GIDA ENFEKSYON VE ZEHRLENMELER GIDALARIN Mi KROBi YEL

GIDA ENFEKSİYON VE ZEHİRLENMELERİ

GIDALARIN Mi. KROBi. YEL EKOLOJi. Si Gıdalarda Mikroorganizmaların Varlığı: Mikroorganizmalar, ¡ Çok soğuk bölgelerde ¡ Donmuş muhafaza koşullarında ¡ 15 o. C veya daha düşük sıcaklıklarda ¡ Çok yüksek sıcaklıktaki su kaynaklarında, ¡ Çok asidik ortamlarda ¡ Soda gibi alkali sular dahil çok değişik koşullar altında canlılıklarını sürdürebilmekte veya üreyebilmektedirler.

¡ ¡ ¡ Gıdalardaki mikroorganizmaların büyük kısmı heteretrof karakterde (kendi besinini kendi üretemeyen) olup, CO 2 asimilasyonuna ve organik maddeleri sentezleme özelliğine sahip değildir. Gelişmeleri için karbon ve azot kaynaklarına gereksinim duyarlar. Mikroorganizmalar, bu maddeleri doğada bulunan organik maddelerden temin ederler. Özellikle hayvansal gıdalar sahip oldukları bu temel besin elementleri ile mikroorganizmanın üreyip gelişebileceği bir ortam niteliği taşımaktadır.

Gıdalardaki mikroorganizmalar; ¡ Patojen, ¡ Bozulmaya neden olan, ¡ İndikatör ¡ Yararlı mikroorganizmalar olmak üzere başlıca dört grupta toplanabilir.

1. Patojen Mikroorganizmalar ¡ ¡ ¡ Patojen mikroorganizmaların sayısı oldukça düşüktür. Gıda ve su ile canlıya geçerek belli koşullarda bakteriyel, viral, fungal ve paraziter gıda infeksiyon ve intoksikasyonlarının oluşumuna neden olur. Mikroorganizmalar, hayvanların vücutlarının dış ve mukozal yüzeylerinde yoğunlaşır. Aynı şekilde bitki yüzeyleri de bulunabilirler. Bazı mikroorganizmalar uygun koşullarda doku derinliklerine kadar ulaşıp orada üreyerek, vücudun savunma mekanizmasının harekete geçmesine ve canlı organizmada hastalık belirtilerinin ortaya çıkmasına neden olur. Bu olaya infeksiyon, infeksiyon oluşturan mikroorganizmalara da patojen mikroorganizma adı verilmektedir.

¡ ¡ Gıdalar, intra vital dönemde insanlar için patojen etkenlerle bulaşabilir. Ancak, daha yaygın olarak patojen mikroorganizmalar sekonder yolla gıdalara, ortamda bulunan diğer alet ve ekipmana bulaşabilirler. Bu tür bulaşmalara kontaminasyon adı verilir. Gıda üretiminde kontamine gıda, alet ve ekipmanın, kontamine olmayan gıdaları bulaştırmaları sonucu meydana gelen ve çapraz kontaminasyon olarak tanımlanır. Bu tip kontaminasyonlar, özellikle ısı işlemi görmüş ürünlerde meydana geldiğinde önemli sağlık sorunlarına neden olur.

2. Bozulmaya Neden Olan Mikroorganizmalar: ¡ ¡ ¡ ¡ Hastalık yapıcı özellikte değildirler. Metabolik aktivasyonları sonucu gıdaların bozulmasında rol oynar ve saprofit mikroorganizmalar olarak adlandırılırlar. İyi rekabet edebilme özelliğine sahiptirler. Enzimatik reaksiyonlara ve bozulmalara yol açarlar. Bu kapsamda proteolitik etkiye sahip mikroorganizmalar proteinleri parçalayarak kokuşmaya neden olurken, Karbonhidratları parçalayanlar asitleşmeye, Lipolitik etkiyenler ise ransiditeye neden olurlar.

3. İndikatör Mikroorganizmalar: ¡ ¡ Bir ürünün işlenmesi sırasındaki veya sonrasındaki hata ve kontaminasyonlar ile üretim ve muhafaza koşullarına ilişkin genel hijyenik durum hakkında bilgi veren mikroorganizmalardır. Gıdaların patojenlerle kontaminasyon riskini işaret etmeleridir. İndikatör özelliğe sahip mikroorganizmalar; ¡ i) kolay ve hızlı saptanabilmeli, ¡ ii) mikroflaradaki diğer mikroorganizmalardan kolay ayırt edilebilmeli, ¡ iii) varlığı patojenlerin varlığına işaret etmeli, ¡ iv) sayıları ilgili patojen mikroorganizmalar ile korelasyon içinde olmalıdır.

İndikatör mikroorganizmalar ¡ Koliform grubu bakterilerin gıdalarda bulunması fekal bir kirlenmeyi işaret ettiğinden indikatör mikroorganizmalar olarak değerlendirilirler. İndikatör mikroorganizmalar olarak genellikle ¡ Koliform, ¡ Fekal koliform, ¡ E. coli, ¡ Enterobacteriaceae ¡ Enterokoklar

İndeks mikroorganizmalar ¡ Isı işlemi görmüş yumurta ürünleri Enterobacteriaceae familyasına ait türleri içermemelidir. Bu bakterilerin yumurtada bulunması halinde, bu familyaya ait başta Salmonella'ların ve diğer enterik patojen bakterilerin de olabileceği dikkate alınmalıdır. ¡ Dolayısıyla enterobakteriler bu anlamda mikroorganizmalar olarak değerlendirilirler. ¡ Çünkü enterobakterilerin ısı işlemi görmüş ürünlerde bulunmaları: ısı işleminin yetersizliğini ve/veya ürünün rekontamine olduğunu işaret eder. ¡ ¡ indeks

4. Yararlı Mikroorganizmalar: ¡ ¡ ¡ Mikroorganizmalar her zaman patojen nitelikte değildir. Teknolojide faydalı amaçlar ile kullanılırlar. Bunlara starter kültür adı verilir. Çünkü bazı gıdalar spesifik bazı fungusların gelişmesi ve metabolik etkileri sonucu organoleptik ve teknolojik özelliklerini kazanırlar. Yararlı organizmalar patojen veya bozulmaya neden olan diğer mikroorganizmaların gelişimlerini baskılarlar. Özellikle laktik asit bakterileri tarafından ortamın p. H değerinin düşürülmesi ve oluşturulan bakteriyosinler önemli rol oynarlar.

