuya katkıda bulunup ürünün albenisi artırılabilir. c) Muhafaza ve pişirme esnasında bütünlük korunabilir. d) Mikrobiyal gelişme yavaşlatılabilir.
e) Aroma maddeleri gibi uçucu bileşiklerin kaybı önlenebilir.
Kızartmalık ürünlerde kızartma esnasında nem kaybı azaltılup pişirme verimi artırılabilir. Ayrıca fazla miktarda yağın emilimi önlenir (Kılınççeker ve Küçüköner, 2005). Bir filmin kütle transferi ile ilgili özelliklerini şu etmenler etkilemektedir: Difüzyon, çözünürlük ve geçirgenlik (difüzyon ve çözünürlüğün kombine etkisinin sonucu olarak bir molokülün bir polimere geçiş oranıdır). Polimerlerin geçirgenlik özelliklerini etkileyen faktörler; kimyasal yapı, polimerin hazırlanma metodu, polimerin işlenme şartları, serbest hacmi, kristalliği, gözenekliliği, çapraz bağlanması, katkı maddelerinin varlığı ve polimer karışımı kullanımıdır. Araştırmalar kristallik, yoğunluk, yönlendirme, molekül ağırlığı ve çapraz bağlanmadaki artışın polimer geçirgenliğinin azalmasına sebep olduğunu göstermiştir (Miller ve Krochta, 1997).
Günümüz paketleme endüstrisinde farklı kimyasal yapılardaki polimerlerin kütle transferi ile ilgili özellikleri önem kazanmaktadır. Polimer yapılarda geçirgenliğin derecesini etkileyen iki ana etki mevcuttur: Bunlar zincirler arası ne kadar serbest hacmin bulunduğu ve polimer zincirlerinin birbirleri ile yaptıkları bağ enerjilerinin ölçüsüdür. Kohezyon enerjisinin yoğunluğu, bir polimerin polaritesinin ve polimer zincirlerin birbirleri ile yaptıkları bağ enerjisinin ölçüsünü ifade eder. Genel olarak yüksek kohezyon enerjisi yoğunluğuna sahip bir polimer zincirin açılarak bir maddeyi geçirmesi daha zordur (yüksek polariteye sahip olan su bu genellemeye istisna göstermektedir). Serbest hacim, polimer moleküller arasındaki dokusal boşluğun ölçüsünü ifade eder. Yapılan çalışmalarda polimerlere, plastikleştirici katıldığında serbest hacmin arttığı; böylece daha düşük geçiş sıcaklığına ihtiyaç
15
duyulduğu ya da antiplastikleştirici konulduğunda serbest hacmin azaldığı ve daha yüksek geçiş sıcaklığına ihtiyaç duyulduğu görülmüştür (Miller ve Krochta, 1997).
Şekil 1.1. Yenilebilir Film ve Kaplamaların Fonksiyonel Özellikleri ve Gıdaya Etkileri (Kandemir, 2006).
Yenilebilir film ve kaplamaların gıdalarda kullanılmasındaki en yaygın gerekçe, gıda ve çevre atmosferi arasındaki kütle transferini kontrol etmektir (Şekil 1.1.). Geçirgenlik yenilebilir ambalajlar için önemli bir özelliktir (Janjarasskul ve Krochta, 2010).
1.4.1. Nem bariyeri olma özelliği
Yenilebilir kaplama teknolojisi gıda ve çevre atmosferi arasındaki nem değişimini engellemek için kullanılabilmektedir. Paketlenmiş gıdanın su aktivitesindeki değişiklikler istenmeyen mikrobiyal gelişime ve dokusal değişikliklere; istenmeyen kimyasal ve enzimatik reaksiyonlara neden olabilir.
Genel olarak hidrokolloid kaynaklı filmler, vakslardan ve plastiklerden elde edilen filmlerle kıyaslandığında oldukça yüksek su buharı geçirgenliği gösterirler. Yüksek
16
bağıl nemde yüksek konsantrasyonlarda plastikleştirici bulunan hidrofilik filmlerin su buharı geçirgenliğinde hidrofilik filmlerin polaritelerinden dolayı artış olmaktadır. Bu nedenle bu tür filmler düşük nemli gıdalarda kullanılabilir. Diğer yandan lipidler ve diğer hidrofobik bileşenler, nem bariyeri özelliğindeki kaplamalar elde etmek için veya hidrokolloid kaynaklı filmlerin neme direncini artırmak için kullanılırlar. Çünkü lipidler suyu sevmeyen bir yapıya sahip olmakla beraber düşük polariteye ve yoğun yapılanmış moleküler matrise sahiptirler (Janjarasskul ve Krochta, 2010). 1.4.2. Oksijen bariyeri olma özelliği
Gıda bozulmalarının çoğu lipidlerin ve gıda maddelerinin oksidasyonu, taze et parçalarındaki miyoglobin renk değişimleri veya kesilmiş gıdalardaki enzimatik esmerleşme nedeniyle meydana gelmektedir. Düşük oksijen geçirgenliğindeki yenilebilir ambalajların kullanımı oksijen geçişine direnç gösteren, geri dönüşümsüz plastik ambalajların kullanımını azaltırken; oksijene duyarlı gıdalaların raf ömrünü uzatır ve kalitesini korur. Hidrokolloid kaynaklı yenilebilir filmler özellikle düşük bağıl nemde iyi bariyer özelliği gösterirler (Janjarasskul ve Krochta, 2010).
