.: PREFACE
ÖN SÖZ
PREFACE
Article Language: TR
Bozulmalara sebep olan etmenleri ortadan kaldırarak gıda güvenliğini sağlamak ve gıdalarda kaliteyi geliştirmek amacıyla çeşitli koruma ve işleme teknikleri uygulanmaktadır. Günümüzde bu koruma ve işleme tekniklerinin çoğunu pastörizasyon, sterilizasyon, dondurma vb. geleneksel gıda işleme teknikleri oluşturmaktadır. Ancak bu geleneksel teknikler gıdaların kalitesinde olumsuz etkiye, besin değerinde önemli miktarda azalmaya ve aşırı reaktif serbest radikallerin oluşmasına neden olması yanında yüksek miktarda enerji ve su tüketimine bağlı olarak çevreye de zarar vermektedir.
Günümüzde gıda endüstrisi, toplumun ne tükettiğinin ve daha da önemlisi ne tüketmek istediğinin daha fazla farkında olduğu, daha rekabetçi ve dinamik bir sektör hâline gelmiştir. Endüstriyel gıda üretiminde yakın geçmişe kadar temel amaç; güvenli ve kabul edilebilir raf ömrüne sahip gıda sağlamak iken, bu hedef tüketicilerin taze, sağlıklı, yüksek kaliteli, güvenilir, kolay hazırlanabilir ve daha temiz ürün etiketlerine yönelik beklentileri doğrultusunda değişmiştir. Bu bağlamda daha az katkı maddesi ve koruyucu içeren gıdaların yeni ve gelişmekte olan teknolojiler ile üretimi gündeme gelmektedir.
Rekabeti yüksek bir sektör olan gıda endüstrisi, faaliyetlerini devam ettirebilmek için optimize edilmiş süreçler kullanmak ve karbon ayak izini azaltmak zorundadır. Bu anlamda yenilikçi gıda işleme teknolojileri, enerji ve su tüketimini azaltarak gıda işlemenin ekonomik ve çevresel sürdürülebilirliğine yönelik önemli katkılarda bulunmaktadır. Böylece çevresel sürdürülebilirlik ve gıda güvenliği talep eden bir dünyada, inovasyonun, gıda endüstrisinin sürekli büyümesinin anahtarı olacağı düşünülmektedir. Yeni teknikler nihai tüketicinin daha çevreci ürün talebini karşılamaktadır. Ayrıca bu teknikler, gıdaların raf ömrünü uzatarak veya rafta kararlı ürün yelpazesini genişleterek küresel gıda güvenliğine katkıda bulunabilmektedir.
Son yıllarda minimum işlem görmüş, mikrobiyal açıdan güvenli, kısa sürede hazırlanabilen, yüksek besin değerine sahip, raf ömrü uzun ve katkı maddesi ilave edilmeyen gıdalar yani daha yüksek kaliteli ve daha iyi tüketici hedefli ürünleri sunmak için geleneksel işleme teknolojilerini iyileştirmek veya değiştirmek amacıyla, "yeni" veya "gelişmekte olan" teknolojiler önerilmiş, araştırılmış, geliştirilmiş ve bunlardan bazıları ticarileştirilmiştir. Yüksek basınç (HPP), vurgulu elektrik alan (PEF), vurgulu ışık (PL), ultrases, soğuk plazma, iyonize radyasyon gibi farklı etki mekanizmaları ile mikroorganizma inaktivasyonu sağlayabilen bu teknolojilerin kullanım potansiyelleri gün geçtikçe artmaktadır. Henüz nispeten düşük endüstriyel uygulama seviyelerinde olsalar da bu teknolojilerin artan dünya nüfusunun gıda alım ihtiyaçlarının sürdürülebilir bir şekilde karşılanmasına önemli ölçüde katkıda bulunacakları düşünülmektedir.
Yeni teknolojilerin gıdanın duyusal özelliklerini ve besin değerini koruması, yüksek kalitede güvenli gıda üretilmesi ve daha çevreci olması gibi birçok avantajı bulunmakta ve bu gıda koruma teknikleri başarılı bir şekilde kullanılmaktadır. Ancak yatırım maliyetinin yüksek olması, ekonomik ve teknik imkanlar, toplumsal ve psikolojik yönleri, yasal engeller ve tüketicilerin olumsuz ön yargıları gibi dezavantajlar nedeniyle hedeflenen seviyede kullanımına henüz ulaşılamamıştır. Gıda işleme ve koruma stratejilerinin insan sağlığı ve çevre üzerindeki potansiyel olumsuz etkileri konusunda giderek tüketicilerin daha bilinçli hale gelmesi ve yeni tekniklerin gıda güvenliği için sağladığı avantajlar ile daha yakından ilgilenmeleri bu tekniklerin kullanımı açısından umut verici bir yaklaşım olarak görülmektedir. Yeni teknolojilerin tüketici tarafından kabul edilmesinde tüketicilere güvenilir, tarafsız ve gerçek bir kaynaktan pratik bilgiler sağlamak hem gıda üreticilerinin hem de teknoloji uzmanlarının/bilim insanlarının sorumluluğundadır.