Starter kültür olarak kullanılan mikroorganizmalar: ¡ Homofermentatif laktik asit bakterileri, ¡ Bazı mikrokok ve stafilokoklar ¡ Maya ve küfler Süt ürünle üretiminde; ¡ Lactococcus lactis ve bazı alt türleri, ¡ Streptococcus thermofilus, Leuconostoc mesenteroides Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei Fermente et ürünleri üretiminde ¡ Lactobacillus curvatus, Lactobacillus sake, Lactobacillus planatum ¡ Lactobacillus xylosus, Pediococcus acidilactici ¡ Micrococcus aurantiacus, Micrococcus varians, Staphylococcus carnosus Ekmek yapımında ¡ Saccharomyces cerevisiae Peynir yapımında ¡ Penicillium roqueforti ve Penicillium camemberti Sucuk yapımında ¡ Penicillium nalgiovensis

Probiyotikler, ¡ Belli miktarda alındıklarında sağlık üzerine olumlu etkileri olan canlı mikroorganizmalardır. ¡ Karbonhidratları fermente etme, ¡ Düşük p. H değerlerinde canlı kalabilme, ¡ Bakteriyosin ¡ Organik asit oluşturma ¡ Spesifik enzimatik aktivasyon gösterme gibi özelliklere sahiptir. İnsanlarda kullanılan probiyotiklerin büyük bölümünü ¡ Bifidobacterium ve Lactobacillus türleri oluşturmaktadır. Prebiyotikler ise sindirilmeyen gıda ingrediyenleri olup kolondaki birkaç tür bakteri ge. Iişmesi veya aktivasyonunu uyararak olumlu etkiler sağlarlar.

1. Ders sonu

Gıdaların Mikroorganizmalar ile Kontaminasyon Kaynakları ¡ ¡ ¡ Gıda hijyeninin temel prensibi, mikrobiyel kontaminasyonu ortadan ve/veya tolere edilebilir düzeye düşürmektir. kaldırmak Kontaminasyon kaynakları: ¡ hayvanların vücutlarının dış yüzeyleri ¡ bağırsak içerikleri bakteri, maya ve küflerden oluşan zengin bir mikrofloraya sahiptir. ¡ insanlar, toprak, su, hava ve canlı vektörler de gıdaların mikroorganizmalar ile kontaminasyonuna neden olan kaynaklar arasında bulunur. ¡ Kontaminasyona bağlı olarak, insanlarda hastalığa veya gıdalarda bozulmaya neden olan mikroorganizmalar gıdaya bulaşır. ¡ Kasaplık hayvanların temel kirlenme kaynaklarını deri, tüy, ayak ve tırnaklarındaki dışkı yada bağırsak içeriği oluşturur.

Gıdaların patojen mikroorganizmalarla temel kontaminasyon kaynakları. Hayvan Bagırsak Kanalı Hayvan Dokusu ve Süt Su, Balık, Kabuklu Deniz Hayvanları Hayvan Bağırsak ve Dokusu Insan Ekstraktı Toprak-Bıtkı Campylobacter C. Perf C. Botulinum E. Coli L. mono. Salmonella Y. enterocolitica Mycobacterium bovis Corynebacterium ulcerans Coxiella burnetii Staphylococcus aureus Streptococcus pyogenes Streptococcus zooepidemicus Toxoplasma gondii Cysticercus bovis Aeromonas hydrophila Clostridium botulinum Vibrio vulnificus Vibrio fluvialis Protozoonlar Anisakis spp Diphylobothrium latum Plesiomonas shigelloides Cyanobacteria Enterik bakteriler Enterovirüsler Hepatit A Norwalk Helmintler Bacillus cereus Bacillus subtilis Clostridium botulinum Listeria monocytogenes Mikotoksijenik Protozoonla küfier Trichinella spiralis

¡ ¡ ¡ Gıdaların mikroorganizmalar kaynakları Primer kontaminasyon Zoonotik hastalıklara sahip hayvanlar hastalık etkenlerini insanlara direkt temas veya infekte hayvanlardan sağlanan gıdaların tüketilmesi yoluyla indirekt olarak bulaştırırlar. Bazı durumlarda hayvanlar hastalık etkenleri taşımalarına rağmen klinik olarak hastalık belirtileri göstermeyebilirler ve bu şekilde Salmonella portörlüğünde olduğu gibi tehlikenin boyutlarını arttırabilirler. Gıdaların bakteriler ile kontamine olmasında, gıdaların hazırlandığı ve işlendiği aşamalar da önemli rol oynarlar. Mikroorganizmaları hayvanların üzerlerinde ve mukozalarında Bağırsak içeriğindeki mikroorganizmalar: Salmonella, Campylobacter, E. coli 0157: H 7, C. perfringens gibi enterik patojenler.

¡ ¡ ¡ Bazı hayvanlar ise klinik semptom göstermeksizin bağırsaklarında bulunan hastalık etkenlerini uzun süre dışarıya yayarlar. Hayvansal gıdaların bozulmalarında Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Micrococcace Lactobacilfaceae familyasında yer alan bazı türler ile bazı Enterococcus, Bacillus ve Clostridium 'Iar rol oynarlar. Soğuk muhafaza sırasında ette bozulma psikrotrofik ve proteolitik bakteriler, bazen de küfler tarafını meydana gelmektedir.

Süt ¡ ¡ Normalde sağlıklı bir süt hayvanının sütü sağım anında steril olmasına karşın, hijyenik olmayan sağım koşullarına bağlı olarak süt, bakteriler ile kontamine olur. Sağlıklı olmayan süt hayvanları, mastitis subklinik mastitis gibi lokal infeksiyon etkenlerinin yanı sıra, sistemik infeksiyon etkenlerinden olan Coxiella burnetii, Mycobacterium bovis Brucelfa spp. gibi patojen mikroorganizmaları süte bulaştırabilirler.

