IŞINLAMANIN HAM BURGER KÖ FTELERİN KA LİTE K R İT E R L E R İ, RAF ÖMRÜ ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENM ESİ V E HAM BURGER K Ö FTELE R D E
IŞINLAMANIN TESPİTİ
E F F E C T OF IONIZING RADIATION ON HAM BURGERS’ QUALITY CRITER IA, S H E LF LIF E AND DETECTION OF IRRADIATED HAM BURGERS
A YÇ A YAR A LI AYLANGAN
Hacettepe Üniversitesi
Lisansüstü Eğitim - Öğretim ve Sınav Yönetmeliğinin Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı İçin Öngördüğü
DOKTORA TEZİ olarak hazırlanmıştır.
Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürlüğü’ne,
Bu çalışma jürimiz tarafından GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI NDA Doktora Tezi olarak kabul edilmiştir.
Prof. Dr. Kadir HALKMAN Başkan
Prof. Dr. Aydın ÖZTAN 2. Danışman
Prof. Dr. Halil VURAL Danışman
Prof. Dr. Ayhan TEMİZ
Prof. Dr. S. Aykut AYTAÇ
ONAY
Bu tez ..../..../.... Tarihinde Enstitü Yönetim Kurulunca kabul edilmiştir.
Prof. Dr. Adil DENİZLİ
IŞINLAMANIN HAMBURGER KÖFTELERİN KALİTE KRİTERLERİ, RAF ÖMRÜ ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ VE HAMBURGER KÖFTELERDE IŞINLAMANIN TESPİTİ
Ayça AYLANGAN ÖZ
Bu çalışmada, % 0,8 oranında NaCI içeren hamburger köftesi örnekleri dana kıyması kullanılarak üretilmiş ve örnekler ikiye ayrılarak bir partiye E sch e ric h ia co li suşu aşılanmıştır. Tüm örneklere 0,4
kGy; 0,8 kGy ve 1,2 kGy olmak üzere üç farklı ışınlama dozu uygulanmıştır. İki farklı depolama sıcaklığında (+4 °C ve -12 °C) sırasıyla 8 ve 30 gün depolanan örneklerde ışınlama dozunun Toplam mezofilik aerobik bakteri sayısı (TMAB) ve özellikle E. c o li’y e etkisi incelenmiştir. Ayrıca,
tüm örneklere pH ve ürünün oksidasyon seviyesini belirlemek amacıyla tiyobarbütirik asit (TBA) analizi uygulanmış, protein yapısındaki değişimler Azalan Tam Yansıma Spektroskopisi (ATR- FTIR) ile belirlenmiştir. Örneklerde duyusal analiz yapılmış, elde edilen sonuçlar renk ve tekstür ölçümleri ile desteklenmiştir. Hamburger köftelerde ışınlamayı tespit etmek amacıyla deoksiribonükleik asit (DNA) komet analizi ve yağ içeren ışınlanmış gıdalarda oluşan 2- alkilsiklobütanonların gaz kromatografi / kütle spektrometresi ile analizinden elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir.
Elde edilen sonuçlara göre, E. co li için D10 değeri 0,55 olarak bulunmuştur. Aşılama yapılmamış örneklerde 1,2 kGy’lik ışınlama dozunun E. co li populasyonunu etkisiz hale getirdiği gözlenmiştir.
TMAB sayımında ise 1,2 kGy’lik dozun mikroorganizma sayısında 2 log düzeyinde bir azalmaya yol açtığı bulunmuştur. TBA analizi sonucunda, +4 °C’da depolanan örneklerde 3,18 - 1,03 mg malonaldehit/kg örnek, -12 °C’da depolanan örneklerde ise 1,78 - 1,03 mg malonaldehit/kg örnek aralığında tespit edilen TBA değerleri ürünün tüketiminde bir olumsuzluk yaratmayacaktır. Soğutma sıcaklığında (+4 °C) depolanan örneklerde depolama zamanı ve ışınlama dozunun pH’ya etkisi önemsiz bulunurken, -12 °C’da depolanan örneklerde doz ve zamanın etkisi önemlidir. Işınlama dozlarının protein yapısındaki a-sarmal ve p-düzlemsel tabakanın % değerleri ve a-sarmal/p-
düzlemsel tabaka oranında önemli bir farklılığa yol açmadığı bulunmuştur. DNA komet analizi sonucunda depolamanın 0.günü kontrol örneğinde kuyruk oluşumu gözlenmezken, 0,4; 0,8 ve 1,2 kGy ışınlanan örneklerde doza bağlı olarak artan kuyruk oluşumu dikkati çekmektedir. İki depolama sıcaklığında, depolama süresi boyunca kontrol örneğinin DNA’sında kuyruk oluşumu gözlenmiştir. Uygulanan depolama sıcaklıklarının ışınlanan örneklerde 2-dodesilsiklobütanon’nun (2-dDCB) oluşumu ve teşhisi açısından bir farklılık yaratmadığı gözlenmiştir. Depolama süresinden bağımsız olarak kontrol örneğinde 2-dDCB tespit edilmemiştir. Uygulanan düşük ışınlama dozlarının tekstür ve renk parametrelerine etkisi önemsizdir. Panelistler eşliğinde yapılan duyusal analiz sonucunda da uygulanan ışınlama dozlarının duyusal özelliklere etkisi önemsiz bulunmuştur.
Anahtar kelimeler: Gıda ışınlama, ışınlamanın tespiti, hamburger köftesi
EFFECT OF IONIZING RADIATION ON HAMBURGERS’ QUALITY CRITERIA, SHELF LIFE AND DETECTION OF IRRADIATED HAMBURGERS
Ayça AYLANGAN ABSTRACT
In this study, hamburger samples with 0.8 % NaCI content were produced from beef meat and the samples were divided into two groups. E. co li strain inoculation was performed for one party of the
samples. Three different irradiation dose, 0.4 kGy, 0.8 kGy and 1.2 kGy were applied to all samples. The effect of the irradiation dose on the total mesophilic aerobic bacteria (TMAB) count and especially on E. co li was examined for the samples stored for 8 and 30 days at two different
storage temperature (+4 °C and -12 °C). Tiobarbutric acid (TBA) analysis was performed on all samples in order to determine the oxidation level of the product and the variation of the protein structure were determined by Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR). Sensory analysis was performed by the panelists and the results were supported by color and texture measurements. The results obtained from Deoxyribonucleic acid (DNA) comet analyis and the analysis of 2-alkylcyclobutanone formed in the fat containing irradiated foods with gas chromatography-mass spectrometer were evaluated in order to detect the irradiation on hamburgers.
D10 value for E. co li was found to be 0.55 according to the results. It was monitored by E. c o li that 1.2 kGy irradiation dose inactivated the microorganism population of the samples in non- inoculated. It was determined that 1.2 kGy dose reduced the number of microorganisms by 2 log during the TMAB count. As a result of TBA analysis, TBA values determined in the samples stored at +4 °C within the the range of 3.18 - 1.03 mg malonaldehyde/kg and 3.18 - 1.03 mg malonaldehyde/kg sample range stored at -12 °C would not create a negative value in the consumption of the product. Effect of storage time and irradiation dose on the pH was insignificant for samples stored at +4 °C, whereas the effect of dose and time was significant for samples stored at -12 °C. It was determined that the effect of irradiation dose on the % value of the a-helix and p- sheet and the ratio of a-helix/p-sheet was insignificant. As a result of the DNA comet analysis, tail formation was not observed in the control sample at day 0, whereas tail formation were determined in the samples irradiated by 0.4; 0.8 and 1.2 kGy, increasing depending on the dose. Remarkable tail formation were determined in the control sample during the storage time for two different storage temperature. It was determined that the effect of storage temperatures on the formation and diagnosis of 2-dodecycyclobutanone (2-dDCB) of the irradiated samples was not significant. 2- dDCB was not determined on the control sample regardless of the storage time. The effect of low irradiation doses on the texture and color parameters were insignificant. As a result of the sensory analysis, the effect of the irradiation doses on the sensory properties were found to be insignificant. Key words: Food irradiation, detection of irradiation, hamburgers
T E Ş E K K Ü R
Bu araştırmada beni yönlendiren, karşılaştığım zorlukları bilgi ve tecrübesi ile aşmamda yardımcı olan değerli danışman hocam Sayın Prof. Dr. Halil Vural’a, Doktora tez çalışmasının belirlenmesi, planlanması ve yürütülmesinde yol gösterici olan, bilgi ve tecrübelerini esirgemeyen tez izleme komitesi üyeleri Sayın Prof. Dr. Aydın Öztan, Sayın Prof. Dr. Ayhan Temiz ve Sayın Prof. Dr. A. Kadir Halkman’a, Yüksek lisans ve doktora çalışmam döneminde aldığım burs sayesinde büyük yükümü hafifleten TÜBİTAK Bilim İnsanı Destekleme Daire Başkanlığı’na,
Tez çalışmamın renk ve testürel ölçümlerinin yapılmasında yardımını esirgemeyen uzman Sayın Yelda Zencir’e,
Tezimin büyük bir kısmını gerçekleştirdiğim, laboratuvar çalışmalarım sırasında tüm imkanlarını kullandığım Türkiye Atom Enerjisi Kurumu Sarayköy Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi’ndeki tüm çalışma arkadaşlarıma, mikrobiyolojik analizlerde büyük destek gördüğüm Sayın Doç. Dr. Hilal B.D.Halkman, duyusal analizlerde yardımını esirgemeyen Sayın Dr. Emine Denli ve diğer panelist arkadaşlarıma, DNA komet analizinde yardımlarını esirgemeyen Gıda Mühendisi Sayın Yakup Erel ve Sayın Dr. Demet Erçin’e, tez çalışmam sırasında desteğini esirgemeyen başta Uygulama Bölümü Gıda Birimi Koordinatörü Sayın Dr. Erhan İç ve Sayın Dr. Berna Özyardımcı’ya,
Hayatımdaki yeri doldurulamaz olan sevgili eşim Benan Aylangan, aramıza yeni katılan canım kızım Zeynep Aylangan ve aileme teşekkürlerimi sunarım.