Bu kitapta 'Gıda Koruma ve İşlemede İleri Teknolojiler' konuları 10 bölüme ayrılarak sunulmuştur. Kitabın ilk bölümünde ticari boyutta geliştirilebilmiş sistemlerden biri olan yüksek basınç teknolojisine yer verilmiştir. Yüksek basınç teknolojisi 100-1.000 MPa seviyelerinde ambalajlı veya ambalajsız olarak gıdalara uygulanan basınçlama işlemidir. Gıda endüstrisinde genel olarak pastörizasyon, sterilizasyon, dondurma, çözündürme, homojenizasyon ve ekstraksiyon işlemlerinde kullanılmaktadır. Bu kısımda yüksek basınç teknolojisi hakkında genel bilgiler ile gıda işleme ve muhafazasında yüksek basınç uygulamaları ele alınmıştır.
Bölüm 2' de ultraviyole ve vurgulu ışık teknolojilerine yer verilmiştir. Vurgulu ışık tekniği, bir dizi geniş spektrumda (200-1.000 nm), UV-C ışık yönünden zengin, yüksek yoğunluklu kısa ışık vurgularının uygulanmasından oluşmaktadır. Bu teknolojiler, başta yüzey dezenfeksiyonu olmak üzere, pastörizasyon, gıdaların ve ambalaj malzemelerinin dezenfeksiyonu gibi pek çok alanda kullanılmaktadır. Bu bölüm, ultraviyole ve vurgulu ışık teknolojilerinin prensibi ve etki mekanizmaları, sistem ekipmanları, gıda işleme ve korumadaki uygulamaları içermektedir.
Vurgulu elektrik alan teknolojisi Bölüm 3'ün temasıdır. Vurgulu elektrik alan teknolojisi gıda kökenli patojen mikroorganizmaları yok etmek ve gıdayı bozan mikroorganizmaları kontrol altına almak için elektrik alanı kullanımı temeline dayanan bir prosestir. Gıda sanayinde genellikle meyve ve sebze gibi bitki hücrelerinden oluşan katı hammaddelerden gıda bileşenlerinin ekstraksiyonunda verimi arttırmak, meyve suyu ve süt gibi sıvı gıdalarda ise bozulmaya neden olabilecek mikroorganizmaların inaktivasyonunu sağlamak amacıyla kullanılmaktadır. Bu bölümde vurgulu elektrik alan yönteminin prensibi, uygulamaları, mikroorganizma inaktivasyonu ve ekstraksiyon verimi üzerine etkisine ait bilgiler verilmiştir.
Kitabın 4. bölümünün konusu ultrason teknolojisidir. Ultrason en genel ifadeyle ses dalgalarının saniyede 20.000 veya daha fazla titreşimleri sonucunda üretilen bir enerjidir. Gıda sanayisinde dondurma, çözündürme, kurutma kesme, filtrasyon, deaerasyon, viskozite değiştirme, emulsifikasyon, yüzey temizleme, köpürme/köpük giderme, ekstraksiyon, enzim ve mikroorganizma ̈ inaktivasyonu gibi uygulamalarda kullanılmaktadır. Bu bölümde gıda işleme ve korumada ultrason kullanımı irdelenmiş ve ultrason destekli ekstraksiyon çalışmalarına ait örnekler verilmiştir.
Sağlık açısından bir risk oluşturmayan ve uzun yıllardır güvenilir bir yöntem olarak kabul edilen iyonize radyasyon teknolojisi kitabın 5. bölümünde yerini almıştır. İyonize radyasyon (ışınlama) işlemi gıdaların pozitif ve negatif yükler oluşturabilecek derecede iyonize edici ışın kaynaklarına maruz bırakılmasıdır. Gıda sanayinde mikrobiyal yükü azaltma, filizlenmeyi önleme, böcek ve diğer zararlıları yok etme, olgunlaşma gibi fizyolojik işlemlerin geciktirilmesi, raf ömrünü uzatma, gıdanın teknolojik özelliklerinin geliştirilmesi ve sterilizasyon amacıyla kullanılmaktadır. Bu kısımda iyonize radyasyon hakkında genel bilgiler, uygulama prosedürleri, prensipleri ile gıda işleme ve muhafazasında uygulamaları ele alınmıştır.
Bölüm 6'da ileri kurutma teknolojileri anlatılmıştır. Gıda sanayisinde kurutma teknolojileri; su aktivitesini azaltarak gıdaların korunması ve raf ömrünün uzatılması, depolama, ambalajlama, taşıma maliyetlerinin azaltılması ve yeni ürün formülasyonlarının tasarlanmasında kullanılmak tadır. Bu bölümde püskürtmeli kurutma, dondurarak kurutma, dielektrik kurutma, hibrit kurutma ve mikrodalga destekli kurutma teknolojilerine değinilmiştir.
Kitabın 7. bölümünde ohmik ısıtma teknolojisine yer verilmiştir. Ohmik ısıtma; gıdaların hızlı ve homojen ısıtılmasını sağlayan güncel gıda işleme yöntemlerinden biridir. Bu işlemde gıdanın üzerinden alternatif akım geçirilmekte ve gıda sahip olduğu elektriksel direnç nedeniyle ısınmaktadır. Gıdaların ısıtılmasının yanında haşlanması, pastörizasyonu, sterilizasyonu, evaporasyonu, distilasyonu ve değerli bileşenlerin ekstraksiyonu gibi alanlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu bölümde ohmik ısıtmanın genel prensibi, sistem özellikleri ve ohmik ısıtma uygulamaları (pastörizasyon, sterilizasyon, pişirme, çözündürme, evaporasyon ekstraksiyon, distilasyon) ele alınmıştır.