Balık ¡ ¡ ¡ Balıklar, yakalandıklarında bulundukları akvatik çevrelerden kaynaklanan ve insanlar için infektif olan Vibrio parahaemolyticus, Clostridium botulinum tip E sporları, ya da Anisakis spp. Diphylobothrium latum gibi parazitlerle kontamine olabilir. Bazı balıklar bazı toksinleri içerebilirler. Bozulmaya neden olan bazı bakteriler histamin veya diğer substrat üreterek alerjik reaksiyonlarla karakterize zehirlenmelerin oluşumuna neden olurlar. Balık dışındaki deniz ürünlerinin başında kabuklular yumuşakçalar gelmektedir. Bunların çoğu bakteriyel bozulmaya karşı derece duyarlıdırlar. Kabuklu deniz ürünleri filtrasyonla beslenmeleri gereği, bulundukları çevrelerdeki fekal kirlenmeye bağlı olarak V. parahaemolyticus ve C. botulinum tip E ile Salmonella, Hepatit Norwalk virüs gibi etkenlerle kontamine olurlar. Ayrıca yakalandıkları sulardaki alglerin yoğunluğu ve oluşturdukları toksinler sonucu sinir sistemi üzerine etkili zehirlenmelere neden olurlar.

Yumurta ¡ ¡ ¡ Yumurta kabuğu yumurtlama esnasında kloaka ile yakın temas halindeki fekal ve hatta Salmonella ve Campylobacter gibi enterik patojen mikroorganizmalar ile yoğun bir şekilde kontamine olabilir. Mikroorganizmalar, özellikle kırılma, yıkama veya uygun olmayan koşullarda muhafaza gibi faktör ve işlemelere bağlı olarak yumurtaların (porlarından içeriye girer ve başta salmonelloz olmak üzere muhtemel infeksiyonun kaynağını oluşturabilirler. Bu durum özellikle ürünlerin hazırlanmasında uygulanan ısı işleminin yetersizliği durumunda büyük sağlık tehlikelerine neden olabilir

Sebze, toprak ¡ ¡ ¡ Sebze ve toprak C. botulinum ile kontamine olabilir. İnsanveya hayvan dışkısının bitkilerin gübrelenmesi amacıyla kullanılması Listeria monocytogenes, E. coli, Entamoeba histolytica ve Ascaris lumbricoides gibi bakteriyel ve paraziter infeksiyon etkenleri ile bulaşmaya neden olur. Meyveler asidik yapıları nedeniyle daha çok maya ve küflerin etkisiyle bozulurlar. Tahıllar kuru bir yapı ve düşük aw değerine sahip olup, uzun muhafaza süresince biyolojik olarak dayanıklılık gösterirler. Bitkisel gıdaların yüksek rutubetli ortam arda muhafazası sırasında küfler gelişip mikotoksinleri oluşturabilirler

Alet, ekipman ¡ ¡ Gıda işletmelerinde çalışan personel, kullanılan alet ve malzemeler de önemli kontaminasyon kaynaklarını oluşturur. Bazı patojen mikroorganizmaların (Salmonella typhi, hepatit A) primer kaynağını insanlar oluşturur. Bu mikroorganizmalar taşıyıcı insanlar vasıtasıyla gıdaların hazırlanma aşamasında personel hijyeni eksikliği sonucu gıdaya bulaşırıar. Taşıyıcı insanlar aynı zamanda S. aureus, Shigella spp. ve Norwalk benzeri virüslerin bulaştırılmasında da büyük rol oynarlar. Bu nedenle personel ve işletme hijyeni sağlıklı gıda üretiminin devamlılığının sağlanmasında büyük önem taşımaktadır.

Toprak, ¡ ¡ ¡ ¡ Mikroorganizmalar doğada; toprak, su ve havada da yaygın olarak bulunmaktadır. Gıdaların mikroorganizmalar ile başlangıç kontaminasyonunun en önemli kaynağını toprak oluşturmaktadır. Toprak, içerdiği humus ve diğer organik maddelere bağlı olmak üzere her bir gramında milyarlarca mikroorganizma içerir. Bunlar içerisinde değişik türlerdeki küfler, aktinomisetinler, protozoon ve algler bulunabilir. Fekal floraya karşın toprakta aerob ve anaerob spor oluşturanlar, küfler ve psikrotrof mikroorganizmalar dominant özelliğe sahiptir. Gübrelenen toprak doğal olarak fekal mikroorganizmaları içerir. Toprakta aynı zamanda Bacillus ve Clostridium'lar ile bazı küflerin çevresel koşullara yük sek dirençlilik gösteren spor formları da bulunur. Toprağın kirlenme derecesine bağlı olarak baharatı ve diğer gıdaları kontamine edebileceği göz ardı edilmemelidir.

Su ¡ ¡ ¡ Diğer bir bulaşma kaynağını kontamine su oluşturmaktadır. Su ile öncelikle Gram negatif bakteriler, psikrotrof mikroorganizmalar ve Enterobacteriaceae familyasındaki bakteriler gıdalara bulaşırlar. Özellikle Enterobacteriaceae familyasına bağlı türlere, atık su sistemlerinin direkt ya da indirekt olarak gıdalar ile teması sonucu her zaman rastlanılabilir. Söz konusu tehlike, içme suyuna atık su karışması halinde daha büyük boyut kazanır. Bu tür kontaminasyonlar başta tifo olmak üzere şiddetli epidemilere yol açmaktadır. Bu soruna özellikle, su temin ve arıtma sistemi olmayan gıda işletmelerinde rastlanmaktadır. Gıda işletmelerinde, temizlik işleminden sonra alet ve makineler üzerinde oluşan su damlacıkları da potansiyel risk oluşturmaktadır. Deniz sularının kanalizasyon atıklarıyla kirlenmesi sonucu da balık ve özellikle kabuklu deniz ürünleri Vibrio'lar ve enterik virüslerle kontamine olmaktadır.