İÇİNDEKİLER DİZİNİ Ö Z ... i A B S T R A C T ...ii T E Ş E K K Ü R ...iii İÇİNDEKİLER DİZİNİ... iv Ş E K İL L E R DİZİNİ...vi Ç İZ E LG E LER DİZİNİ... viii SİM G ELER KISALTMALAR DİZİNİ...x 1. G İR İŞ ...1 2. LİTERATÜR Ö ZETİ...3 2.1. Gıda Işınlama... 3
2.2. Gıda Işınlamada Kullanılan Kaynaklar... 9
2.3. Gıda Tarafından Absorblanan Doz Birimlerinin Tanımlanması ve Doz Ölçümü... 9
2.4. Işınlanmış Gıdaların Etiketlenmesi...10
2.5. Mikroorganizmaların Işınlama ile Etkisiz Hale Getirilmesi... 10
2.6. Işınlamanın Lipitler Üzerine Etkisi ve 2-ACB’ların Oluşumu... 16
2.7. Işınlamanın Proteinler Üzerine Etkisinin ATR-FTIR (Azalan Tam Yansıma-Fourier Transform Infrared Spektroskopisi) ile İncelenmesi .... 24
2.8. Işınlanmış Gıdaların Tüketici Tarafından Kabulü...26
2.9. Işınlanmış Gıdaların Tespit Metotları... 27
3. MATERYAL VE M ETO T...33
3.1. Materyal... 33
3.1.1. Kıyma... 33
3.1.2. Bakteri kültürü... 33
3.1.3. Besiyerleri ve dilüsyon sıvıları... 33
3.1.4. Tampon, boya ve diğer çözeltiler...33
3.1.5. Işınlama kaynağı... 34
3.2. Metot ... 35
3.2.1. Işınlama dozlarının tespiti... 35
3.2.2. Hamburger köftesi örneklerinin ışınlanması ve depolanması...35
3.2.3. Mikrobiyolojik analizler...36
3.2.3.1. Örnek dilüsyonların hazırlanması... 356
3.2.3.2. E . c o l i suşunun aktifleştirilmesi ... 36
3.2.3.3. E . c o l i suşunun hamburger köftesi örneklerine aşılanm ası...357
3.2.3.4. Hamburger köftesi örneklerindeki E . c o l i sayım ları...36
3.2.3.5. Hamburger köftesi örneklerindeki TMAB sayımları...36
3.2.4. pH değerinin saptanması... 38
3.2.5. Örneklerdeki lipit oksidasyonunun belirlenmesi... 38
3.2.6. Hamburger köftelerin pişirilmesi... 38
3.2.7. Hamburger köftelerin renk ölçümlerinin yapılması... 38
3.2.8. Hamburger köftelerin tekstür ölçümlerinin yapılması... 39
3.2.9. Duyusal analizler... 41
3.2.10. Protein yapısındaki değişimin incelenmesi...41
3.2.11. Işınlanmış hamburger köftelerin tespiti... 41
3.2.11.1. DNA komet analizi... 41
3.2.11.2. 2-ACB’ların GC/MS analizi...41
3.2.12. İstatistiksel analiz...47
4. SO N UÇLAR... 48
4.1. Mikrobiyolojik Analiz Sonuçları...48
4.1.1. E . c o l i aşılanmış örneklerde E . c o l i sayımı sonuçları... 48
4.1.2. E . c o l i aşılaması yapılmayan örneklerde E . c o l i sayımı sonuçları...52
4.1.3. TMAB sayımı sonuçları... 54
4.2. Lipit Oksidasyonu Sonuçları... 58
4.3. pH Analizi Sonuçları...62
4.4. DNA Komet Analizi Sonuçları... 65
4.5. ATR-FTIR Spektroskopi Sonuçları... 77
4.6. 2-ACB’ların GC/MS ile Teşhis Edilmesi...84
4.7. Tekstür Analizi Sonuçları... 88
4.8. Renk Analizi Sonuçları...99
4.9. Duyusal Analiz Sonuçları... 108
5. Ö N ERİLER VE TARTIŞM A... 114
KAYNAKLAR DİZİNİ... 117
E K L E R ... 137
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil 2.1. Uluslararası gıda ışınlama sembolü - Radura...10
Şekil 2.2. Serbest radikallerin oluşumu... 11
Şekil 2.3. 2-ACB’ların oluşum mekanizması... 20
Şekil 2.4. Moleküler titreşim tipleri... 25
Şekil 3.1. Gama - hücresi...34
Şekil 3.2. Tekstür profili analizi sonuç değerlendirme örneği... 40
Şekil 3.3. CASP, version 1.2.2 program penceresinin görüntüsü... 45
Şekil 4.1. +4 °C’da depolanan E . c o l i aşılaması yapılmış hamburger köftelerinin E . c o l i sayısında gözlenen değişim...48
Şekil 4.2. -12 °C’da depolanan E . c o l i aşılaması yapılmış hamburger köftelerinin E . c o l i sayısında gözlenen değişim...49
Şekil 4.3. E . c o l i D10 değerinin hesaplanması... 51
Şekil 4.4. +4 °C’da depolanan örneklerin E . c o l i sayısı sonuçları... 53
Şekil 4.5. -12 °C’da depolanan örneklerin E . c o l i sayısı sonuçları... 54
Şekil 4.6. +4 °C’da depolanan örneklerin TMAB sayısı sonuçları... 55
Şekil 4.7. -12 °C’da depolanan örneklerin TMAB sayısı sonuçları... 56
Şekil 4.8. +4 °C’da depolanan örneklerin TBA sonuçları... 59
Şekil 4.9. -12 °C’da depolanan örneklerin TBA sonuçları...60
Şekil 4.10. +4 °C’da depolanan örneklerin pH analizi sonuçları... 62
Şekil 4.11. -12 °C’da depolanan örneklerin pH analizi sonuçları... 63
Şekil 4.12. Kometin tipik yapısı (kontrol ve ışınlanarak zarar görmüş hücre) ve parametrelerin tanımlanması...65
Şekil 4.13. Depolamanın 0. günü DNA komet görüntüleri (x10’luk objektif)...66
Şekil 4.14. Depolamanın 0. günü DNA komet görüntüleri (x20’luk objektif)...67
Şekil 4.15. +4 °C’da depolanan örneklerin 2.gün DNA komet görüntüleri... 67
Şekil 4.16. -12 °C’da depolanan örneklerin 2. gün DNA komet görüntüleri... 68
Şekil 4.17. +4 °C’da depolanan örneklerin 5. gün DNA komet görüntüleri... 68
Şekil 4.18. -12 °C’da depolanan örneklerin 5. gün DNA komet görüntüleri... 69
Şekil 4.19. +4 °C’da depolanan örneklerin 8. gün DNA komet görüntüleri... 69
Şekil 4.20. -12 °C’da depolanan örneklerin 8. gün DNA komet görüntüleri... 70
Şekil 4.21. -12 °C’da depolanan örneklerin 15. gün DNA komet görüntüleri .... 70
Şekil 4.22. -12 °C’da depolanan örneklerin 30. gün DNA komet görüntüleri .... 71
Şekil 4.23. +4 °C’da depolanan örneklerin DNA komet analizi sonuçları...76
Şekil 4.24. -12 °C’da depolanan örneklerin DNA komet analizi sonuçları... 76
Şekil 4.25. 0. gün FTIR spektrumu... 79
Şekil 4.26. 8. gün +4 °C’da depolanan örneklerin FTIR spektrumu...79
Şekil 4.27. 8. gün -12 °C’da depolanan örneklerin FTIR spektrumu...80
Şekil 4.28. 30. gün FTIR spekturumu... 80
Şekil 4.29. Farklı konsantrasyonlarda hazırlanmış 2-dDCB standartlarının GC/MS kromatogramı- Alıkonma Süresi...84
Şekil 4.30. 2-dDCB’nun kütle spektrumu...84
Şekil 4.31. 1,2 kGy ışınlanmış ve kontrol örneğinin 0. gün kromatogramları .... 85
Şekil 4.32. 8 gün +4 °C’da depolanan 1,2 kGy ışınlanmış ve kontrol örneğinin kromatogramları... 85
Şekil 4.33. 8 gün -12 °C’da depolanan 1,2 kGy ışınlanmış ve kontrol örneğinin kromatogramları... 86
ÇİZELGELER DİZİNİ
Çizelge 2.1. Türk Gıda Işınlama Yönetmeliği’nde yer alan gıda gruplarında belirli teknolojik amaçlara göre uygulanmasına izin verilen ışınlama
dozları...7
Çizelge 2.2. Çeşitli gıda gruplarında tespit edilen E . c o l i D10 değerleri... 13
Çizelge 2.3. Gıdalardaki yağ asitlerinden ışınlamayla oluşan 2-ACB’lar... 21
Çizelge 4.1. +4 °C’da depolanan E . c o l i aşılaması yapılmış hamburger köftelerinin E . c o l i sayısında gözlenen değişim (log EMS/g)... 48
Çizelge 4.2. -12 °C’da depolanan E. coli aşılaması yapılmış hamburger köftelerinin E. c o l i sayısında gözlenen değişim (log EM S/g)... 49
Çizelge 4.3. +4 °C’da depolanan örneklerin E . c o l i sayısı sonuçları (log EMS/g)...52
Çizelge 4.4. -12 °C’da depolanan örneklerin E . c o l i sayısı sonuçları (log EMS/g)...54
Çizelge 4.5. +4 °C’da depolanan örneklerin TMAB sayısı sonuçları (log kob/g)... 55
Çizelge 4.6. -12 °C’da depolanan örneklerin TMAB sayısı sonuçları (log kob/g)... 56
Çizelge 4.7. +4 °C’da depolanan örneklerin TBA sonuçları...59
Çizelge 4.8. -12 °C’da depolanan örneklerin TBA sonuçları... 60
Çizelge 4.9. +4 °C’da depolanan örneklerin pH analizi sonuçları... 62
Çizelge 4.10. -12 °C’da depolanan örneklerin pH analizi sonuçları... 63
Çizelge 4.11. +4°C’da depolanan örneklerin DNA komet görüntü analizi sonuçları... 74
Çizelge 4.12. -12 °C’da depolanan örneklerin DNA komet görüntü analizi sonuçları... 75
Çizelge 4.13. FTIR ile elde edilen bazı karakteristik bantlar... 78
Çizelge 4.14. Hamburger köfte örneklerinin FTIR spektrumlarından hesaplanan a-sarmal, p-düzlemsel tabaka % değerleri ve a-sarmal/p-düzlemsel tabaka oranı...83
Çizelge 4.15. +4 °C’da depolanan örneklerin (çiğ) tekstür değerleri...91
Çizelge 4.16. +4 °C’da depolanan örneklerin (pişmiş) tekstür değerleri... 93