Isıl olmayan işleme teknolojilerinin en yenisi olarak araştırılan soğuk plazma teknolojisi kitabın 8. bölümünde incelenmektedir. Soğuk plazma; düşük enerjili gazlara vakum altında veya oda sıcaklığında uygulanan elektrik akımı ya da elektromanyetik radyasyon işlemi sonrasında oluşan sistem olarak tanımlanmaktadır. Gıda sanayisinde nişastanın modifikasyonu, proteinlerin degradasyonu, mikotoksinlerin detoksifikasyonu, enzim ve mikroorganizma inaktivasyonu, pestisit kalıntılarının azaltılması, gıda ambalaj malzemelerinin ve gıda ile temas eden yüzeylerin dekontaminasyonu ile alerjenlerin azaltılmasında kullanılmaktadır. Bu bölümde soğuk plazmanın yapısı, özellikleri ve verimini etkileyen faktörler ile gıda koruma ve işlemede kullanımına ait bilgilere değinilmiştir.
Bölüm 9 ileri ambalaj teknolojilerine (aktif ambalajlama, akıllı ambalajlama ve yenilebilir film ve kaplamalar) ayrılmıştır. Aktif ambalajlama; ambalajlama sisteminin performansını artırmak için yardımcı bileşenlerin ambalaj malzemesine veya ambalaj tepe boşluğuna kasıtlı olarak dâhil edildiği ambalaj olarak tanımlanmaktadır. Akıllı ambalajlama ise raf ömrünü uzatma, güvenliği ve kaliteyi artırma ile ürünler hakkında bilgi sağlamayı kolaylaştıran bir ambalajlama sistemidir. Yenilebilir filmler ve kaplamalar, tamamen yenilebilir ve yenmesi güvenli bileşenlerden üretilen ve gıdanın yüzeyine uygulanan ambalajlardır. Bu bölümde ileri ambalajlama teknolojileri ve uygulama alanları hakkında bilgiler verilmiştir.
Kitabın 10. ve son bölümünde engeller teknolojisi ele alınmıştır. Engeller teknolojisi, gıdanın duyusal özelliklerine zarar vermeden mikrobiyal stabilitesini sağlamak amacıyla bir araya getirilmiş engeller (sıcaklık, su aktivitesi, pH, redoks potansiyeli ve bazı koruyucu maddeler) olarak tanımlanmaktadır. Bu bölümde gıdanın çok hedefli korunması ve gelecekteki beklentilerin karşılanmasını sağlayacak olan potansiyel engeller, engel etkisi ve engeller teknolojisi kavramları gözden geçirilmiştir.
Kitabın hazırlanmasında birlikte çalışmaktan gurur duyduğum ve zevk aldığım kıymetli bölüm yazarlarına katkı ve emeklerinden dolayı çok teşekkür ederim.
Bu kitap akademik ve endüstriyel alanda yeni teknolojiler ile ilgilenenlere pratik ve özet bilgi sağlamayı amaçlamaktadır. Bu amaç doğrultusunda güzel bir kaynak olacağına inanmaktayız.
Kitabın yararlı olması dileğiyle, sevgi ve saygılarımı sunuyorum.
Prof. Dr. Semra KAYAARDI
Editör
Günümüzde gıda endüstrisi, toplumun ne tükettiğinin ve daha da önemlisi ne tüketmek istediğinin daha fazla farkında olduğu, daha rekabetçi ve dinamik bir sektör hâline gelmiştir. Endüstriyel gıda üretiminde yakın geçmişe kadar temel amaç; güvenli ve kabul edilebilir raf ömrüne sahip gıda sağlamak iken, bu hedef tüketicilerin taze, sağlıklı, yüksek kaliteli, güvenilir, kolay hazırlanabilir ve daha temiz ürün etiketlerine yönelik beklentileri doğrultusunda değişmiştir. Bu bağlamda daha az katkı maddesi ve koruyucu içeren gıdaların yeni ve gelişmekte olan teknolojiler ile üretimi gündeme gelmektedir.
Rekabeti yüksek bir sektör olan gıda endüstrisi, faaliyetlerini devam ettirebilmek için optimize edilmiş süreçler kullanmak ve karbon ayak izini azaltmak zorundadır. Bu anlamda yenilikçi gıda işleme teknolojileri, enerji ve su tüketimini azaltarak gıda işlemenin ekonomik ve çevresel sürdürülebilirliğine yönelik önemli katkılarda bulunmaktadır. Böylece çevresel sürdürülebilirlik ve gıda güvenliği talep eden bir dünyada, inovasyonun, gıda endüstrisinin sürekli büyümesinin anahtarı olacağı düşünülmektedir. Yeni teknikler nihai tüketicinin daha çevreci ürün talebini karşılamaktadır. Ayrıca bu teknikler, gıdaların raf ömrünü uzatarak veya rafta kararlı ürün yelpazesini genişleterek küresel gıda güvenliğine katkıda bulunabilmektedir.