Hava ¡ ¡ Havadaki mikroflora daha çok basiller, mikrokoklar, mayalar, Gram negatif bakteriler ile küflerden oluşmaktadır. Özellikle havadaki Penicillium, Aspergillus, Fusarium ve Cladosporium sporlarının gıdalara bulaşması ve mikotoksin oluşturma potansiyeli insan ve hayvanlarda ciddi sağlık sorunlarına ve ekonomik kayıplara neden olmaktadır. Ancak diğer kontaminasyon kaynaklarıyla karşılaştırıldığında havanın muhtemel bir kontaminasyon kaynağı olarak önemi daha azdır. Fazla toz oluşumu gözlenmeyen bir gıda işletmesinde havadaki mikroorganizma sayısı 103 kob/m 3 ü nadiren aşar.

Mikroorganizmaların Gıdalarda Gelişimini Etkileyen Faktörler ¡ ¡ ¡ 1. İç Faktörler Besin Elementleri: Gıdaların çoğu; doğal yapıları, besin maddesi içerikleri ve bunların metabolize olma özellikleriyle mikroorganizmaların gelişmeleri için uygun yapıya sahiptirler. Gıdalar genellikle değişik miktar ve formda protein, lipid, karbonhidrat, mineral madde, vitamin ve su içerirler. Genel olarak et ve süt ürünleri protein, lipid, mineral ve vitamin yönünden zengin olup mikrobiyel gelişme için çok uygun gıdalar olmasına karşın, bitkisel gıdaların çoğu karbonhidrat yönünden zengin fakat protein, mineral ve vitamin yönünden eksik olabilirler. Gıdalardaki karbonhidratlar başlıca enerji sağlamak için mikroorganizmalar tarafından kullanılır. Mikroorganizmalar karbonhidratları parçalayarak oluşturdukları metabolizma ürünleri sonucu fermente ürünlerde istenen laktik asit oluşturmalarının yanı sıra, metabolik bozulma yan ürünlerinden CO 2 gibi gazların oluşmasına da neden olurlar.

¡ ¡ Hücresel düzeyde aminoasitler değişik yollarla metabolize edilerek öncelikle yapısal bileşiklerin sentezlenmesinde, ayrıca enerji üretiminde kullanılır. Bu sırada oluşan metabolizma yan ürünlerinden amonyak ve hidrojen sülfür gibi maddeler gıdalarda bozulmaya neden olurlar. Mikroorganizmaların çoğu hücre dışı lipazların yardımıyla gliseridleri yağ asitleri ve gliserole hidrolize ederler ve yağ asitlerini hücresel düzeyde enerji sentezi için kullanırlar. Karbonhidratlar; monosakkarit, disakkarit, oligosakkarit ve polisakkarit olarak, yağlar; serbest yağ asitleri, gliseridler, fosfolipidler ve steroller formunda bulunurlar.

¡ ¡ Proteinler; başlıca et, süt ve yumurta gibi hayvansal gıdalarda, ayrıca bitkisel gıdalarda da basit proteinler, konjuge proteinler, peptidler ve protein olmayan azotlu bileşikler (NPN; aminoasit, üre, amonyak, kreatin, TMA) olarak bulunurlar. Gıda, bakteriler tarafından yalnızca enerji gereksinimlerinin karşılanması için değil, aynı zamanda yapısal maddelerin sentezlenmesi için de gereklidir. Mikroorganizmaların gelişimi için gerekli elementler arasında C, H, O 2, N, S ve P olup, daha az olarak Fe, Mg, K, Ca ve Mn bulunmaktadır. Karbonhidratlar daha çok karbon ve enerji kaynağı olarak kullanılırken, azot ve kükürt organik yapıların oluşumu için kullanılır. Mikroorganizmalar ayrıca metabolik aktiviteleri için bazı vitaminiere de gereksinim duyarlar

¡ ¡ Bazı organik maddeler mikroorganizmalar tarafından sentezlenemez ve bu maddelerin çevresel kaynaklardan sağlanması gerekir. Aminoasitler, protein ve enzim sentezi için gereklidir. Purin ve pirimidin bazlar, nükleik asit (DNA, RNA) sentezi için gereklidir. Vitaminler tiamin (vitamin Bı), riboflavin (vitamin B 2), nikotinik asit (vitamin. Bıı) vb. koenzim sentezi için gereklidir.

Mikroorganizmaların gıdalarda gelişmesine etkili iç (intrinsic), dış (extrinsic), implitik ve işlemsel faktörler. İç faktörler Dış faktörler. implitik faktörler işlemsel faktörler Besin elementleri Ph ve tamponlama Su aktivitesi Redox potansiyeli Gıdaların fiziksel yapısı ve antimikrobiyel maddeler Sıcaklık Relatif rutubet Gaz atmosfer Spesifik mikrobiyel Sinerjizm Antogonizm Komensalizm Isı uygulaması Kimyasal koruyucu ilavesi Paketleme İrradyasyon

p. H ¡ ¡ p. H değeri hidrojen iyonları aktivitesinin negatif logaritmasıdır. Hidrojen iyonu aktivitesi, bakterilerin gelişmesinde belirleyici faktörlerden biridir. Bir ortamın asit ya da alkali olması, enzim gibi makro moleküllerin stabilitesi ve aktivitesi üzerine kuvvetli etkiye sahiptir. Bu nedenle mikroorganizmaların gelişmesi ve metabolizmaları p. H değerinden etkilenir.

¡ ¡ ¡ ¡ Bazı laktobasiller dışında mikroorganizmaların çoğu nötre yakın, ya da hafif alkali (p. H 6. 8 7. 5) ortamlarda iyi ürerler. Genelde bakteriler 6. 0 8. 0, Mayalar 4. 5 6. 0 Küfler ise 3. 5 4. 0. Ancak bazı bakteriler oldukça düşük p. H değerlerinde de (4 6) ürerler. Bunlar belli koşullarda karbonhidratlardan asit oluşturan bakterilerdir. Bazı Vibrio türlerinde olduğu gibi bazı bakteriler de p. H 8. 5 9. 0 gibi alkali değerleri tercih ederler. Küfler asit ortamlarda (p. H 3. 5 4. 5) iyi ürerken, Mayalar hem asit (3. 5), hem de bazik (8. 0) ortamlarda geniş bir üreme spektrumuna sahiptir.