Çizelge 4.17. -12 °C’da depolanan örneklerin (çiğ) tekstür değerleri... 95
Çizelge 4.18. -12 °C’da depolanan örneklerin (pişmiş) tekstür değerleri...97
Çizelge 4.19. +4 °C’da depolanan örneklerin (çiğ) renk değerleri...100
Çizelge 4.20. +4 °C’da depolanan örneklerin (pişmiş) renk değerleri... 102
Çizelge 4.21. -12 °C’da depolanan örneklerin (çiğ) renk değerleri... 104
Çizelge 4.22. -12 °C’da depolanan örneklerin (pişmiş) renk değerleri...106
Çizelge 4.23. +4 °C’da depolanan örneklerin duyusal değerlendirme sonuçları... 111
Çizelge 4.24. -12 °C’da depolanan örneklerin duyusal değerlendirme sonuçları... 112
SİMGELER KISALTMALAR DİZİNİ
2-ACB : 2-alkilsiklobütanon 2-dDCB : 2-dodesilsiklobütanon 2-tDCB : 2-tetradesilsiklobütanon
ATR-FTIR : Attenuated Total Reflection-Fourier Transform Infrared BHA : Bütillenmiş hidroksi anizol
CEN : the European Committee for Standartization DNA : Deoksiribonükleik asit
EDTA : Etilendiamintetra asetik asit
FAO : Food and Agriculture Organization FDA : Food and Drug Administration FTT : Fosfatla tamponlanmış tuz çözeltisi GC/MS : Gaz Kromatografi / Kütle Spektrometre IAEA : International Atomic Energy Agency RNA : Ribonükleik asit
SANAEM : Sarayköy Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi SCF : The Scientific Committe on Food
SDS : Sodyum dodesil sülfat
TA EK : Türkiye Atom Enerjisi Kurumu TBA : Tiyobarbitürik asit
TBE : Tris-borat EDTA
T S E : Türk Standartları Enstitüsü
USDA : United State Department of Agriculture WHO : World Health Organization
1. GİRİŞ
Günümüzde gıdalar tüketicilere ulaşana kadar önemli kayıplara uğramaktadırlar. Et, tavuk ve balık gibi hayvansal gıdalardaki mikrobiyel bozulmalar göz önüne alındığında kayıp oranının artış gösterdiği belirtilmektedir (Karadağ, 2005). Ayrıca, mikrobiyel bozulmaya uğramış gıdaların tüketilmesi sonucu toplumda önemli sağlık problemleri ortaya çıkabilmekte hatta ileri aşamalarda ölümler gözlenebilmektedir. Bu nedenle, gıdalarda üretimden tüketime kadar ürünün bozulmadan korunması büyük önem taşımaktadır.
Çeşitli gıdalara ışınlama teknolojisinin uygulanması 40’dan fazla ülkede yasal olarak kabul edilmiş (Doğan, 2001) ve ışınlanmış gıdaların uluslararası alanda ticareti son yıllarda artış göstermiştir (Gadgil, 2006). Işınlanmış gıdaların ticaretini kolaylaştırmak için, ışınlama uygulanan gıdaların tespit edilmesi amacıyla basit ve güvenilir yöntemlerin uygulamaya geçirilmesi ve ürün etiketine uygunluğun belirlenmesi önem kazanmıştır (Doğan, 2001). Ülkemizde gıda ışınlama ile ilgili yönetmelik 1999 yılında yürürlüğe girmiş, bunu takiben et ürünlerinin ışınlanması ve işlemin etkinliği ile ilgili çalışmalar artış göstermiştir.
Pastörizasyon ve sterilizasyon gibi diğer gıda işleme teknolojileri ile birlikte, ışınlama teknolojisinin kullanılmasının amacı, gıdanın besleyici değeri ve duyusal kalitesinden ödün vermeden, patojen ve bozulma yapan mikroorganizmaların yok edilmesidir (Anonymous, 1999a).
Işınlamaya bağlı olarak gıdalarda kısa zincirli hidrokarbonlar, aldehitler, ketonlar ve uçucu aroma bileşikleri gibi birçok radyolitik ürün oluşmaktadır. Ancak bu ürünler sadece gıdaların ışınlanması sonucunda değil, ısıtma gibi işlemler sonucunda da oluşmaktadır. 2-Alkilsiklobütanonlar (2-ACB) ışınlama ile oluşan radyolitik ürünlerdir (Gadgil, 2006). Bu ürünler lipit içeren gıdalarda geniş ölçüde bulunmaktadır ve ışınlama işleminin bir indikatörü olarak kabul edilmektedirler (Delincee and Pool-Zobel, 1998; Miesch et al., 1999; Miesch et al., 2002; Gadgil and Smith, 2004; Kim et al., 2004; Knoll et al., 2006; Gadgil, 2006). Işınlama ile gıdada meydana gelen bir başka değişiklik ise deoksiribonükleik asit (DNA) molekülünde gözlenen kırılmalardır. Ancak DNA molekülündeki değişiklikler sadece ışınlama etkisi ile meydana gelmemekte, fiziksel ve kimyasal uygulamalarda da DNA’da değişiklikler oluşabilmektedir. Hücrelerin DNA zararı
DNA komet analizi ile belirlenebilmektedir (Villavicencio et al., 2004). DNA komet analizi, tek hücrelerin mikrojel elektroforezidir (Khan et al., 2002; Khan et al., 2003). Işınlamanın DNA komet analizi ile yapılan tespitinin mutlaka başka bir yöntemle desteklenmesi önerilmektedir. Bu amaçla, bu çalışmada ışınlamaya özgü bir bileşik olan 2-ACB’ların tespiti ile doğrulama yapılmıştır.
Bu çalışmanın amacı; ülkemizde önemli bir tüketim potansiyeli olan, özellikle hızlı tüketim gıdalar denilen fast food zincirlerinde yüksek miktarda tüketilen hamburger köftelerin muhafazası amacıyla ışınlama teknolojisinin kullanılmasıdır. Bu amaç doğrultusunda, iki farklı depolama sıcaklığında, ürünün mikrobiyel güvenlik ve kalitesinin korunması amacıyla uygulanan ışınlama dozunun toplam mezofilik aerobik bakteri (TMAB) sayısı ve E s c h e r i c h i a c o l i ( E . c o l i ) ’ y e etkisi incelenmiş ve
elde edilen sonuçlar ürünün oksidasyon durumu, protein yapısındaki değişimleri, renk ve tekstürel değişimler gibi kimyasal ve duyusal özellikleri incelenerek desteklenmiştir. Bunun yanısıra hamburger köftelere panelistler eşliğinde duyusal analiz uygulanmıştır. Etikete uygunluğun ve tüketicinin doğru bilgilendirilmesinin öneminin giderek arttığı günümüzde ışınlanmış hamburger köftelerin tespit edilmesi amacıyla DNA komet analizi ile yağ içeren ışınlanmış gıdalarda oluşan 2- ACB’ların gaz kromatografi / kütle spektrometre ile analizi yapılmıştır.
2. LİTER A TÜ R ÖZETİ 2.1.1.1. Gıda Işınlama
Mikroorganizmaları ve parazitleri etkisiz hale getirmek amacıyla gıdaların ışınlanması ve bu sayede raf ömürlerinin arttırılması uzun zamandır gıda koruma tekniği olarak kabul edilmektedir. 19. yüzyılda radyoaktivitenin keşfedilmesinden ve savaş amaçlı kullanılmasından sonra, nükleer enerjinin barışcıl amaçlarla kullanımı programı dahilinde gıda ışınlamanın önemi tüm dünyada artmaya başlamıştır. Işınlama işlemi gıdaların korunması amacıyla alternatif ve güvenli bir yöntem olmasına rağmen, tüketicilerin önemli bir bölümü hâlâ bu yöntemi güvenli bulmamakta ve kullanılmasını istememektedirler. Gıda ışınlama ile ilgili olarak Gıda ve Tarım Örgütü (Food and Agricultural Organization, FAO), Uluslarası Atom Enerjisi Ajansı (International Atomic Energy Agency, IAEA) ve Dünya Sağlık Örgütü (World Health Organization, WHO) tarafından kurulan komite toksikolojik, mikrobiyolojik ve beslenme açısından 10 kGy’e kadar gıdalara uygulanan dozların güvenli olduğunu belirtmiştir (Lara et al., 2002). Ayrıca, 1 - 7 kGy arasındaki ışınlama dozlarının gıdalarda bozulma yapan, patojen mikroorganizmaları etkisiz hale getirdiği belirtilmiştir (Anonymous, 1999b).
Gıda ışınlama teknolojisinin doğru şekilde uygulanması şartıyla, gıda kaynaklı hastalıkları azaltmak için etkili bir yöntem olabildiği ve gıda tedarikçilerinin potansiyel problemlerinin çözülebildiği belirtilmiştir (Morehouse, 2002; Kim et al., 2007). Gıda güvenliğinde ışınlamanın kullanımı ve önemi son on yılda önemli ölçüde artış göstermiştir (Kim et al., 2007). Özellikle küfler, böcekler ve diğer gıda bulaşanları tüm dünyada karşılaşılan önemli bir halk sağlığı problemidir. Bu zararlılar, depolamada ve dağıtım zincirinde hasat sonrası gıda kayıplarına neden olmaktadırlar. Gıda ışınlamanın koruyucu bir yöntem olarak kullanılmasıyla, gıda kayıplarının azaltılması ve gıdalardaki zararlı organizmaların etkisiz hale getirilerek gıdaların hijyenik kalitelerinin geliştirilmesi mümkün olmaktadır (Anonymous, 1978). Dünya çapında heryıl 100 bin ton gıda ve katkı maddesi ışınlanmaktadır (Anonymous, 1999b).
