Gıda endüstrisinde mikrobiyal bozulmayı önlemek ve böylece nihai ürünlerin raf ömrünü uzatmak üzere birçok yapay (sentetik) koruyucu kullanılır. Doğal kaynaklı antimikrobiyaller, yapay olanlara göre genel olarak güvenli, biyoyararlı ve yeşil alternatifler olarak kabul edildiğinden küresel pazarda büyük ilgi görmektedir. Böylece bitkisel kaynaklı ekstraktların, antioksidan ve antimikrobiyal aktivitelerinden dolayı meyve ve sebze sularında doğal koruyucular olarak kullanımına son yıllarda giderek artmıştır.
Meyve Suları
Son yıllarda, yaşam koşullarındaki değişiklikler, tüketici bilincinin ve dengeli beslenmenin öneminin artması, toplumu meyve ve/veya sebze sularına dayalı içecek tüketimine yöneltmiştir. Meyve suları dünya çapında yaygın olarak tüketilen, az yağlı, alkolsüz, laktozsuz ve besleyici içeceklerdir. Esas olarak sudan (%75-90) oluşur ve karbonhidratlar (glikoz, fruktoz, nişasta, selüloz ve hemiselüloz), amino asitler, proteinler, lipitler, vitaminler, lifler, asitler, fenolik bileşikler, karotenoidler ve mineraller gibi yüzlerce bileşik içerir (1). İçerdikleri biyoaktif bileşikler sayesinde antioksidan, antibakteriyel, antiviral, anti-mutajenik, antikanserojenik, anti-anjiyojenik ve anti-enflamatuvar aktiviteler gösterir. Ayrıca, normal kan basıncını, deriyi, kemikleri, kardiyovasküler ve sinir sistemlerini koruyucu özellikte çeşitli yararları da bulunur (1).
Meyve Sularının Mikrobiyal Bozunması
Mikrobiyal aktivite, birçok gıdanın bozulmasının başlıca nedeni olup gıdaların kalite ve güvenliğinden sorumludur. Gıda kaynaklı hastalıkların artmasıyla birlikte gıdalardaki patojenik ve bozulmaya neden olan mikroorganizmalara ilişkin endişeler de artmıştır (2). Meyve sularının bileşenleri, mikroorganizmalar tarafından bozulmaya uygun bir ortam sağlar. Meyve suyu kontaminasyonu ile ilişkili en yaygın patojenler Escherichia coli O157:H7 ve O111, Salmonella sp., Cryptosporidium ve norovirüs'tür. Vibrio cholerae, Clostridium botulinum ve mayalara bağlı bazı patojenler de bildirilmiştir. Patojenik mikroorganizmalar tarafından bildirilen tüm kontaminasyon vakaları, pastörize edilmemiş meyve sularından kaynaklanır (3). Bununla birlikte, meyve sularının çoğu daha düşük pH’a (4.5) sahiptir. Bu nedenle potansiyel bozulmaya çoğunlukla asit seven mikroorganizmalar neden olur. Meyve suyunda oluşabilecek ve bozulmaya neden olabilecek mikroorganizmalar aside dayanıklı bakteriler (Acetobacter, Alicyclobacillus, Bacillus, Gluconobacter, Lactobacillus, Leuconostoc, Zymomonas ve Zymobacter), mayalar ve küflerdir (4). Bunun yanı sıra meyve suları genellikle pastörize edildiğinden, son ürün pastörizasyondan sonra kontamine olmadıkça, hayatta kalan mikroorganizmalar ağırlıklı olarak ısıya dayanıklı küfler veya bunların sporlarıdır (4). Meyve suyunun mikrobiyal bozulması esas olarak; bulanıklık, artan CO2 üretimi, kötü tat ve kokuların gelişimidir. Bozulma oranı; meyve suyunun özellikleri (pH, karbon ve azot kaynaklarının konsantrasyonu), bozulmaya neden olan mikroorganizmaların oluşumu ve depolama koşulları (sıcaklık, çözünmüş O2 ve CO2 miktarları) dahil olmak üzere çeşitli içsel ve dışsal faktörlere göre değişir (5).
Doğal Koruyucu Bitkisel Ekstraktlar
Bitkisel kaynaklardan elde edilen ekstraktların; flavonoidler, alkaloidler, saponinler, tanenler, terpenoidler, glikozitler ve diğer polifenol bileşikleri gibi fitokimyasallar açısından zengin olması antimikrobiyal koruyucu etki göstermelerinde etkili olmuştur (6). Kekik, karanfil, tarçın, zeytin yaprağı, sarımsak, zencefil, kişniş, biberiye, üzüm çekirdeği, maydanoz, adaçayı gibi bitkisel ürünler gıdalarda tek başlarına veya diğer koruma yöntemleriyle birlikte doğal antimikrobiyal olarak başarılı şekilde kullanılmaktadır. Böylelikle bunların yapay koruyuculara alternatif olarak kullanılabilmesi tercih edilmelerini artırmıştır (7, 8). Zeytin yaprağındaki fenolik bileşikler arasından en aktif olan oleuropeinin, patojen bakteri (Escherichia coli, Salmonella Typhimurium, S. aureus ve Listeria monocytogenes), mantar ve virüslerin büyümesini önlediği veya geciktirdiği tespit edilmiştir (8). Ayrıca fenolik bileşen proantosiyanidin içeriğince zengin üzüm çekirdeği ekstraktı ve tanen bakımından zengin nar kabuğu ekstraktı da gıda kaynaklı patojenlere karşı antimikrobiyal aktivite sergilemiştir (8, 9).