Son yıllarda minimum işlem görmüş, mikrobiyal açıdan güvenli, kısa sürede hazırlanabilen, yüksek besin değerine sahip, raf ömrü uzun ve katkı maddesi ilave edilmeyen gıdalar yani daha yüksek kaliteli ve daha iyi tüketici hedefli ürünleri sunmak için geleneksel işleme teknolojilerini iyileştirmek veya değiştirmek amacıyla, "yeni" veya "gelişmekte olan" teknolojiler önerilmiş, araştırılmış, geliştirilmiş ve bunlardan bazıları ticarileştirilmiştir. Yüksek basınç (HPP), vurgulu elektrik alan (PEF), vurgulu ışık (PL), ultrases, soğuk plazma, iyonize radyasyon gibi farklı etki mekanizmaları ile mikroorganizma inaktivasyonu sağlayabilen bu teknolojilerin kullanım potansiyelleri gün geçtikçe artmaktadır. Henüz nispeten düşük endüstriyel uygulama seviyelerinde olsalar da bu teknolojilerin artan dünya nüfusunun gıda alım ihtiyaçlarının sürdürülebilir bir şekilde karşılanmasına önemli ölçüde katkıda bulunacakları düşünülmektedir.
Yeni teknolojilerin gıdanın duyusal özelliklerini ve besin değerini koruması, yüksek kalitede güvenli gıda üretilmesi ve daha çevreci olması gibi birçok avantajı bulunmakta ve bu gıda koruma teknikleri başarılı bir şekilde kullanılmaktadır. Ancak yatırım maliyetinin yüksek olması, ekonomik ve teknik imkanlar, toplumsal ve psikolojik yönleri, yasal engeller ve tüketicilerin olumsuz ön yargıları gibi dezavantajlar nedeniyle hedeflenen seviyede kullanımına henüz ulaşılamamıştır. Gıda işleme ve koruma stratejilerinin insan sağlığı ve çevre üzerindeki potansiyel olumsuz etkileri konusunda giderek tüketicilerin daha bilinçli hale gelmesi ve yeni tekniklerin gıda güvenliği için sağladığı avantajlar ile daha yakından ilgilenmeleri bu tekniklerin kullanımı açısından umut verici bir yaklaşım olarak görülmektedir. Yeni teknolojilerin tüketici tarafından kabul edilmesinde tüketicilere güvenilir, tarafsız ve gerçek bir kaynaktan pratik bilgiler sağlamak hem gıda üreticilerinin hem de teknoloji uzmanlarının/bilim insanlarının sorumluluğundadır.
Bu kitapta 'Gıda Koruma ve İşlemede İleri Teknolojiler' konuları 10 bölüme ayrılarak sunulmuştur. Kitabın ilk bölümünde ticari boyutta geliştirilebilmiş sistemlerden biri olan yüksek basınç teknolojisine yer verilmiştir. Yüksek basınç teknolojisi 100-1.000 MPa seviyelerinde ambalajlı veya ambalajsız olarak gıdalara uygulanan basınçlama işlemidir. Gıda endüstrisinde genel olarak pastörizasyon, sterilizasyon, dondurma, çözündürme, homojenizasyon ve ekstraksiyon işlemlerinde kullanılmaktadır. Bu kısımda yüksek basınç teknolojisi hakkında genel bilgiler ile gıda işleme ve muhafazasında yüksek basınç uygulamaları ele alınmıştır.
Bölüm 2' de ultraviyole ve vurgulu ışık teknolojilerine yer verilmiştir. Vurgulu ışık tekniği, bir dizi geniş spektrumda (200-1.000 nm), UV-C ışık yönünden zengin, yüksek yoğunluklu kısa ışık vurgularının uygulanmasından oluşmaktadır. Bu teknolojiler, başta yüzey dezenfeksiyonu olmak üzere, pastörizasyon, gıdaların ve ambalaj malzemelerinin dezenfeksiyonu gibi pek çok alanda kullanılmaktadır. Bu bölüm, ultraviyole ve vurgulu ışık teknolojilerinin prensibi ve etki mekanizmaları, sistem ekipmanları, gıda işleme ve korumadaki uygulamaları içermektedir.
Vurgulu elektrik alan teknolojisi Bölüm 3'ün temasıdır. Vurgulu elektrik alan teknolojisi gıda kökenli patojen mikroorganizmaları yok etmek ve gıdayı bozan mikroorganizmaları kontrol altına almak için elektrik alanı kullanımı temeline dayanan bir prosestir. Gıda sanayinde genellikle meyve ve sebze gibi bitki hücrelerinden oluşan katı hammaddelerden gıda bileşenlerinin ekstraksiyonunda verimi arttırmak, meyve suyu ve süt gibi sıvı gıdalarda ise bozulmaya neden olabilecek mikroorganizmaların inaktivasyonunu sağlamak amacıyla kullanılmaktadır. Bu bölümde vurgulu elektrik alan yönteminin prensibi, uygulamaları, mikroorganizma inaktivasyonu ve ekstraksiyon verimi üzerine etkisine ait bilgiler verilmiştir.