Gıdalar sahip oldukları p. H değerlerine göre: ¡ Alkali gıdalar : p. H > 7. 0 ¡ Zayıf asidik gıdalar : p. H > 4. 5 ¡ Asidik gıdalar : p. H 4. 0 4. 5 ¡ Kuvvetli asidik gıdalar : p. H < 4. 0 Gıdalar çok farklı doğal p. H değerlerine sahiptirler. ¡ Yumurta albumini: alkali (>7. 0), ¡ Süt – balık: nötre yakın (7. 0 6. 5), ¡ Sebzeler: zayıf asidik (6. 4 5. 3), ¡ Peynir ve fermente sucuk: orta asidik (5. 2 4. 5), ¡ Mayonez ve bazı meyveler: asidik (4. 4 2. 7), ¡ Limon: kuvvetli asidik, (<3. 7) gıdalardır.

¡ ¡ ¡ Meyve gibi asidik gıdalarda genellikle p. H<3. 5'te üreme gösteren maya ve küfler bozulmaya neden olurlar. Kırmızı etin son p. H değerinin 5. 6 dolayında olduğundan bozulma öncelikle bakteriler, aynı zamanda maya ve küfler tarafından oluşturulur. Gıdaların üretim teknolojisinde yaygın olarak kullanılan asetik, sitrik veya laktik asit gibi organik asitler ile bazen koruyucu olarak az miktarlarda ilave edilen sorbik, propiyonik veya benzoik asit gibi asit oluşturan maddeler, gıdaların p. H değerlerini düşürmek (gıdayı asitlendirmek) amacıyla kullanılabilirler.

Su Aktivitesi Değeri (aw): ¡ ¡ ¡ ¡ Su, bütün canlılarda olduğu gibi, mikroorganizmaların gelişmesi ve çoğalması için de vazgeçilmez öneme sahiptir. Bakteri hücrelerinin toplam ağırlığının yaklaşık % 75 90‘ini su oluşturur. Su, mikroorganizmalarda besin maddelerinin alınması, taşınması, metabolik ürünlerin atılması ve termal regülasyonun sağlanmasında büyük rol oynar. Mikroorganizmaların çoğu ancak su oranı % 15 'ten yüksek olan gıdalarda gelişebilir. Su gıdaların içerisinde serbest veya bağlı formda bulunabilir. Ozmotik basınç ve çözünmemiş besin elementlerinin emilimi sonucu bağlanan su mikroorganizmalar tarafından değerlendirilemez. Suyun serbest formunun ölçüsü olarak su aktivitesi (activity of water: aw) değeri kullanılır.

¡ ¡ ¡ aw = p / po = 1 / 100 x r. R p: Gıdadaki su basıncı Po : Aynı sıcaklıktaki saf suyun basıncı r. R : Relatif rutubet r. R = aw x 100

¡ ¡ ¡ ¡ Saf suyun aw değeri 1'dır. Su aktivitesi değeri, mikroorganizmaların gelişmeleri üzerine en etkili faktörlerden biridir. Teknolojik olarak kurutma, tuz ilavesi veya şeker gibi çözünebilen maddelerin ilavesiyle aw değeri düşürülür. Patojenleri de içeren bakterilerin çoğu 0. 99 0. 98 aw değerlerinde hızla gelişir. Bu değerler aynı zamanda et, balık ve süt gibi gıdaların aw değerleridir. aw değerinin 0. 98'in altına düşmesi durumunda logaritmik üreme fazının da uzamasıyla gelişme yavaşlar. Gıdalarda bulunan patojenlerin çoğunu içinde bulunduran Enterobacteriaceae'ların üremesi için minimal aw değeri 0. 94 0. 95 C. jejuni yaklaşık 0. 98'lik bir değer ile su aktivitesine en duyarlı gıda patojenidir. S. aureus'un düşük aw değerlerinde (0. 83 0. 86) üremesi ve toksin oluşturması gıda intoksikasyonlarının oluşumu nedeniyle büyük önem taşır.

¡ ¡ ¡ L. monocytogenes de 0. 92 gibi düşük aw değerlerinde üreyebilen patojen bir bakteridir. Gıdalarda bozulmaya neden olan bakterilerin çoğu 0. 91'in altındaki aw değerinde gelişemezken, Bozulmaya neden olan küfler 0. 80 olan aw değerinde de üreyebilirler. aw değeri 0. 95'in üzerinde olan gıdalar çabuk bozulur. Özellikle Gram negatif bakterilerden Pseudomonas'lar (0. 97) su aktivitesi değerinin düşmesine çok duyarlıdırlar.

¡ ¡ ¡ Mikroorganizmalar arasında aw değerine dirençlilik sıralaması; Gram pozitif bakteriler < Gram negatif bakteriler < mayalar < küfler şeklindedir. Bakteriler içerisinde halofilik özellikte olanlar 0. 75 ile en düşük değere sahip iken, kserofilik küfler ve ozmofilik mayalar 0. 65 ve 0. 61 ile en düşük aw değerine sahiptirler

¡ Bazı mikroorganizmalar düşük aw değerlerinde daha iyi ürerler ve bu nedenle halofilik (ör: Vibrio parahaemolyticus), ozmofilik ve kserofilik olarak tanımlanırlar. ¡ Halotolerant (Halofil): Yüksek tuz konsantrasyonunda üreyebilme özelliği. Ozmotolerant (Ozmofil): Yüksek konsantrasyonda iyonize olmamış organik maddelerin (şeker gibi) varlığında üreyebilme özelliği. Kserotolerant (Kserofil) : Kuru gıdalarda üreyebilme özelliği. ¡ ¡ ¡ Bununla birlikte halobakteriler (Halobacterium, Halococcus) zorunlu halofilik özelliktedir ve ortamdaki tuz konsantrasyonunun düşük olması durumunda üreyemezler.

Su aktivitesini etkileyen faktörler: ¡ Toplam su içeriği. ¡ Suda çözünen maddelerin çeşit ve miktarı (ör. elektrolitler, asitler, şekerler, çözünür N). ¡ Suyun yapısal bağlayıcılarının çeşit ve miktarı (ör. karbonhidratlar, proteinler).