Gıda ışınlama gibi ısıl işlem uygulanmayan teknolojiler, ortam sıcaklığı veya bu sıcaklığa yakın derecelerde mikroorganizmaları etkisiz hale getirebilmekte ve bu
sayede gıdanın aroma, renk ve beslenme değeri üzerine ısıl işlemlerin yol açtığı zararlı etkilerin engellediği belirtilmektedir (Pinto et al., 2007).
Işınlama çiğ et ve kanatlılarda (Thayer et al., 1995), işlenmiş etlerde, peynirlerde (Bougie and Stahl, 1994; Ennhar et al., 1994), bazı meyve sebze ürünlerinde patojen mikroorganizmaları etkisiz hale getirmek amacıyla kullanılabilen etkili bir işlemdir (Sommers and Boyd, 2006). Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi (United State Food and Drug Administration, FDA) 2 Aralık 1997 tarihinde Amerika Birleşik Devletleri’nde (ABD) domuz, koyun ve dana etinde E . c o l i gibi zararlı
mikroorganizmaların sayılarının azaltılması için ışınlama teknolojisinin uygulanmasını onaylamıştır. FDA, E . c o l i zehirlenmesi şüphesiyle 1997 yılının
Ağustos ayında 11 000 ton hamburger etini piyasadan geri çektikten sonra bu kararı almıştır (Raffi, 1998).
Aziz et al. (2002) farklı dana eti ürünlerinde gama ışınlaması ve mikrodalga uygulamasının bakteri gelişimi, raf ömrü, kimyasal içerik ve duyusal kalite üzerine etkisini incelemişlerdir. Başlangıçta 4,9 x 106 kob/g bakteri sayısına sahip dana eti örnekleri 5 kGy’lik dozda gama ışınlarına maruz bırakıldığında, mikroorganizma sayısında 2 - 3 log’lık azalma gözlendiği belirlenmiştir. Daha sonra 20 saniyelik mikrodalga uygulamasında 1 log, 30 saniyelik mikrodalga uygulamasında ise 2 log’lık azalma olduğu, herhangi bir işleme tabi tutulmayan örneklerin raf ömürleri 7 günden az olarak tespit edilirken, 3 kGy olarak ışınlanmış ve daha sonra 20 saniye mikrodalga uygulamasına maruz bırakılan örneklerin raf ömürlerinin 5 °C’da en az 2 hafta olduğu saptanmıştır. Gama ışınlarının koku ve aromada çok az değişikliğe yol açtığı ve sonuç olarak düşük dozlarda gama ışınları ile birlikte mikrodalga işleminin uygulanmasının dana eti ürünlerinde mikrobiyel güvenliği arttırdığı gözlenmiştir.
Işınlama uygulanan et ve et ürünlerinin tüketicilere ürün güvencesi verebilmesi için, dünya çapında çok sayıda araştırma yapılmaktadır. Et ve et ürünlerinin hijyenik kalitelerine ışınlamanın etkisi; insanlarda et kaynaklı parazitlerin kontrolü, taze kırmızı et, kanatlı etleri ve işlenmiş et ürünlerinden patojenlerin etkisiz hale getirilmesi şeklindedir. Işınlanmış kıyma üzerinde yapılan bir çalışmada, uygulanan ışınlama dozu arttıkça (1 - 8 kGy) trans yağ asitlerinde artış gözlenmesi
sebebiyle, ışınlama işlemi üzerinde daha dikkatli çalışmalar yapılması gerektiği belirtilmektedir (Brito et al., 2002).
Byun et al. (2002) süt P-laktoglobulin, tavuk yumurtası albumini ve karides tropomyosinini model gıda allerjenleri olarak seçerek ışınlamanın allerjenler üzerine etkisini incelemişlerdir. Sonuç olarak, ışınlama işlemi ile birçok gıda allerjeninin antijenitesinin azaltılabileceği saptanmıştır.
Işınlama işlemi değişik gıdalarda belirli dozların üzerinde istenmeyen tat, koku ve yapı değişimlerine sebep olabilmektedir. Özellikle taze et ürünlerinde kötü koku ve renk değişimleri olarak kendini gösteren bu durum, ışınlama dozuna, ışınlamanın yapıldığı ortama ve gıdanın bileşimine bağlı olarak da değişiklik gösterebilmektedir (Gezgin, 2005).
Işınlama teknolojisi et ürünlerinin güvenliğinin geliştirilmesi için yaygın olarak çalışılan konulardan biridir (Kwon et al., 2008). Et endüstrisinde ışınlamanın kullanımı ile ilgili düzenleyici çalışmalar 1950’li yıllarda başlamıştır. FDA, 1997 yılında bu teknolojinin kırmızı ette uygulanmasını onaylamış ve daha sonra 2000 yılında Amerika Birleşik Devletleri Tarım Dairesi’nin (United State Department of Agriculture, USDA) onayı ile teknolojinin kırmızı ette kullanımı son şeklini almıştır (Edwards and Fung, 2006). USDA tarafından kanatlı etleri için 2,5 kGy, taze ve dondurulmuş kırmızı et için sırasıyla 4,5 ve 7 kGy’e kadar olan ışınlama dozları kabul edilmiştir (Anonymous, 1999c). Işınlanmış gıdalarla ilgili tartışmalara rağmen, 1990’lardan sonra yapılan araştırmalar, tüketicilerin % 55 - 80’ninin
ışınlanmış et ve kanatlı ürünlerini alma eğiliminde olduklarını göstermiştir (Edwards and Fung, 2006).
Ülkemizde ışınlama işlemi farklı gıda gruplarına belli teknolojik amaçları gerçekleştirmek için uygulanmaktadır. Bu amaçla hazırlanan 06.11.1999 tarih ve 23868 sayılı Resmi Gazete’de yayınlanan Gıda Işınlama Yönetmeliği’nde gıda grupları ve uygulanacak ışınlama dozları ayrıntılı olarak belirtilmiştir (Anonymous, 1999d). Gıda Işınlama Yönetmeliği, Avrupa Birliği uyum yasaları çerçevesinde sırasıyla 15.10.2002/24907 ve 19.12.2003/25321 sayılı Resmi Gazete’de yayınlanan yönetmeliklerle son şeklini almıştır (Çizelge 2.1.) (Anonymous, 2002a; Anonymous, 2003a).
c N 03 C u> 03 E c 0 D O) >, D O l -o O) 03 l -0 o 03 E 03 O' O c o o _Q 03 "cO 1— 0 o. D l-O) 03 "O O) c 03 03 l -0 >, 0 "O ^ 03 0 cn E 2 0 c o > -0 E ro tn =3 O c o -< t/> o. 0 "O
o
o 0 N o "O 0 E ■ ® c CNİ ç/> 0f l
N Jr; o > E 3 E M .— . J * >re O SS
E û I o 0E
< 3 .Q 3 ı_ O 0 T3 Ö CNİ O 0 > 0 c 0 o 0” ® o ^ E 0 c o >4 0il
O D CL ^ 0 t Q S 0 =3 D >, 0 > 0 J*. ■O s_r 0 c 0 >03 0 c/3 1 0 E ’ -4—» O 0 O) > 0 E uy 0 c D O) O oT CL D l -o 0 0 N .Q 0 U) 0 > 0 > >, 0 E 0 N 0 I ^ CM 0 "O 0 E 0 c o >4 0 E c 0 0 o o m m c\T o o 0 0 N =3 O c o o 4— 0 al 'o o in x 0 E 0 N 0 0 i3| «, 2 o "= -t—» £ ’>* o © ® c .E 0 c -* 0 ® ıl O 0 o ^ Cû 0 0 E N 'c 0 O) 4 o o 4 o o in in oco x 0 E -t—» 0 N 0 İZ 0 0 E N 'c 0 O) 4 o o 4 E Nv-i l
O OH -I—> 0 E -I—» 0 0 CL E o 4- N 0 0 al m 0 E -t—» 0 N =3 O c oL -E o 4— 0 aı 0 _Q O 0 T-"'4_~ 0 0 ^ >uy“5 :E of0 S «?0 E |i .Q 0 0 £ 5 - E 3 — W1 r-~o° N ^ E i O D(— O -t—» ■0O 5 0 E D D > §,■5,5 -E ®Q N O 03 0 0 0 O >,> -XîZ. 4 -® E 0 ® "0 0._ C ^E® x 0>,«X >C>:03=5 1 =5 | 00 —_x ^ § d >03 0 o 0 _Q 0 >03 0 _QL_ D u y =3 D o C\T x x o o 4c—» o 0 c o > U) 0 4c— 0 0 -I—• N 0 0 CL O'iz e lg e 2 .1 . d e va m e d iy o r. E D E _ 55 "T;.* ;S' re o m N O E Q 3 E o 0 E < 3 n 3 ı_ O 0 T3 Ö 03 E 03 N 03 İZ 03 03 E N 'c 03 O) L-o o L-E 'c o o -t—» 03 CL N 03 Oû oT O CO 03 E -t—» 03 N =3 O c o L-E o 4— 03 aı 0 c o o c 0 c D _Q 0 -I—» 0 N - E 3 M- ı_ S -p C 5 0 o I 0 00iQ x x x 0 0 N 0 s jş 2 0 c E O N C C 0 - E> o o L_ 0 c 1 E 0 ^ 1= C 0 .9^ 0 N ° -2 N 0 0 CL G0 'o S ' 0 -t—» O =3 0 t_ 0 _C 0 .Q s-Z 0 o o 0 Ü2 _0 0 0 « >« m ro S) & 0 5 % D-X , 0 _x 0 0 E E 0 0 c c :0 o 0 0 E E c c 0 0 -X -X 0 0 o o :0 o GO GO S'S' 0 0 "O O) =3 =3 -I—» D L_ =3 12 0 c 0 c 0 > 0 X I o co o o L--t— • c o 0 4— o _q 0 c 0 0 _Q C ;ç> 0 E N 'c 0 O) L_ O L_ S 0 _q 0 N o "O N O "O E =3 E _q 0 c 0 0 _q 0 "O 0 N O "O 0 o 0 "O 0 E 0 -t—» ç 'co 0 0 'c 0 0 0 "O O) 0 N O "O N O "O E =3 E 'c 0 o 0 0 E (O’ 0 O co 0 E 0 0 -t—» o N O "O E =3 E co 0 E 0 > E =3 E c E !2 0 "O c o E o -t—» c c 0 "O O) 0 >, 0 N O "O N O "O (O 0 0 "O c 0 N O 00
2.1.1.2. Gıda Işınlamada Kullanılan Kaynaklar
Radyoaktif kaynaklardan elde edilen gama ışınları, partikül hızlandırıcılardan elde edilen elektronlar ve yüksek enerjili elektron demetinden yayılan X ışınları gıda ışınlamada kullanılan kaynaklardır. Bu ışınlama kaynakları enerjilerini, materyale açığa çıkan atomik elektronlar yoluyla aktarmaktadır. Işınlama işlemi için hangi ışınlama kaynağının seçileceği, verilebilecek en düşük doz, verilen dozun eşit olarak dağılma oranı, ışınlanacak materyalin yoğunluğu ve kalınlığı gibi faktörlere bağlıdır (Cleland, 2006).