Kitabın 4. bölümünün konusu ultrason teknolojisidir. Ultrason en genel ifadeyle ses dalgalarının saniyede 20.000 veya daha fazla titreşimleri sonucunda üretilen bir enerjidir. Gıda sanayisinde dondurma, çözündürme, kurutma kesme, filtrasyon, deaerasyon, viskozite değiştirme, emulsifikasyon, yüzey temizleme, köpürme/köpük giderme, ekstraksiyon, enzim ve mikroorganizma ̈ inaktivasyonu gibi uygulamalarda kullanılmaktadır. Bu bölümde gıda işleme ve korumada ultrason kullanımı irdelenmiş ve ultrason destekli ekstraksiyon çalışmalarına ait örnekler verilmiştir.
Sağlık açısından bir risk oluşturmayan ve uzun yıllardır güvenilir bir yöntem olarak kabul edilen iyonize radyasyon teknolojisi kitabın 5. bölümünde yerini almıştır. İyonize radyasyon (ışınlama) işlemi gıdaların pozitif ve negatif yükler oluşturabilecek derecede iyonize edici ışın kaynaklarına maruz bırakılmasıdır. Gıda sanayinde mikrobiyal yükü azaltma, filizlenmeyi önleme, böcek ve diğer zararlıları yok etme, olgunlaşma gibi fizyolojik işlemlerin geciktirilmesi, raf ömrünü uzatma, gıdanın teknolojik özelliklerinin geliştirilmesi ve sterilizasyon amacıyla kullanılmaktadır. Bu kısımda iyonize radyasyon hakkında genel bilgiler, uygulama prosedürleri, prensipleri ile gıda işleme ve muhafazasında uygulamaları ele alınmıştır.
Bölüm 6'da ileri kurutma teknolojileri anlatılmıştır. Gıda sanayisinde kurutma teknolojileri; su aktivitesini azaltarak gıdaların korunması ve raf ömrünün uzatılması, depolama, ambalajlama, taşıma maliyetlerinin azaltılması ve yeni ürün formülasyonlarının tasarlanmasında kullanılmak tadır. Bu bölümde püskürtmeli kurutma, dondurarak kurutma, dielektrik kurutma, hibrit kurutma ve mikrodalga destekli kurutma teknolojilerine değinilmiştir.
Kitabın 7. bölümünde ohmik ısıtma teknolojisine yer verilmiştir. Ohmik ısıtma; gıdaların hızlı ve homojen ısıtılmasını sağlayan güncel gıda işleme yöntemlerinden biridir. Bu işlemde gıdanın üzerinden alternatif akım geçirilmekte ve gıda sahip olduğu elektriksel direnç nedeniyle ısınmaktadır. Gıdaların ısıtılmasının yanında haşlanması, pastörizasyonu, sterilizasyonu, evaporasyonu, distilasyonu ve değerli bileşenlerin ekstraksiyonu gibi alanlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu bölümde ohmik ısıtmanın genel prensibi, sistem özellikleri ve ohmik ısıtma uygulamaları (pastörizasyon, sterilizasyon, pişirme, çözündürme, evaporasyon ekstraksiyon, distilasyon) ele alınmıştır.
Isıl olmayan işleme teknolojilerinin en yenisi olarak araştırılan soğuk plazma teknolojisi kitabın 8. bölümünde incelenmektedir. Soğuk plazma; düşük enerjili gazlara vakum altında veya oda sıcaklığında uygulanan elektrik akımı ya da elektromanyetik radyasyon işlemi sonrasında oluşan sistem olarak tanımlanmaktadır. Gıda sanayisinde nişastanın modifikasyonu, proteinlerin degradasyonu, mikotoksinlerin detoksifikasyonu, enzim ve mikroorganizma inaktivasyonu, pestisit kalıntılarının azaltılması, gıda ambalaj malzemelerinin ve gıda ile temas eden yüzeylerin dekontaminasyonu ile alerjenlerin azaltılmasında kullanılmaktadır. Bu bölümde soğuk plazmanın yapısı, özellikleri ve verimini etkileyen faktörler ile gıda koruma ve işlemede kullanımına ait bilgilere değinilmiştir.
Bölüm 9 ileri ambalaj teknolojilerine (aktif ambalajlama, akıllı ambalajlama ve yenilebilir film ve kaplamalar) ayrılmıştır. Aktif ambalajlama; ambalajlama sisteminin performansını artırmak için yardımcı bileşenlerin ambalaj malzemesine veya ambalaj tepe boşluğuna kasıtlı olarak dâhil edildiği ambalaj olarak tanımlanmaktadır. Akıllı ambalajlama ise raf ömrünü uzatma, güvenliği ve kaliteyi artırma ile ürünler hakkında bilgi sağlamayı kolaylaştıran bir ambalajlama sistemidir. Yenilebilir filmler ve kaplamalar, tamamen yenilebilir ve yenmesi güvenli bileşenlerden üretilen ve gıdanın yüzeyine uygulanan ambalajlardır. Bu bölümde ileri ambalajlama teknolojileri ve uygulama alanları hakkında bilgiler verilmiştir.
Kitabın 10. ve son bölümünde engeller teknolojisi ele alınmıştır. Engeller teknolojisi, gıdanın duyusal özelliklerine zarar vermeden mikrobiyal stabilitesini sağlamak amacıyla bir araya getirilmiş engeller (sıcaklık, su aktivitesi, pH, redoks potansiyeli ve bazı koruyucu maddeler) olarak tanımlanmaktadır. Bu bölümde gıdanın çok hedefli korunması ve gelecekteki beklentilerin karşılanmasını sağlayacak olan potansiyel engeller, engel etkisi ve engeller teknolojisi kavramları gözden geçirilmiştir.