Redoks Potansiyeli (O/R; Eh Değeri) ¡ ¡ ¡ ¡ Bir ortamın elektronları alma veya verme eğilimi, oksitlenme veya indirgenme, başka bir ifadeyle redoks potansiyeli (Eh) olarak adlandırılır. Bir substrat okside olursa, diğeri daima kendiliğinden indirgenir. Bir oksidasyon redüksiyon (redoks) reaksiyonu, atomlar veya moleküller arası elektronların transferinin bir sonucu olarak görülür. Oksidasyon redüksiyon potansiyeli platin bir elektrotla milivolt cinsinden ölçülür ve Eh değeri olarak ifade edilir. Redoks potansiyeli gıdanın kimyasal bileşimine, oksijenin kısmi basıncına ve özellikle hava giriş derecesine bağlıdır. Logaritmik üreme fazındaki aktif mikrobiyel gelişme, substratın oksidasyon redüksiyon potansiyelini azaltır. Bir gıdanın oksidasyon redüksiyon koşulu mikroorganizmanın yüzeyde veya iç kısımlarında bulunmasına göre değişir.

¡ Gelişmeleri havadaki serbest oksijen varlığına bağlı olan mikroorganizmalar "zorunlu aerob" olarak tanımlanırlar (ör: maya ve küfler). Çok az mikroorganizma türü zorunlu aerob özelliktedir. ¡ Diğer taraftan Clostridium'lar gibi bazı bakteriler ancak oksijensiz ortamda gelişebilirler ve bu gruptaki bakterilere iz düzeydeki oksijen dahi toksik etki gösterir. Bu grup "zorunlu anaerob" olarak adlandırılır. ¡ Bazı bakteriler ise hem aerob, hem de anaerob koşullarda ürer ve bunlara "fakültatif anaerob" (ör: Enterobacteriaceae) adı verilir.

¡ Gerçekte bu bakterilerin çoğu aerob koşullarda gelişmeye eğilimli olup, oksijene gereksinim duyarlar. Bu bakteriler gıdanın yalnızca dış yüzeyinde değil iç kısımlarda da üreyebilirler. ¡ Diğer bir grup bakteri ise oksijenin kısmen azaltıldığı koşullarda daha iyi ürer ve bunlara mikroaerofilik (ör: Campylobacter) adı verilir.

¡ ¡ Zorunlu aerob mikroorganizmalar enerji ihtiyaçlarının çoğunu oksidatif fosforilasyondan sağlarlar. Sonuçta bunlar için oksijen ve pozitif Eh değeri gereklidir ve bu mikroorganizmalar predominant olarak oksijenin bulunduğu veya kolayca sağlanabileceği gıdanın dış yüzeyinde bulunurlar. Örneğin, Pseudomonas'lar veya diğer oksidatif Gram negatif çubukçuklar etin yüzeyinde +100 / +500 m. V düzeyindeki Eh değerinde gelişerek müköz bir yapı ve kötü koku oluştururlar. Benzer şekilde Bacillus subti/is (Eh 100/+135 m. V) ve Acetobacter gıdaların yüzeyinde iyi gelişerek bozulmaya neden olurlar. Buna karşın zorunlu anaeroblar yalnızca düşük veya negatif redoks potansiyelinde gelişebilirler. C. botulinum'da olduğu gibi bu tip bakteriler gıdanın iç kısmında, vakum paketlenmiş gıdalarda ve özellikle konservelerde gelişerek ölümle sonuçlanan gıda zehirlenmelerine neden olurlar. Yine bazı anaerob mikroorganizmalar bozulmaya neden olurlar.

¡ ¡ Bitkisel gıdalar, özellikle meyve suları +300, +400 Eh değerine sahip olduklarından doğal olarak bu tip ürünlerde aerob bakteriler ve küfler bozulma etkeni olarak bulunurlar. Buna karşın etin Eh değeri 200 m. V, değişik tip peynirlerin ise 20 ve 200 m. V değeri dolayındadır.

Antimikrobiyel Yapı ve Maddeler: ¡ ¡ ¡ ¡ Öncelikle deri, kabuk (yumurta, midye, fındık vb. ) gibi doğal yapılar mikroorganizmalara karşı fiziksel bir bariyer oluştururlar. Etlerin bağdokusu ve fasiyaları bir dereceye kadar koruyucu etki sağlar. Bazı gıdalar antimikrobiyel etkili maddeleri içerebilirler. Bu çerçevede soğan, sarımsak gibi Allium türleri içerisinde alisin gibi tiyosülfinatların inhibitör etkileri önem taşır. Bazı baharat çeşitlerinde bulunan esansiyel yağların da antimikrobiyel etkileri bulunur. Bazı baharat çeşitlerinin mikroorganizmalar ile yüksek düzeyde kontamine olması gıdalarda bozulmaya veya halk sağlığı sorunlarına neden olmaktadır. Yağ içerisinde muhafaza edilen sarımsaktan kaynaklanan C. botulinum zehirlenmesi ile karabiberden kaynaklanan Salmonella infeksiyonları birer örnek niteliğindedir.

Hayvansal gıdalar da spesifik olmayan birçok antimikrobiyel madde içermektedir ¡ ¡ ¡ Yumurta akında veya sütte bulunan lizozimler Yumurtadaki konalbumin (ovotransferrin), Iizozim, ovoflavoprotein ve ovomukoid (proteaz inhibitörü) Sütte bulunan laktoferrin, laktoperoksidaz, lizozim, immunoglobulinler ve serbest yağ asitleri antimikrobiyel etkiye sahip maddelerdir. Lizozim, Gram pozitifler başta olmak üzere bakterisit etkiye sahiptir. Gıdalarda bulunan doğal antimikrobiyel maddeler. ¡ ¡ ¡ Esansiyel yağlar, uçucu yağlar, esterler Hayvansal dokulardaki immunoproteinler Laktoferrin, laktoferrisin Lizozim Laktoperoksidaz sistemi (LPS) Nisin, pediosin ve diğer bakteririyosinler

2. Dış Faktörler ¡ ¡ Sıcaklık: Mikroorganizmaların gelişimi için gerekli dış faktörlerden en önemlisi sıcaklık olup minimum, maksimum ve optimum üreme sıcaklığı olarak ifade edilir. Optimal üreme sıcaklığında mikroorganizmaların çoğalma hızı en yüksek düzeyde bulunurken, bu değerden minimum ve maksimum sıcaklık derecelerine doğru yaklaştıkça generasyon süresi dolayısıyla üreme hızı yavaşlar. Gıdalarda bulunan mikroorganizmalar 15 ile 90 o. C ler arasında geniş bir üreme spektrumuna sahiptir. Üreme fonksiyonu ile sıcaklık arasındaki ilişki dikkate alındığında mikroorganizmalar; psikrofil, psikrotrof, mezofil ve termofil olmak üzere sınıflandırılırlar.