Gıda ışınlama amacıyla, FDA ve uluslararası standartlar tarafından gama ışınları kaynağı olarak Kobalt-60 (Co60) ve Sezyum-137 (C s137) radyonüklit kaynaklarının, 10 MeV’a kadar enerji seviyesinde çalışan elektron hızlandırıcılarının ve 5 MeV’luk enerji seviyesinde çalışan X ışınlarının kullanılmasına izin verilmektedir (Codex, 2003; Cleland, 2006). Bu kaynaklardan endüstride en yaygın olarak kullanılanı ise Co60’dır. Co60 kaynaklı gama ışınlarının gıda endüstrisinde tercih edilmesinin sebebi, penetrasyonunun yani maddelerden geçebilme özelliklerinin kuvvetli olmasıdır (Gezgin, 2005).
2.1.1.3. Gıda Tarafından Absorblanan Doz Birimlerinin Tanımlanması ve Doz Ölçümü
Absorblanan doz, absorbe edilen iyonlaşan enerjinin ışınlanan materyalin birim kütlesine oranı olarak tanımlanır. Uluslararası birimi Gray (Gy)’dir (Cleland, 2006). 1 Gy = 1 joule/kilogram (J/kg)
1 Gy = 1 watt - saniye/kilogram (W-s/kg) 1 kGy = 1 kilojoule/kilogram (kJ/kg)
1 kGy = 1 kilowatt - saniye/kilogram (kW-s/kg)
Işınlama işleminde ürünün maruz kaldığı dozu tespit etmek amacıyla dozimetreler kullanılmaktadır. Genellikle, düşük ışınlama dozlarıyla yapılan çalışmalarda 0,1 - 3 kGy’lik doz aralığında ölçüm yapabilen Harwell perspex dozimetreler kullanılmaktadır.
2.1.1.4. Işınlanmış Gıdaların Etiketlenmesi
16.11.1997 tarihli ve 23172 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanan Türk Gıda Kodeksi Yönetmeliği’nin 13. Madde’sinde ışınlanmış ve tüketime hazır olarak ambalajlanmış gıda ambalajı üzerinde gıdanın isminin yanında yazı ve Şekil 2.1.’de verilen yeşil renkli uluslararası gıda ışınlama sembolü’nün (RADURA) kullanılması gerektiği belirtilmektedir. Ülkemizde ışınlanmış gıdaların üzerinde bu sembolün renginin siyah olarak basıldığı da görülmektedir.
o
Şekil 2.1. Uluslararası gıda ışınlama sembolü - Radura
2.1.1.5. Mikroorganizmaların Işınlama ile Etkisiz Hale Getirilmesi
Gıda ışınlamada amaç özellikle gıda kaynaklı hastalıklara neden olan mikroorganizmaların etkisiz hale getirilmesidir. Hücre üzerine ışınlamanın etkisi ile ilgili çeşitli hipotezler ileri sürülmüştür. DNA’nın ışınlamanın en kritik hedefi olduğu düşüncesi günümüzde genel olarak kabul görmektedir (Pinto et al., 2007). Mikroorganizmalar ışınlamanın doğrudan ve dolaylı etkisi sonucunda ölürler (Acar, 1999). Doğrudan etkide ışınlama ile hücre DNA'sı arasındaki etkileşim önemlidir. Bu etkide genetik materyal hasarı, ışınlama enerjisinin genetik materyale çarpması sonucunda oluşur (Grecz et al., 1983). Gama ışınları gibi iyonize olan ışınların mikroorganizmalar üzerindeki etkileri hücre içine giren ışınların atomlardan elektronları uzaklaştırarak iyonize moleküllerin oluşması ile gerçekleşir. Bunun sonucunda, canlı hücrede DNA ve hücre membranının fonksiyonlarında önemli değişiklikler ve serbest radikaller oluşur. Serbest radikallerin yeniden aktif hale gelmeleri sonucunda da ikincil değişimler oluşur (Acar, 1999). Işınlama ayrıca hücredeki su gibi diğer molekül veya atomlarla etkileşerek hidrojen atomu (H'), hidroksil radikalleri (OH') ve hücrede dağılabilen elektronları (e-s) ortaya
çıkarabilmektedir. Şekil 2.2.’de doğrudan ve dolaylı etki şematik olarak verilmiştir. Oluşan ara ürünler daha sonra biyolojik moleküller ile reaksiyona girerler.
Işınlamanın dolaylı etkisi özellikle hücrenin % 80’i su olan vegetatif hücrelerde
büyük önem taşımaktadır (Pinto et al., 2007).
(a) RH ---► RH+ + e- --- ► R ' + H+ (b) H2O ---► H2O+ + H2O--- ► H3O+ + OH' + + e- RH
1
ı
H2O- _____________► H' + OH- R' + H2O + RHI
OR' + H2Şekil 2.2. Serbest radikallerin oluşumu (Pinto et al., 2007)
a) Işınlamanın doğrudan etkisi, ışınlama ve kritik biyolojik moleküller (RH) arasındaki basit etkileşim b) Işınlamanın dolaylı etkisi, suyun serbest radikallerinin biyolojik moleküller (RH) ile etkileşimi
Işınlamada ışın dozuna bağlı olarak yapılan işlemler 3 farklı şekilde isimlendirilmektedir (Ehlermann, 2009).
R a d a p e r t i z a s y o n: Uygulanan doz 25 - 45 kGy’dir. Işınlama ile sterilizasyon
gerçekleştirilir.
R a d i s i d a s y o n: Uygulanan doz 2 - 8 kGy’dir. Spor oluşturmayan patojen
mikroorganizmaların sayısını azaltmak için uygulanan işlemdir.
R a d u r i z a s y o n: Uygulanan doz 0,4 - 10 kGy arasındadır. Bozulma yapan
mikroorganizmaların sayısını azaltırken, gıda kalitesini muhafaza etmek için uygulanan doz aralığıdır.
Özellikle hayvan kaynaklı gıdaların patojen mikroorganizmalar ile bulaşısı önemli bir halk sağlığı problemidir (Farkas, 1998). Tüm dünyada gıda kaynaklı hastalıklara yol açmalarının yanı sıra, ekonomik kayıplara, verimliliğin düşmesine, iş kaybı ve hukuksal sorunlara neden olmaktadırlar (Loaharanu and Murrell, 1994; Farkas, 1998).
Mikroorganizmaların ışınlamaya karşı dirençleri türden türe ve aynı türlerin suşları arasında oldukça farklılık göstermektedir (Pinto et al., 2007). Işınlamaya karşı duyarlılığın tanımlanmasında D10 değeri kullanılmaktadır. D10 değeri ışınlama işlemi için ortamdaki canlı mikroorganizma sayısını % 90 azaltmak için gerekli doz
olarak tanımlanmaktadır. Çizelge 2.2.’de çeşitli gıdalarda E . c o l i için hesaplanan
D10 değerleri örnek olarak verilmiştir. Işınlama dozunun mikroorganizmalara etkisi ışınlama sıcaklığı, oksijen varlığı, ışınlama uygulamasının etkinliği gibi faktörlerin yanısıra su aktivitesi, pH, gıdanın kimyasal yapısı gibi hücre dışı parametrelere de bağlıdır (Pinto et al., 2007).
Gomes and Silva (2006) mekanik ayrılmış tavuk etlerinin mikrobiyel kalitesi üzerine ışınlamanın etkisini inceledikleri araştırmalarında; ışınlanmış ve ışınlanmamış örnekleri -18 ± 1 °C’da 90 güne kadar depolamışlar ve depolama süresince 2-tiyobarbitürik asit (TBA), duyusal ve mikrobiyolojik etkiyi incelemişlerdir. 90 günlük depolama boyunca 3 ve 4 kGy’lik ışınlama dozlarının en etkili sonucu verdiğini belirlemişlerdir.
Kanatt et al. (2005) koyun eti kebabı, domuz salamı gibi soğutularak depolanan bazı yöresel Hindistan et ürünlerinin raf ömrü ve güvenliği için ışınlamanın etkisini incelemişlerdir. Çalışmada 3 kGy’lik dozda ışınlanan et ürünlerinin raf ömürlerinin ışınlanmamış ürünler ile karşılaştırıldığında 0 - 3 °C’da 2 haftadan daha fazla arttığı ve 2 kGy’lik dozlarda S t a p h y l o c o c c u s spp.’nin tamamen etkisiz hale
getirildiği ve TBA analizi sonucunda ışınlamanın lipit peroksidasyonunda bazı artışlara neden olduğu, fakat bu artışın ürünün duyusal özelliklerini etkileyecek düzeyde olmadığı belirtilmiştir.
Gıda ışınlama, gıda kaynaklı patojenlerden ve parazitlerden kaynaklanan hastalıkları azaltmak, böcekleri yok etmek ve raf ömrünü uzatmak amacıyla kullanılmaktadır (Thayer et al., 1995, Chen et al., 2007). Düşük seviyelerdeki ışınlama (<10 kGy) gıda güvenliğini geliştirmektedir ve kanatlılarda en yüksek 3 kGy, domuzlarda ise 1 kGy etkili ışınlama dozlarıdır (Hampson et al., 1996).