Kitabın hazırlanmasında birlikte çalışmaktan gurur duyduğum ve zevk aldığım kıymetli bölüm yazarlarına katkı ve emeklerinden dolayı çok teşekkür ederim.
Bu kitap akademik ve endüstriyel alanda yeni teknolojiler ile ilgilenenlere pratik ve özet bilgi sağlamayı amaçlamaktadır. Bu amaç doğrultusunda güzel bir kaynak olacağına inanmaktayız.
Kitabın yararlı olması dileğiyle, sevgi ve saygılarımı sunuyorum.
Prof. Dr. Semra KAYAARDI
Editör
Foods can deteriorate rapidly as a result of physical, chemical, microbiological and enzymatic reactions. Various preservation and processing techniques are applied in order to ensure food safety and improve the quality of foods by eliminating the factors that cause deterioration. Today, most of these preservation and processing techniques are traditional food processing techniques such as pasteurization, sterilization, freezing etc. However, these traditional techniques cause a negative impact on the quality of food, a significant decrease in nutritional value and the formation of extremely reactive free radicals, as well as harming the environment due to high energy and water consumption.
Nowadays, the food industry has become a more competitive and dynamic sector where the society is more aware of what it consumes and, more importantly, what it wants to consume. While the main purpose in industrial food production has been providing food with a safe and acceptable shelf life until recently, this target has changed in line with consumers' expectations for fresh, healthy, high quality, reliable, easily prepared, and cleaner product labels. In this context, the production of foods containing less additives and preservatives with new and developing technologies has come to the fore.
The food industry, which is a highly competitive sector, has to use optimized processes and reduce its carbon footprint in order to continue its activities. In this sense, innovative food processing technologies make significant contributions to the economic and environmental sustainability of food processing by reducing energy and water consumption. Thus, in a world that demands environmental sustainability and food security, innovation is thought to be the key to the continued growth of the food industry. New techniques meet the end consumer's demand for more environmentally friendly products. In addition, these techniques can contribute to global food security by extending the shelf life of food products or expanding the range of shelf stable products.
In recent years, "new" or "emerging" technologies have been proposed, researched, developed, and some of them commercialized with the aim of improving or replacing traditional processing technologies to provide food products that are minimally processed, microbially safe, can be prepared in a short time, have high nutritional value, have a long shelf life and are additive-free, that is, higher quality and better consumer-targeted food products. The potential of use of these technologies, which can inactivate microorganisms with different action mechanisms such as high pressure (HPP), pulsed electric field (PEF), pulsed light (PL), ultrasound, cold plasma, ionizing radiation, is increasing day by day. Even though they are still at relatively low levels of industrial application, these technologies are thought to contribute significantly to meeting the food intake needs of the growing world population in a sustainably way.
New technologies have many advantages such as protecting the sensory properties and nutritional . value of food, producing high quality safe food and being more environmentally friendly, and these food preservation techniques have been used successfully. However, due to disadvantages such as high investment cost, economic and technical opportunities, social and psychological aspects, legal obstacles and negative prejudices of consumers, its use at the targeted level has not been reached yet. It is seen as a promising approach in terms of the use of these techniques that consumers become more aware of the potential negative effects of food processing and preservation strategies on human health and the environment, and that they are more interested in the advantages of new techniques for food safety. It is the responsibility of both food manufacturers and technologists/scientists to provide consumers with practical information from a reliable, unbiased and real source on consumer acceptance of new technologies.
In this book, the topics of 'Advanced Technologies In Food Preservation and Processing' are presented in 10 chapters. In the first part of the book, high pressure technology, which is one of the commercially developed systems, is included. High pressure technology is the pressurization process applied to foods with or without packaging at the levels of 100-1,000 MPa. It is generally used in pasteurization, sterilization, freezing, thawing, homogenization and extraction processes in the food industry. In this section, general information about high pressure technology and highpressure applications in food processing and preservation are discussed.
In Chapter 2, ultraviolet and pulsed light technologies are included. The pulsed light technique consists of applying high-intensity short light highlights rich in UV-C light in a range of broad spectrum (200-1000 nm). These technologies are used in many areas such as surface disinfection, pasteurization, disinfection of foods and packaging materials. This chapter covers the principle and action mechanisms of ultraviolet and pulsed light technologies, system equipment, and applications in food processing and preservation.
Pulsed electric field technology is the theme of Chapter 3. Pulsed electric field technology is a process based on the use of electric field to destroy foodborne pathogenic microorganisms and control food spoilage microorganisms. It is used in the food industry to increase the efficiency of the extraction of food components from solid raw materials consisting of plant cells such as fruit and vegetables, and to inactivate microorganisms that may cause spoilage in liquid foods such as fruit juice and milk. In this section, information about the principle, applications, microorganism inactivation and the effect on the extraction yield of the pulsed electric field method are given.
The subject of Chapter 4 of the book is ultrasound technology. Generally, the ultrasound, is an energy produced by 20,000 or more vibrations of sound waves per second. It is used in applications such as freezing, thawing, drying, cutting, filtration, deaeration, viscosity change, emulsification, surface cleaning, foaming / defoaming, extraction, enzyme, and microorganism inactivation in the food industry. In this section, the use of ultrasound in food processing and preservation is discussed and examples of ultrasound assisted extraction studies are given.