Üreme sıcaklıklarına göre mikroorganizma grupları (o. C). ort min max örnek Termofil 55 75 40 45 60 90 Costridium Mezofil 30 45 5 15 35 47 E. coli Psikrofil 12 15 5 +5 15 20 Pseudomonas Psikrotrof 25 30 5 +5 30 45 Listeria

¡ ¡ ¡ Psikrotrof: Aslında mezofil olmasına rağmen psikrofil sınırlarda gelişebiline bakteriler Ör: L. monocytogenes Psikrofil: 15 o. C nin altında gelişebilen bakterilerdir (soğuğu seven ve gelişen) Pseudomonas, Aeromonas, bazı mikrokoklar, C. botulinum tip E Termofil: Sıcağı seven ve sıcakta gelişen Clostiridium, Bacillus Termodürik: Yüksek sıcaklıkta canlı kalan ama üreyemeyen bakteriler (Mikrokok, Streptekok, Laktobasil) Mezofil: Optimal üreme sıcaklığı 37°C civarındadır. Bu grup mikroorganizmalar, insan ve hayvan kaynaklı olup, sıklıkla gıda infeksiyon ve intoksikasyonlarının oluşumuna neden olan Salmoneıla, S. aureus ve C. perfringens gibi patojenleri içerirler.

¡ ¡ ¡ ¡ Psikrofil psikrotrof mikroorganizmalardan Aeromonas hydrophila, Clostridium botulinum tip E, Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica gibi bazı patojen mikroorganizmalar yavaş da olsa buzdolabı sıcaklığında üreyerek halk sağlığı açısından tehlike oluştururlar. Psikrotrofik bakteriler; Alcaligenes, Shewanella, Brochothrix, Corynebacterium, Flavobacterium, Lactobacillus, Micrococcus, Pseudomonas, Psychrobacter, Enterococcus ve diğerleridir. Yine Candida, Cryptococcus ve Rhodotoru/a gibi mayalar da psikrofil özellikte olup soğukta muhafaza edilen gıdaların bozulmasına katkıda bulunurlar. Gıdalarda en sıklıkla bulunun psikrotroflar Pseudomonas ve Enterococcus soyunda bulunurlar. Bu bakteriler buzdolabı sıcaklığında ürerler ve et, balık, tavuk, yumurta gibi normalde soğukta muhafaza edilen gıdalarda bozulmaya neden olurlar. Mikroorganizmaların infektif doza veya gıdalarda bozulma yapacak sayı ve etkinliğe ulaşmalarında en önemli faktörler muhafaza sıcaklığı ve süresidir.

¡ ¡ Düşük sıcaklık, gıdalarda bulunan mikroorganizmaların gelişmesi ile gıda enzimlerinin ve diğer kimyasal reaksiyonların geciktirilmesini sağlamak için kullanılır. Buzdolabı sıcaklığı, mikroorganizmaların log fazını uzatarak gelişmeyi minimal düzeyde tutar ve gıdaların belli bir süre bozulmadan muhafazasını sağlar. Buna karşın, yüksek sıcaklık dereceleri mikroorganizmaların kendilerini ve oluşturdukları enzimler ile gıda enzimlerinin inaktive edilmesi ve gıdaların pişirilmesi amacıyla kullanılır. Maksimal üreme sıcaklığının üzerindeki ısı uygulamalarında mikroorganizmalar protein denatürasyonu sonucu ölmeye başlarlar. Ölme derecesi, uygulanan ısı işlemine bağlı olarak değişir.

¡ Mikroorganizmalar bulundukları gıdada başlangıçta ortama uyum fazı (Iatent faz; lag daz), gösterirler. Ortama uyum fazında, yeni bir çevresel ortamın oluşması, bazı enzimlerin sentezlenmesi ve gıdalara uygulanan dondurma, ısı işlemi, dumanlama, asitlendirme, kurutma gibi teknolojik işlemler sırasında zarar gören mikroorganizmaların onarılarak yeniden üreyebilir form kazanması sağlanır. Bu fazda genellikle hücre sayısında fazla bir değişiklik gözlenmez ancak hücrelerin boyutunda büyüme görülür ¡ Daha sonra logaritmik üreme fazı (log fazı) olarak adlandırılan hızlı üreme fazını geçirirler. Logaritmik üreme fazında hücre sayısının başlangıçta yavaş sonra hızlı artışı gözlenir. Bu fazda generasyon yani bölünme süresi kısalır.

¡ ¡ ¡ Daha sonra, ortamın bileşiminin değişmesi, besin elementlerinin azalması veya inhibitör ve toksik metabolitlerin artması sonucu mikroorganizmalar durgunluk fazına (stationary faz) girerler. Durgunluk fazının uzamasına bağlı olarak hücrelerde ölüm (letal faz) başlar. Ancak bu fazda belli koşullarda bazı mikroorganizmalar yıllarca canlılığını koruyabilirler. Letal faza, enerji kaynaklarının eksikliği, p. H değerindeki değişme ve toksik biyolojik ürünlerin akümülasyonu neden olur.