Protein filmler iyonik olmayan polisakkarit filmlerden daha az oksijen geçirgenliği özelliğine sahiptirler. Bu durum proteinlerin daha polar yapıda olması ve daha lineer ( halka olmayan ) yapıda olması ile ilişkilendirilir. Ayrıca bu durum proteinlerin daha az serbest hacme ve daha yüksek kohesiv enerji yoğunluğuna sahip olmasıyla da açıklanabilir (Miller ve Krochta, 1997).
1.4.3. Aroma bariyeri olma özelliği
Gıdalardaki uçucu organik bileşenlerin korunması; depolama ve dağıtım aşamalarında karakteristik uçucu lezzet ve aroma kayıpları ile istenmeyen lezzet bileşenlerinin gıda paketi içine göç etmesinin engellenmesi açısından önem taşımaktadır. Protein ve polisakkarit kaynaklı yenilebilir filmlerin hidrofilik özellikleri apolar aroma bileşenlerinin çok iyi korunmasını sağlamaktadır. Dolayısıyla lezzet ve aromanın korunması için protein ve karbonhidrat kaynaklı filmlerin kullanılması önerilmektedir (Janjarasskul ve Krochta, 2010).
Yenilebilir filmlerin sorpsiyon özellikleri gıdada arzu edilen lezzet ve aromanın kaplama içinde korunmasına olanak sağlar. Böylece gıdanın lezzet profili artar. Gıdaya enkapsüle edilmiş lezzet ve aroma bileşenleri ısıtma, rehidrasyon veya
17
çiğneme ile serbest kalabilir. Hidrofilik yenilebilir filmler aromanın tutulması için hassas lezzet özelliklerine sahip ve düşük nemli gıdalara uygulanabilir. Bu duruma meyve aromaları ile tatlandırılmış sakız gibi zamanla karakteristik aromasını kaybeden gıda ve gıda ürünleri örnek verilebilir (Miller ve Krochta, 1997).
1.4.4. Gıdaların işlenmesi sürecinde kütle transferine karşı bariyer özelliği Yenilebilir kaplamalar ürün kalitesini ve gıda işleme operasyonlarının verimliliğini geliştirmek için kullanınabilmektedir. Hidrokolloid kaynaklı yenilebilir kaplamalar gıdanın nem içeriğini korumak ve derin yağda kızartma işlemi sırasında yağ emilimini azaltmak amacıyla kullanılabilir. Gıda ürünlerinde osmotik dehidrasyon gerçekleşmeden önce yenilebilir kaplamaların uygulanması difüzyon sonucu oluşan, suda çözünebilen değerli bileşenlerin kaybını ve dehidrasyon ajanlarının gıda içine penetrasyonunu önleyebilmektedir. Yenilebilir filmlerin seçici dehidrasyonunu en üst düzeye çıkarmak için filmin yüksek su buharı geçirgenliğine sahip olması gerekirken; dehidrasyon ajanlarının ve gıdadaki değerli bileşenlerin geçişine direnç gösterebilmelidir. Bu işlem; salamura ve dondurma işlemleri sırasında gıdanın içine tuz göçünün en aza indirilmesi ve dondurarak kurutma işlemi sırasında tat ve aroma kaybını sınırlamak için uygulanmaktadır (Janjarasskul ve Krochta, 2010).
1.4.5. Diğer özellikleri
Yenilebilir film ve kaplamalar normal olarak mikroorganizma gelişmesini destekleyebildiklerinden, su aktivitesine, pH’ya, sıcaklığa, atmosfere ve süreye dikkat edilmesi gerekmektedir. Yenilebilir film ve kaplamaların koruyucu fonksiyonu film ve kaplamaya antioksidan ve antimikrobiyal maddelerin ilavesi ile geliştirilebilmektedir (Temiz ve Yeşilsu, 2006). Ayrıca yenilebilir film formülasyonlarına ihtiyaca göre antioksidanlar, antimikrobiyaller, renk pigmentleri, lezzet bileşenleri, baharat, tuz, ışık emiciler, besin değerini arttıran bileşenler ilave edilebilir (Janjarakusskul ve Krochta, 2010).