Çizelge 2.2. Çeşitli gıda gruplarında tespit edilen E . c o l i D10 değerleri
Gıda E . c o l i D10
değeri (kGy)
Kaynak
Hazır tavuk yemeği
(pirinç+havuç+et suyu ve tavuk karışımı)
Patojen olmayan
E . c o l i
0,18 Adu-Gyamfi et al., 2008
Tavuk kıyması Patojen olmayan
E . c o l i
0,25 Adu-Gyamfi et al., 2008
% 10 (w/w) jelatin- model gıda
sistemi
Patojen olmayan
E . c o l i K -12 MG1655
0,88 Rodriguez et al., 2006
Tavuk kıyması E . c o l i DSM 498 0,47 Mayer-Miebach
et al., 2005 Marine edilmiş pirzola E . c o l i KCTC 1682 0,538 Jo et al., 2004
Pişmiş dana eti E . c o l i KCTC 1682 0,27 Jo et al., 2005
Kıyma E . c o l i Tip 1 0,552 Halkman, 2004
Kıyma (4 °C’da depolama, hava) E . c o l i ATCC 25922 0,126 Borsa et al.,
2004
Çiğ köftelerle yapılan bir çalışmada, düşük doz ( 1 - 3 kGy) ışınlamanın mikrobiyolojik kalitenin sağlanması açısından etkili olduğu ve halk sağlığını tehlikeye atacak muhtemel riskleri engellediği belirtilmiştir (Vural et al., 2006).
Hayvansal protein yan ürünlerinin geri kazanımı ekonomik ve çevresel açıdan oldukça önemlidir. Balık ve et - kemik unu hayvanlar için protein ihtiyaçlarını karşılamak ve ürün verimini arttırmak amacıyla beslenme katkısı olarak kullanılmaktadır. Kanatlıların beslenmesinde bu hayvan kaynaklı yan ürünlerin kullanılmasındaki problem hayvanlarda ve insanlarda ciddi sağlık problemlerine yol açan S a l m o n e l l a gibi patojen mikroorganizmaların taşınmasıdır. Al-Masri and
Al-Bachir (2007) kanatlı diyetinde beslenme katkısı olarak kullanılan balık ve kemik ununun mikrobiyolojik ve kimyasal kalitesi üzerine gama ışınlamasının etkisini incelemişler ve 20 kGy’e kadar yapılan ışınlama işleminin besleyici
değerlerde bir değişikliğe yol açmadan, S a l m o n e l l a spp. gibi patojen
mikroorganizmaların sayısında etkili bir azalma yarattığını gözlemişlerdir.
Marine edilmiş çiğ pirzola örnekleri 106 kob/g düzeyinde 4 farklı bakteri (E . c o li, S t a p h y l o c o c c u s a u r e u s , B a c i l l u s c e r e u s ve S a l m o n e l l a TyphimuriumJ ile aşılama
yapılmıştır. Örnekler 0 - 5 kGy arasındaki dozlarda ışınlanarak 4 °C ve 20 °C’da depolanmışlardır. E . c o l i için D10 değeri 0,538 olarak hesaplanmış ve 4 °C’da depolanan örneklerde 4 kGy’lik doz uygulamasının E . c o l i ’ yi etkisiz hale getirirken,
20 °C’da depolanan örneklerde 5 kGy’in yeterli olmadığı gözlenmiştir. Ayrıca, marine edilmiş çiğ pirzola örneklerinde denemeye tabi tutulan dört patojen mikroorganizma arasında E . c o l i ışınlamaya en duyarlı mikroorganizma olarak
bulunmuştur (Jo et al., 2004).
L i s t e r i a m o n o c y t o g e n e s ve E . c o l i O157:H7 geleneksel olarak üretilen çiğ kuru
fermente sosislerde bulunabilen önemli et kaynaklı patojenlerdendir. Özelllikle E .
c o l i O157:H7 yüksek asit direncine sahip bir mikroorganizmadır. Yaklaşık olarak
106 kob/g düzeyinde aşılama yapılan dondurulmuş (-25 °C) sosisler 0 (kontrol), 2 ve 4 kGy’lik dozlarda ışınlanmıştır. Fermantasyon sırasında E . c o l i O157:H7’nin
kontrol edilmesi amacıyla, 2 - 4 kGy’lik doz uygulamasının sosislerde mikrobiyel yükü azalttığı görülmüştür. Ancak, aynı işlem koşullarında L . m o n o c y t o g e n e s’in
kontrolünün mümkün olmadığı belirtilmiştir (Samelis et al., 2005).
Sedeh et al. (2007) kırmızı etin raf ömrünü uzatmak amacıyla 0; 0,5; 1; 2 ve 3 kGy’lik dozlarda ışınlama uygulamışlar ve örnekleri 3 hafta soğutarak (4 - 7 °C), 8 ay dondurarak (-18 °C) depolamışlardır. Mezofilik bakteriler, koliformlar ve S.
a u r e u s ve özellikle S a l m o n e l l a’nın toplam sayısını düşürmek için optimum doz 3
kGy olarak bulunmuştur. Yapılan mikrobiyel analiz sonucunda ışınlama ve düşük sıcaklıklarda depolamanın mikrobiyel yükü azaltmada önemli etkiye sahip olduğu, ayrıca dondurarak depolama sırasında dana etinin kimyasal özelliklerinde önemli bir değişiklik olmadığı belirtilmiştir.
Nutrient broth besiyerinde geliştirilen E . c o l i ’ n in patojen olmayan suşuna (DSM
498) uygulanan 1 kGy’lik ışınlama dozu sonunda 3 - 4 desimallik azalma gözlenmiştir (D1 0= 0,27 kGy). Kıyma haline getirilmiş tavuk etinde gelişme
olduğunda aynı bakterinin sayısındaki azalma daha düşük olmuştur (Dıo= 0,47 kGy) (Mayer-Miebach et al., 2005).
Borsa et al. (2004) yaptıkları çalışmada kıymaya aşılanan E . c o l i ve S a l m o n e l l a t y p h i ’ n in çeşitli koşullar altında ışınlama duyarlılığını belirlemişlerdir. Işınlama
duyarlılığı örneğe karvakrol, timol ve trans-cinamaldehit gibi katkıların ilave edilmesinin yanısıra ambalaj tepe boşluğundaki modifiye atmosfer bileşiminden etkilenmiştir. Katkıların ve modifiye atmosferin ışınlama duyarlılığına birlikte etkisi, bu faktörlerin tek başına uygulanmasına göre daha büyük bulunmuştur.
Halkman (2004), tarafından yapılan bir çalışmada kıyma örneklerinde E . c o l i
O157:H7, E . c o l i tip 1 ve koliform bakterilere 0 - 1,5 kGy arasında ışınlama dozları
uygulanmış ve bu bakterilerin ölüm kinetikleri analiz edilmiştir. Örnekler 30 gün -18 °C’da depolanmışlardır. Analiz sonucunda E . c o l i O157:H7, E . c o l i tip 1 ve koliform
bakteriler için D10 değerleri sırasıyla 0,245 kGy, 0,552 kGy ve 0,293 kGy olarak bulunmuştur. 1,5 kGy’lik ışınlama dozunda O157:H7 serotipi 105 adet/g (EMS), E . c o l i tip 1 ise 103 adet/g (EMS) düzeyinde etkisiz hale getirilmiştir. Sonuç olarak,
ışınlama sırasında E . c o l i tip 1 ’in sayısı kabul edilir değerlere indirilebiliyorsa, daha
düşük D10 değerine sahip olan E . c o l i O157:H7 serotipinin de aynı ışınlama
dozunda daha yüksek kabul edilir sayıya indirilebileceği bulunmuştur. E . c o l i tip
1 ’in, E . c o l i O157:H7 serotipine ışınlamanın etkisinin değerlendirilmesinde uygun
bir indikatör olduğu belirtilmiştir.
Hayvan kaynaklı hazır gıdalarda (pişmiş dana eti, kızartılmış yumurta gibi) S.
a u r e u s , L i s t e r i a iv a n o v ii , S a l m o n e l l a Typhimurium ve E . c o l i ’ nin etkisiz hale
getirilmesi için ışınlama uygulanan bir başka çalışmada ise 106 - 107 kob/g düzeyinde aşılama uygulanan örnekler 10 °C, 20 °C ve 30 °C olmak üzere 3 farklı depolama sıcaklığında saklanmışlardır. Çalışmada kullanılan patojen mikroorganizmaların D10 değerleri sırasıyla 0,34; 0,24; 0,24 ve 0,27 kGy olarak bulunmuştur. Örneklere uygulanan 3 kGy’lik ışınlama dozunda canlı hücre tespit edilememiştir. Sonuç olarak, hayvan kaynaklı hazır gıdaların mikrobiyolojik olarak güvenli olarak hazırlanmasında ışınlama teknolojisinin kullanılabileceği belirtilmiştir (Jo et al., 2005).
Hazır tavuk yemeği (pirinç+havuç+et suyu ve tavuk karışımı) ve tavuk kıyması örnekleri 4 °C’da 14 gün depolanmaları sonucunda, E . c o l i ve S. a u r e u s ’ u n
ışınlama duyarlılığının incelendiği bir çalışmada, örneklere uygulanan 2 kGy’lik ışınlama dozunun toplam canlı hücre sayısının kontrol altına alınması için uygun olduğu, ancak, E . c o l i ve S. a u r e u s gibi patojen mikroorganizmaların etkisiz hale
getirilmesi için 3 kGy’in etkili doz olduğu bulunmuştur (Adu-Gyamfi et al., 2008). Tavuk etinin raf ömrünün uzatılması için Javanmard et al. (2006) tarafından yapılan çalışmada ise tavuk etleri 0; 0,75; 3 ve 5 kGy’lik dozlarda ışınlanarak dondurulmuş olarak 9 ay depolanmışlar ve ışınlama ve dondurarak depolamanın mikrobiyel sayıyı önemli ölçüde azalttığı, tavuk etlerinin raf ömrünü uzattığını saptamışlardır.