Gaz-Atmosfer ¡ ¡ ¡ Bu faktör de Eh değeri ile ilişkilidir. Gıdaların normal havadan farklı olarak karbon dioksit, nitrojen veya bunların kombinasyanundan oluşan gazların ilavesi ile paketlenmesi bozulmaya neden olan mikroorganizmaların üremesini geciktirerek raf ömrünü uzatır. Gıdaların modifiye atmosferle paketlenmesinde kullanılan CO 2 ortamın p. H değerini düşürerek ve enzimatik aktivasyonu engelleyerek mikroorganizmaların gelişmesini baskılar. Bu işlem, özellikle mineral su ve bazı gazlı içeceklerin yapımında kullanılır. Küfler ve oksidatif Gram negatif bakteriler, CO 2'e çok duyarlıdır. Buna karşın, Gram pozitif bakteriler ve özellikle laktobasiller CO 2'e yüksek dirençlilik gösterirler. Gıdaların yaklaşık %10'a kadar arttırılmış CO 2 içeren atmosferik ortamda muhafazası, kontrollü atmosferde veya modifiye atmosferde (MA) muhafaza olarak adlandırılır. Bu sistemde CO 2 konsantrasyonu mekanik kaynaklardan veya kuru buz (katı O 2) kullanımından sağlanır ve genelde % 10'u aşmaz.

3. İmplitik Faktörler ¡ ¡ ¡ Mikroorganizmalar Arası Etkileşim (Sinerjizm ve Antogonizm): Bir gıdada mikrofloranın oluşumu ve gelişimi, gıdanın başlangıçtaki kontaminasyon düzeyi, iç ve dış faktörler ile uygulanan teknolojik işlemlere göre değişir. Mikroorganizmalar gıdalarda saf kültürden daha çok, karışık kültürler halinde bulunurlar ve aralarında simbiyoz ve antogonizm olarak ifade edilen karşılıklı etkileşim vardır. Karışık kültürlerde patojen bakteriler ile diğer bakteriler arasında bir rekabet olabilir. Bunun sonucunda, rekabet gücü zayıf olan bakterilerin üremesi ve gelişmesi baskılanır. Örneğin S. aureus, çiğ et veya çiğ sütün doğal florasında zayıf rekabetçi özelliktedir. İnhibisyon, besin elementleri, vitamin (tiamin) veya oksijen kullanımı, intrinsik koşulların değişmesi veya antimikrobiyel etkili maddelerin üretilmesi ile meydana gelir.

¡ Besin elementleri ve oksijenin bir mikroorganizma tarafından tüketilmesi diğer mikroorganizmaların gelişimini şu şekilde baskılar: ¡ Oksijenin tüketilmesi ve karbondioksit birikmesi, fakültatif veya obligat anaerobların gelişmesine yardımcı olur. Bazı aminoasitierin Pseudomonas spp. veya koliformlar tarafından tüketilmesi S. aureus'un gelişmesini geciktirir. Nikotinamid, niasin veya biotinin streptokoklar tarafından kullanılması da aynı şekilde S. aureus'un ¡ ¡ gelişimini geciktirir.

İntrinsik koşulların değişimine ilişkin olarak ise: ¡ Tuz konsantrasyonunun artması muhtemelen çoğu saprofitlerin gelişimini baskılarken, S. aureus'un gelişimini hızlandırır. ¡ Şeker (sakaroz) ilavesi psikrotrofların gelişmesini baskılayıp, rekabetçi yeteneklerini azaıtırken, S. aureus'un gelişmesine yardımcı olur. ¡ Glikoz ilavesi psikrotrofların gelişimini stimule eder, psikrotroflar da S. aureus'un gelişimini baskılar. ¡ Homofermentatif laktobasiller, oluşturdukları laktik asit ile bozulmaya neden olan çoğu mikroorganizmaların ve bazı patojen mikroorganizmaların gelişimini baskılar.

¡ ¡ ¡ Bazı mikroorganizmalar tarafından üretilen antimikrobiyel metabolitlerin başlıcaları; hidrojen iyonları, karbondioksit, organik asitler, peroksitler, antibiyotikler ve bakteriyosinler olup, bunlar diğer bazı mikroorganizmaların gelişimini baskılar veya inaktif hale getirirler. Buna karşın, bazı mikroorganizmaların gelişmesi diğerlerinin aktivitesini arttırabi. Iir. Bu çerçevede, mayalar tarafından sentezlenen B vitamini laktik asit bakterilerinin gelişimini arttırabilir. Yine, p. H ve Eh değerlerinin bir mikroorganizma tarafından değiştirilmesi, bir diğer mikroorganizmanın gelişimini arttırabilir.

¡ ¡ Küfler, relatif kuru gıdalarda aw değerini yükselterek, bakterilerin gelişimi için substratı uygun hale getirirler. Bitkisel ve hayvansal dokularda polimerlerin bazı mikroorganizmalar tarafından hidrolizi, bazı diğer mikroorganizmaların dokulara invaze olmasını sağlar. Benzer şekilde bazı mikroorganizmalar için inhibitör etkiye sahip sorbik asit gibi maddeler diğerleri tarafından parça lanarak etkisiz hale getirilir.

4. İşlemsel Faktörler ¡ İşlemsel faktörler gıdaların hazırlanması ya da depolanması süresince bilinçli olarak uygulanan işlemlerdir. İşlemsel faktörlere bağlı olarak gıdaların kompozisyonu ile mikrofloraları ve mikroorganizma sayısında değişiklikler meydana gelir. Gıdalarda mikroorganizmaların gelişimi üzerine etkili başlıca işlemsel faktörler şunlardır:

¡ ¡ ¡ Isı Uygulaması Pastörizasyon, Sterilizasyon [Termal ölüm zamanı, Logaritmik indirgeme zamanı (D değeri), Z ve F değerleri (C. botu/inum için yeterli ısı zamanı)] ¡ Paketleme, aseptik isleme Radyasyon Elektron yayılımı, X ışınları, ¡ Gamma radyasyon ¡ ¡ ¡

¡ Kimyasal koruyucular aw'nin düşürülmesi: Kurutma, tuz, nitrit ve şeker ilavesi p. H'nın düşürülmesi: Asetik, sitrik, benzoik vb. asitlerin ilavesi, fermentasyon Doğal fermentasyon: Tuzlama, salamura, fermentasyon ¡ Dumanlama: Sıcak ve soğuk ¡ ¡ ¡

¡ ¡ ¡ ¡ Baskılama Teorisi F değeri Isı işlemi t değeri Düşük soğutma , ısı işlemi aw değeri Mevcut su içeriği p. H değeri Asidite Eh değeri İndirgenmiş oksijen basıncı Konservatif etk. Mad. Nitrit, sülfit, dumanlama, tuz, bakteriyosin, asitlendiriciler.