Ionizing radiation technology, which does not pose a risk to health and has been accepted as a reliable method for many years, has taken its place in the 5th chapter of the book. Ionizing radiation (irradiation) is the exposure of foods to ionizing light sources that can create positive and negative charges. It is used in the food industry for the purpose of reducing microbial load, preventing sprouting, destroying insects and other pests, delaying physiological processes such as ripening, extending shelf life, improving technological properties of food and sterilization. In this section, general information about ionizing radiation, application procedures, principles and applications in food processing and preservation are discussed.
Advanced drying technologies are described in Chapter 6. In the food industry, drying technologies are used to preserve food by reducing water activity, extending shelf life, reducing storage, packaging, transportation costs, and designing new product formulations. In this section, spray dry ing, freeze drying, dielectric drying, hybrid drying, and microwave assisted drying technologies are mentioned.
Chapter 7 of the book covers ohmic heating technology. Ohmic heating is one of the current food processing methods that provides rapid and homogeneous heating of foods. In this process, alternating current is passed over the food and the food are heated due to its electrical resistance. In addition to heating food, it is also widely used in areas such as boiling, pasteurization, sterilization, evaporation, distillation, and extraction of valuable components. In this section, the general principle of ohmic heating, system properties and ohmic heating applications (pasteurization, sterilization, cooking, dissolution, evaporation extraction, distillation) are discussed.
The cold plasma technology, which is researched as the newest of the non-thermal processing technologies, is examined in the 8th chapter of the book. Cold plasma is defined as the system formed after the process of electric current or electromagnetic radiation applied to low-energy gases under vacuum or at room temperature. It is used in the food industry for starch modification, protein degradation, mycotoxin detoxification, inactivation of enzymes and microorganisms, reduction of pesticide residues, decontamination of food packaging materials and food contact surfaces and reduction of allergens. In this section, the structure, properties, and factors affecting the yield of cold plasma and information about its use in food preservation and processing are mentioned.
Chapter 9 is devoted to advanced packaging technologies (active packaging, intelligent packaging and edible films and coatings). Active packaging is defined as packaging in which auxiliary components are deliberately incorporated into the packaging material or packaging headspace to improve the performance of the packaging system. Intelligent packaging, on the other hand, is a packaging system that makes it easier to provide information about products by extending shelf life, increasing safety and quality. Edible films and coatings are packaging made from completely edible and safe-to-eat ingredients and applied to the surface of the food. In this section, information about advanced packaging technologies and application areas are given.
In the 10th and last part of the book, hurdle technology is discussed. Hurdle technology is defined as hurdles (temperature, water activity, pH, redox potential, and some preservatives) combined to ensure microbial stability of food without harming its sensory properties. In this section, the concepts of potential hurdles, hurdle effect and hurdle technology that will provide multi-target protection of food and meet future expectations are reviewed.
I would like to thank the valuable chapter authors for their contributions and efforts, which I am proud and enjoyed working with in the preparation of the book.
This book aims to provide practical and summary information for those interested in new technologies in the academic and industrial fields. We believe it will be a good resource for this purpose.
I hope that the book will be useful, I offer my love and respect.
Prof. Dr. Semra KAYAARDI
Editor
Nowadays, the food industry has become a more competitive and dynamic sector where the society is more aware of what it consumes and, more importantly, what it wants to consume. While the main purpose in industrial food production has been providing food with a safe and acceptable shelf life until recently, this target has changed in line with consumers' expectations for fresh, healthy, high quality, reliable, easily prepared, and cleaner product labels. In this context, the production of foods containing less additives and preservatives with new and developing technologies has come to the fore.
The food industry, which is a highly competitive sector, has to use optimized processes and reduce its carbon footprint in order to continue its activities. In this sense, innovative food processing technologies make significant contributions to the economic and environmental sustainability of food processing by reducing energy and water consumption. Thus, in a world that demands environmental sustainability and food security, innovation is thought to be the key to the continued growth of the food industry. New techniques meet the end consumer's demand for more environmentally friendly products. In addition, these techniques can contribute to global food security by extending the shelf life of food products or expanding the range of shelf stable products.
In recent years, "new" or "emerging" technologies have been proposed, researched, developed, and some of them commercialized with the aim of improving or replacing traditional processing technologies to provide food products that are minimally processed, microbially safe, can be prepared in a short time, have high nutritional value, have a long shelf life and are additive-free, that is, higher quality and better consumer-targeted food products. The potential of use of these technologies, which can inactivate microorganisms with different action mechanisms such as high pressure (HPP), pulsed electric field (PEF), pulsed light (PL), ultrasound, cold plasma, ionizing radiation, is increasing day by day. Even though they are still at relatively low levels of industrial application, these technologies are thought to contribute significantly to meeting the food intake needs of the growing world population in a sustainably way.
New technologies have many advantages such as protecting the sensory properties and nutritional . value of food, producing high quality safe food and being more environmentally friendly, and these food preservation techniques have been used successfully. However, due to disadvantages such as high investment cost, economic and technical opportunities, social and psychological aspects, legal obstacles and negative prejudices of consumers, its use at the targeted level has not been reached yet. It is seen as a promising approach in terms of the use of these techniques that consumers become more aware of the potential negative effects of food processing and preservation strategies on human health and the environment, and that they are more interested in the advantages of new techniques for food safety. It is the responsibility of both food manufacturers and technologists/scientists to provide consumers with practical information from a reliable, unbiased and real source on consumer acceptance of new technologies.