2.1.1.6. Işınlamanın Lipitler Üzerine Etkisi ve 2-ACB’larm Oluşumu
Gama ışınları gıda gibi bir materyalden geçtiğinde enerjisini kaybetmektedir. Başka bir deyimle enerji absorbe edilmektedir. Absorblanan bu enerji veya absorblanan doz materyaldeki atomların ve moleküllerin iyonlaşmasına veya uyarılmasına neden olmaktadır. Gama ışınlarının transfer ettikleri enerji ile hızlı elektronlar serbest kalmakta ve sonra elektronik etkileşim ile enerji kaybı meydana gelmektedir. Bu etkileşim sonucu, moleküldeki bir atomdan bir elektron ayrılmakta ve molekül pozitif yüklenmektedir. Nötr bir atomun veya molekülün yüklü hale gelmesine "iyonizasyon” denilmektedir. Bir elektronun kaybedilmesi veya alınmasıyla oluşan bir iyon çiftlenmemiş bir elektron içermektedir ve bu iyon serbest radikal olarak tanımlanmaktadır.
M ---- ► ^M+
+e-Serbest radikaller çiftlenmemiş bir elektrona sahip oldukları için oldukça reaktiftirler. Bu elektron sırayla diğer atomları veya molekülleri iyonlaştırabilmektedir. Bu olay bir elektron ayrılması olmaksızın atomik elektronlara enerji verebilen bir işlem ile de gerçekleşebilmektedir. Bu olay sonucu uyarılmış atomlar oluşmaktadır.
Uyarılmış atomların ve serbest radikallerin oluşması ışınlamanın birincil etkisidir. İkincil etkide ise uyarılmış bir molekül (M*), bir foton olarak enerjisini yayma, ısıya dönüşüm, komşu moleküle aktarma veya bir çok kimyasal reaksiyona girme gibi çok çeşitli yollarla enerjisini kaybetmektedir. Uyarılmış bir molekül iki radikal
M *---- ► •Rı + ^R2 veya iki molekül oluşturabilmektedir.
M*---- ► Mı + M2
Daha sonra ışınlama işleminin son ürünleri meydana gelmektedir. Radikal bağlayıcılar, serbest radikaller için oldukça yüksek eğilim göstermektedirler ve hemen hemen her çarpışmada onlarla reaksiyona girebilmektedirler. Ayrıca, serbest radikaller çift bağlarla kolaylıkla reaksiyona girdiği için doymamış moleküller en bilinen radikal bağlayıcılardır.
Işınlamaya bağlı olarak lipitlerdeki değişiklikler iki şekilde oluşmaktadır: (1) otooksidasyon; moleküler oksijen ile reaksiyonların katalize edilmesi,
(2) lipit molekülleri üzerine yüksek enerjili ışınlamanın doğrudan veya dolaylı etkileri (Molins, 2001).
Işınlanmış et ve et ürünleri ile ilgili en önemli konulardan biri; serbest radikallerin reaksiyonları nedeniyle renk değişiklikleri oluşması, lipit oksidasyonu ve istenmeyen koku gelişimi ve tüketicilerin bu değişiklikleri çoğu zaman olumsuz değerlendirmeleridir (Cava et al., 2005).
Nam and Ahn (2003a) domuz örneklerinin ışınlanması sonucu lipit oksidasyonunun hızlandığını ve kükürt içeren uçucu bileşikler oluştuğunu, sesamol, gallat, Trolox veya a-tokopherol gibi antioksidanların kullanımı ile ışınlama sonucu oluşan lipit oksidasyonunun azaltıldığını belirlemişlerdir. Araştırıcılar bir başka çalışmalarında; ışınlanmış ve 1 - 3 gün aerobik koşullar altında depolanmış tavuk göğüs etlerinin, daha sonra vakum paketlendiklerinde, ışınlama ile oluşan uçucu kükürtlü bileşenlerin sebep olduğu kötü koku
oluşumunun azaltabildiğini ancak, bu şekilde paketleme ile ekstra fiyat ve zaman gereksinimi ortaya çıktığını belirtmişlerdir (Nam and Ahn, 2003b).
Işınlamanın ette lipit peroksidasyonunu hızlandırdığı bilinmektedir (Formanek et al., 2003). Lipit oksidasyonu mikrobiyel bozulmaya ek olarak etlerde kalite kayıplarından sorumludur. Et ve et ürünlerinin depolanması ve işlenmeleri sırasında ortaya çıkmakta ve etin renk, flavor, tekstür ve beslenme değerlerini etkilemektedir. Daha iyi ürün üretimi için bu değişikliklerin kontrol edilmesi gerekmektedir. Işınlanmış etlerin oksidatif stabilitesini sağlamak amacıyla antioksidanların eklenmesi basit yöntemlerden biridir. Kanatt et al. (2007) ışınlanmış kuzu etlerinde doğal antioksidan olarak nane yapraklarının etkisini incelemişlerdir. Nane özütü yüksek miktarda fenolik ve flavonoid bileşiğe sahiptir. Soğutma sıcaklıklarında metil özütü eklenmiş ışınlanmış etlerde TBA değerleri metil özütü eklenmemiş örneklere göre önemli düzeyde düşük bulunmuştur.
Lipit oksidasyonu ve buna bağlı oluşan değişiklikler depolama sırasında etin kalitesinin bozulmasının temel sebepleridir. Lipitlerin ışınlanması oksijen ile reaksiyona giren ve karbonillerin oluşumundan sorumlu olan serbest radikal oluşumuna sebep olmaktadır. Bu durum gıdanın duyusal ve besinsel kalitesinde değişikliklere yol açmaktadır. Ancak, gıdalardaki ışınlanmış makronutrientlerin enerji değerlerinin 10 kGy’e kadar olan ışınlamalarda önemli ölçüde etkilenmediği görülmüştür. Brito et al. (2002) toplam lipitler içinde gama ışınlaması ile değişenlerin sadece trans yağ asitleri olduğunu belirtmişlerdir. Chen et al. (2007) düşük dozlarda gama ışınlamasının nötral lipitler, polar lipitler ve toplam lipitlerin yağ asidi profilinde benzer fonksiyonlara sahip olduğunu gözlemişler, sığır etinin kalite değerinin artmasının ışınlama dozunun artmasıyla orantılı olduğunu, bu nedenle yaklaşık 3 kGy’lik düşük doz uygulamasının depolamadan önce taze sığır etine uygulanabileceğini belirtmişlerdir.
Işınlanmış etlerde lipit peroksidasyonunun gelişmesini ambalajlama, depolama, ışınlama öncesi ve sonrası işlem koşulları gibi birçok faktör etkilemektedir. Lipit peroksidasyonu, kürleme ajanları ve antioksidanlar kullanılarak, vakum veya modifiye atmosferde paketleme yapılarak engellenebilmektedir. Kanatt et al. (2004) tarafından yapılan çalışmada ışınlanmış kuzu etlerindeki lipit peroksidasyonunu geciktirmek amacıyla karides atıklarından elde edilen,
potansiyel antioksidan aktivitesine sahip olan kitosan kullanılmış ve önemli ölçüde lipit oksidasyonunu engellediği gözlenmiştir. Bir başka çalışmada ise a-tokoferol ilavesinin 10 kGy’lik dozda ışınlanan kıyma örneklerinde istenmeyen koku oluşumunu azalttığı ve lipit oksidasyonunun gelişmesini engellediği gözlenmiştir (Sohn et al., 2009).
Gıdalardaki trigliseritlerde oluşan parçalanma genellikle karbonil grubuna yakın olan kısımda meydana gelmektedir, ancak bazen diğer gruplarda da bu parçalanma oluşabilmektedir. Karbonil grubuna yakın bağların parçalanması sonucu oluşan serbest radikaller kararlı son ürünlerin oluşmasına neden olmaktadır. Bu son ürünlerin oluşumuna neden olan kimyasal reaksiyonlar; ayrılma, yeniden birleşme ve radikal - molekül etkileşimidir (Molins, 2001; Gadgil, 2006).
Genel olarak ışınlama sırasında yağ ve yağ asitlerinde meydana gelen reaksiyonlar; oksidasyon, polimerizasyon, dekarboksilasyon, hidrojenasyon ve dehidrojenasyondur (Doğan, 2001). Yağ asitlerinin başlıca son ürünleri karbondioksit, karbonmonoksit, su ve çeşitli hidrokarbonlardır (alkanlar ve aldehitler). 2-ACB’lar ışınlanmış gıdalarda bulunan lipit radyolizinin önemli yan ürünleridir (Molins, 2001).
2-ACB’lar oluştuğu yağ asidi ile aynı sayıda karbon atomuna sahip halka yapısındaki bileşiklerdir ve alkil grubu halkanın 2 pozisyonunda oluşmaktadır (Anonymous, 2005a; Tewfik, 1998). Şekil 2.3.’de 2-ACB’ların oluşum mekanizması ayrıntılı olarak verilmiştir. Yağ asidi veya trigliseritin karbonil grubundaki oksijenden (açil-oksijen bağı) bir elektron çıkışı ile halkalı yapı oluşumu gerçekleşmektedir (Stevenson, 1996; Kim et al., 2004; Knoll et al., 2006). Çizelge 2.3.’de gıdalarda en çok bulunan lipitlerden oluşan 2-ACB’lar verilmiştir. 2-ACB’lar sadece ışınlamaya özgü bileşiklerdir, ışınlanmış yağ içeren gıdalarda bulunmaktadırlar. Dondurma, ısıtma, mikrodalga ısıtma, UV ışınlama, yüksek basınç uygulamaları veya temel gıda koruma yöntemlerinin etkisiyle oluşmamaktadırlar (Hartwig et al., 2007). Ayrıca, uzun depolama süreleri, hava, vakum veya karbondioksit atmosferinde ambalajlama ile de oluşmamaktadırlar ve bu yöntemlerin oluşan 2-ACB miktarı üzerine önemli bir etkisi bulunmamaktadır (Stevenson, 1996, Stewart, 2009).
2-ACB’lar gıda ışınlamanın kimyasal indikatörü olarak tanımlanabilmektedirler (Delincee and Pool-Zobel, 1998; Miesch et al., 1999; Miesch et al., 2002; Gadgil and Smith, 2004; Kim et al., 2004; Knoll et al., 2006; Gadgil, 2006). Ayrıca, lipitlerin bu radyolitik ürünleri ile gıda tarafından absorblanan doz tahmin edilebilmektedir (Kim et al., 2004). Yapılan çalışmalarda yüksek ışınlama dozlarında, absorblanan ışınlama dozu ile oluşan 2-ACB miktarı arasında doğrusal ilişki olduğu bulunmuştur (Marchioni et al., 2004).
Işınlanmış gıdaların tespitinde potansiyel tanımlayıcı olarak 2-ACB’ların kullanılması 1970’li yılların başlarında yapılan çalışmalara dayanmaktadır. İlk olarak 1990 yılında 5 kGy ışınlanmış tavuk etinde 2-dodesilsiklobütanon (2-dDCB) Gaz Kromatografi / Kütle Spektrometre (GC/MS) yöntemi ile teşhis edilebilmiştir (Stevenson, 1996).
0 O-+
HOC CH2CH2—A—CH3 ---► HOC CH2CH2—A—CH3
1 I iyonizasyon | |
CH2 — CH2 CH2 — CH2
Yağ asitleri A= (CH2)i0 (Palmitik asit) A= (CH2)3CH=CH(CH2)7 (Oleik asit)
A= (CH2)i2 (Stearik asit) A=(CH2)3(CH=CHCH2)2(CH2)3 (Linoleik asit) HO+
H transferi ||
---► HOC*CHCH2—A—CH3 CH2 — CH2
halka oluşumu HO*+ CH2—A—CH3
---► HO—I--- /
- H2O O . _____ CH2—A—CH3
-e
-2-ACB
Çizelge 2.3. Gıdalardaki yağ asitlerinden ışınlamayla oluşan 2-ACB’lar
Yağ asidi 2-alkilsiklobütanon
Palmitik asit 2-Dodesilsiklobütanon
Stearik asit 2-Tetradesilsiklobütanon
Oleik asit 2-(5'-Tetradesenil)siklobütanon
Linoleik asit 2-(5',8'-Tetradekadienil)siklobütanon Linolenik asit 2(5',8',11'-Tetradekatrienil)siklobütanon
Ndiaye et al. (1999a) gıdalarda ışınlama ile oluşan 2-ACB’ların gıdanın içeriğine bağlı olmadan en az % 1 oranında yağ içeren gıdalarda, 0,5 kGy’lik doza kadar
yapılan ışınlama dozlarında teşhis edilebildiğini doğrulamışlardır. Ayrıca, birçok araştırmacı tarafından yumurta, tavuk ve domuz etinde 2-ACB’lar 0,5 kGy ve daha yüksek dozlarda; avokado, mango ve papaya gibi egzotik meyvelerde ise 0,1 kGy‘lik dozlarda tespit edilebilmiştir. Bir çalışmada, 3 ve 5 kGy’lik dozlarda ışınlanan tavuk etlerinde 2-ACB’ların teşhisi üzerine depolamanın etkisi incelenmiştir. 3 kGy dozda ışınlanan deri içeren tavuk örneği 1 aylık depolama sonucunda da pozitif sonuç verdiği belirtilmiştir. Deri içermeyen örneklerde tespit dozlarının daha yüksek olduğu belirtilmiştir (Parlato et al., 2007). Yapılan çalışmalarda, 0,5 kGy ile 10 kGy arasındaki ışınlama dozlarında 2-dDCB miktarının doğrusal olarak arttığı gözlenmiştir (Molins, 2001).
Doca et al. (2009) 2 - 8 kGy arasında ışınlanmış domuz eti örneklerinde 2- dDCB’nu GC/MS kullanarak tespit etmişlerdir. Işınlanmamış örneklerde 2- dDCB’na rastlanmamıştır. Tüm uygulanan doz değerleri için ışınlamayı takiben 4 hafta dondurularak depolamadan sonra örneklerde 2-dDCB tespit edilebilmiştir. Obana et al. (2007a) ışınlanmış kızartılmış tavuk örneklerinde 1 yıl süre ile dondurularak depolama sonucunda 2-ACB’ları tespit etmişlerdir. Gadgil (2006) yaptığı çalışmada ışınlanmış kıyma örneklerindeki (1, 2, 3 ve 4,5 kGy) yağ
oranının (% 15 ve % 25) ve örneklere katılan antioksidanların 2-dDCB oluşumuna
etkisini incelemiştir. Sonuç olarak, antioksidan kullanımının 2-dDCB konsantrasyonunu etkilemediği, ayrıca iki farklı yağ oranı arasında oluşan 2-dDCB miktarı açısından önemli bir farklılık olmadığını gözlemiştir.
Marchioni et al. (2002) tarafından yapılan bir çalışmada farklı oranlarda ışınlanmış mekanik ayrılmış tavuk eti (5 kGy) ve biber (8kGy) içeren örneklerde GC/MS ile 2- dDCB yüksek analitik çözünürlükte tespit edilmiştir. Tewfik et al. (1998) dana eti ve tavuk örneklerinde palmitik asitten oluşan 2-dDCB ve stearik asitten oluşan 2- tetradesilsiklobütanonun (2-tDCB) tespiti için daha basit ve hızlı bir yöntem olan süperkritik akışkan özütlemesini denemişlerdir. Bulunan sonuçlar ışığında florosil kolon kromatografisiyle yapılan özütlemeye alternatif olarak süperkritik akışkan olarak CO2’nin kullanılabileceği belirtilmiştir.
Et ürünü örneklerinden 2-dDCB’ların özütlenmesi için katı faz özütlemesi yöntemi denenmiş ve 1 kGy’den daha düşük ışınlama dozları uygulansa da başarı ile ışınlamanın tespit edilebileceği belirtilmiştir (Blanch et al., 2009). Süperkritik akışkan özütlemesi gibi katı faz özütlemesi de florosil kolon kromatografisine alternatif yöntemlerden biridir. Ayrıca, hızlandırılmış çözücü özütleme sistemi kullanılarak da gıdalardan 2-ACB’ların özütlenmesi mümkün olmaktadır. Bu özütleme yöntemi sayesinde daha hızlı ve daha düşük maliyetli analizler gerçekleştirilebilmektedir. Ayrıca, düşük doz uygulanmış yağ içeren gıdalarda da 2-ACB’lar başarı ile tespit edilebilmektedir. Obana et al. (2006) ışınlandıktan (3 - 6,5 kGy) sonra pişirilmiş et, kanatlı ve yumurta örneklerinden 2-dDCB ve 2- tDCB’nu hızlandırılmış çözücü özütleme sistemi ile özüt elde edildikten sonra GC/MS ile tespit etmişlerdir.
Uzun depolama sürelerin 2-dDCB üzerine etkisinin incelendiği bir çalışmada, 57 kGy düzeyinde gama ışını uygulanan tavuk etleri konserve haline getirildikten sonra, 12 yıl boyunca oda sıcaklığında depolanmışlardır. Depolama sonunda 2- dDCB’nun tespit edilebildiği gözlenmiştir. Ancak, uygulanan ışınlama dozunun gıda için oldukça yüksek bir doz olduğu belirtilmiştir (Obana et al., 2007a).
Literatürde 2-ACB’ların yağ içeren gıdalarda tespit edilmesiyle ilgili yapılan çalışmaların yanısıra son yıllarda toksikolojisiyle ilgili çalışmalara ağırlık verildiği
gözlenmektedir. İnsanın yaşamı boyunca ışınlanmış gıdaları tüketilebileceği düşünüldüğünde, ayrıca ışınlanmamış gıdalarda katkı maddesi olarak ışınlanmış ürünler kullanılabileceği için tüketiciler yaşam boyunca düşük miktarlarda da olsa radyolitik bileşenlere maruz kalabilmektedir.
Marchioni et al. (2004) yüksek saflıktaki 2-ACB standartlarının toksik, genotoksik ve tümor yapma etkilerini incelemişlerdir. Saf standartlarla çalışıldığı için bulunan sonuçlar ile insanlarda bu bileşenlerin risk oluşturacağını söylemenin oldukça zor olduğu belirtilmiştir. Çünkü, 2-ACB’lar gıdalardaki diğer gıda bileşenleri ile reaksiyona girerek toksikolojik açıdan olumlu veya olumsuz özelliklere yol açabileceği belirtilmiştir. Yaşayan organizmada 2-ACB’ların kinetiği ve metabolizması ile ilgili daha ileri araştırmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Hartwig et al. (2007) bakteri ve insan hücresinde yüksek saflıktaki sentetik 2-ACB’ların sitotoksik ve genotoksik potansiyelini incelemişlerdir. Sitotoksite ve genotoksisite’nin gelişiminin yağ asitleri zincir uzunluğu ve doymamışlık derecesine bağlı olduğunu bulmuşlardır. Ancak, ışınlanmış gıdalardaki uygun risk değerlendirilmesinin yapılabilmesi için daha ileri araştırmaların yapılması gerektiği belirtilmiştir.
Gadgil and Smith’in (2004) 2-dDCB’nun mutajenite ve akut toksiteyi inceledikleri bir çalışmada 2-dDCB’nun potansiyel riskinin oldukça düşük olduğunu bulmuşlardır. Delincee and Pool-Zobel (1998) tarafından fare ve insan bağırsak hücreleri üzerine yapılan bir çalışmada ise 0,30 - 1,25 mg/mL’lik 2-dDCB konsantrasyonunun hücrelerde DNA zincir kırılmasına sebep olduğu belirtilmiştir. Ancak, in vitro koşullarda yapılan bu çalışmanın daha ileri aşamalar için in vivo koşullarda yapılması gerektiği belirtilmiştir.
Yağ içeren gıdalarda oluşan 2-ACB’ların teşhisinde karşılaşılan problemlerden bir tanesi kullanılan standart çözeltilerin oldukça pahalı olmasıdır. Bu standartların sentezi için yapılan çalışmalarda saflık ve elde edilen standart miktarı oldukça düşük seviyede bulunduğu belirtilmektedir (Miesch et al., 1999; Miesch et al., 2002).