In this book, the topics of 'Advanced Technologies In Food Preservation and Processing' are presented in 10 chapters. In the first part of the book, high pressure technology, which is one of the commercially developed systems, is included. High pressure technology is the pressurization process applied to foods with or without packaging at the levels of 100-1,000 MPa. It is generally used in pasteurization, sterilization, freezing, thawing, homogenization and extraction processes in the food industry. In this section, general information about high pressure technology and highpressure applications in food processing and preservation are discussed.
In Chapter 2, ultraviolet and pulsed light technologies are included. The pulsed light technique consists of applying high-intensity short light highlights rich in UV-C light in a range of broad spectrum (200-1000 nm). These technologies are used in many areas such as surface disinfection, pasteurization, disinfection of foods and packaging materials. This chapter covers the principle and action mechanisms of ultraviolet and pulsed light technologies, system equipment, and applications in food processing and preservation.
Pulsed electric field technology is the theme of Chapter 3. Pulsed electric field technology is a process based on the use of electric field to destroy foodborne pathogenic microorganisms and control food spoilage microorganisms. It is used in the food industry to increase the efficiency of the extraction of food components from solid raw materials consisting of plant cells such as fruit and vegetables, and to inactivate microorganisms that may cause spoilage in liquid foods such as fruit juice and milk. In this section, information about the principle, applications, microorganism inactivation and the effect on the extraction yield of the pulsed electric field method are given.
The subject of Chapter 4 of the book is ultrasound technology. Generally, the ultrasound, is an energy produced by 20,000 or more vibrations of sound waves per second. It is used in applications such as freezing, thawing, drying, cutting, filtration, deaeration, viscosity change, emulsification, surface cleaning, foaming / defoaming, extraction, enzyme, and microorganism inactivation in the food industry. In this section, the use of ultrasound in food processing and preservation is discussed and examples of ultrasound assisted extraction studies are given.
Ionizing radiation technology, which does not pose a risk to health and has been accepted as a reliable method for many years, has taken its place in the 5th chapter of the book. Ionizing radiation (irradiation) is the exposure of foods to ionizing light sources that can create positive and negative charges. It is used in the food industry for the purpose of reducing microbial load, preventing sprouting, destroying insects and other pests, delaying physiological processes such as ripening, extending shelf life, improving technological properties of food and sterilization. In this section, general information about ionizing radiation, application procedures, principles and applications in food processing and preservation are discussed.
Advanced drying technologies are described in Chapter 6. In the food industry, drying technologies are used to preserve food by reducing water activity, extending shelf life, reducing storage, packaging, transportation costs, and designing new product formulations. In this section, spray dry ing, freeze drying, dielectric drying, hybrid drying, and microwave assisted drying technologies are mentioned.
Chapter 7 of the book covers ohmic heating technology. Ohmic heating is one of the current food processing methods that provides rapid and homogeneous heating of foods. In this process, alternating current is passed over the food and the food are heated due to its electrical resistance. In addition to heating food, it is also widely used in areas such as boiling, pasteurization, sterilization, evaporation, distillation, and extraction of valuable components. In this section, the general principle of ohmic heating, system properties and ohmic heating applications (pasteurization, sterilization, cooking, dissolution, evaporation extraction, distillation) are discussed.
The cold plasma technology, which is researched as the newest of the non-thermal processing technologies, is examined in the 8th chapter of the book. Cold plasma is defined as the system formed after the process of electric current or electromagnetic radiation applied to low-energy gases under vacuum or at room temperature. It is used in the food industry for starch modification, protein degradation, mycotoxin detoxification, inactivation of enzymes and microorganisms, reduction of pesticide residues, decontamination of food packaging materials and food contact surfaces and reduction of allergens. In this section, the structure, properties, and factors affecting the yield of cold plasma and information about its use in food preservation and processing are mentioned.
Chapter 9 is devoted to advanced packaging technologies (active packaging, intelligent packaging and edible films and coatings). Active packaging is defined as packaging in which auxiliary components are deliberately incorporated into the packaging material or packaging headspace to improve the performance of the packaging system. Intelligent packaging, on the other hand, is a packaging system that makes it easier to provide information about products by extending shelf life, increasing safety and quality. Edible films and coatings are packaging made from completely edible and safe-to-eat ingredients and applied to the surface of the food. In this section, information about advanced packaging technologies and application areas are given.
In the 10th and last part of the book, hurdle technology is discussed. Hurdle technology is defined as hurdles (temperature, water activity, pH, redox potential, and some preservatives) combined to ensure microbial stability of food without harming its sensory properties. In this section, the concepts of potential hurdles, hurdle effect and hurdle technology that will provide multi-target protection of food and meet future expectations are reviewed.
I would like to thank the valuable chapter authors for their contributions and efforts, which I am proud and enjoyed working with in the preparation of the book.
This book aims to provide practical and summary information for those interested in new technologies in the academic and industrial fields. We believe it will be a good resource for this purpose.
I hope that the book will be useful, I offer my love and respect.
Prof. Dr. Semra KAYAARDI
Editor
.: Process List