Meyve Sularında Doğal Koruyucu Kullanımı
Meyve sularının mikrobiyal bozulmasını önlemek için ısıl işlemlerin yanı sıra ısıl olmayan işlemler, kimyasal ve doğal koruyucuların kullanımı ve bu tekniklerin kombinasyonları dahil olmak üzere birçok teknik kullanılır (3, 4). Meyve sularının raf ömrünü uzatmak için yaygın olarak sodyum benzoat, potasyum metabisülfit ve potasyum sorbat gibi kimyasal koruyucular tercih edilir. Bununla birlikte bu koruyucuların; sindirim sorunları, alerjik, kanser, nörolojik durumlar, dikkat eksikliği, hiperaktivite bozukluğu, kalp hastalığı veya obezite ile ilişkisi ortaya konmuştur (3). Böylece kimyasal koruyucuları içermeyen, doğal ve güvenli gıdalara yönelik tüketici talebi ile doğal gıda koruyucularına olan ilgi artmıştır. Bu doğal koruyucuların çoğu GRAS (Genel Olarak Güvenli) olarak kabul edilir (3). Kapoor ve ark. (10), portakal suyuna karabiberden elde ettikleri uçucu yağın ve oleoresinin (etanol ve etil asetat) ve Neba ve ark. (11), Justicia secunda yapraklarından elde ettikleri meyve suyuna zencefil tozu (2.6 g/100 mL) ilavesinin meyve suyunun raf ömrünü artırdığını belirlemişlerdir. Benzer bir çalışmada ise fonksiyonel bir içeceğe doğal koruyucu olarak eklenen portakal kabuğu ve nar kabuğu ekstraktlarının her ikisinin de S. aureus ve E. coli karşı antimikrobiyal aktivite gösterdiği tespit edilmiştir (12).
Sonuç olarak erişilebilirliği ve işlenmesi kolay olan bu doğal bitkisel kaynaklı korucuların başta meyve suları olmak üzere içecek ve gıda endüstrisinde kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Konuyla ilgili daha fazla in vivo ve in vitro araştırmaya ve üniversite-sanayi iş birliklerinin yürütülmesine ihtiyaç vardır.
Kaynaklar
- Butu, M., & Rodino, S. (2019). Fruit and vegetable-based beverages—Nutritional properties and health benefits. A.M.H. Alexandru Mihai Grumezescu (Ed.), Natural beverages, Academic Press, Elsevier, Cambridge, USA (2019), pp. 303-338. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816689-5.00011-0
- Ghosh, V., Mukherjee, A. & Chandrasekaran, N. (2014). Eugenol-loaded antimicrobial nanoemulsion preserves fruit juice against, microbial spoilage, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 114, 392-397. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2013.10.034
- Pandey, A. & Negi, P.S. (2018). Use of natural preservatives for shelf life extension of fruit juices, Fruit Juices Academic Press, 571-605. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-802230-6.00029-1
- Aneja, K.R., Dhiman, R., Aggarwal, N.K., & Aneja, A. (2014). Emerging preservation techniques for controlling spoilage and pathogenic microorganisms in fruit juices. International Journal of Microbiology, 2014, 1-14. https://doi.org/10.1155/2014/758942
- Rawat, S., 2015, Food Spoilage: Microorganisms and their prevention, Asian Journal of Plant Science and Research, 5(4), 47-56.
- Altemimi, A., Lakhssassi, N., Baharlouei, A., Watson, D. G., & Lightfoot, D. A. (2017). Phytochemicals: Extraction, isolation, and identification of bioactive compounds from plant extracts. Plants, 6(4), 42. https://doi.org/10.3390/plants6040042
- Proestos, C., Boziaris, I.S., Kapsokefalou, M., & Komaitis, M. (2008). Natural antioxidant constituents from selected aromatic plants and their antimicrobial activity against selected pathogenic microorganisms. Food Technology and Biotechnology, 46(2), 151-156.
- Sarıca, Ş., & Ürkmez, D. (2016). The use of grape seed-, olive leaf-and pomegranate peel-extracts as alternative natural antimicrobial feed additives in broiler diets. European Poultry Science, 80, 1-13.
- Perumalla, A.V.S. ve Hettiarachchy, N.S., 2011, Green tea and grape seed extracts—Potential applications in food safety and quality, Food Research International, 44(4): 827-839. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2011.01.022
- Kapoor, I. P. S., Singh, B., Singh, S., & Singh, G. (2014). Essential oil and oleoresins of black pepper as natural food preservatives for orange juice. Journal of food processing and preservation, 38(1), 146-152. https://doi.org/10.1111/j.1745-4549.2012.00756.x
- Neba, N. B., Ngwabie, N. M., Anuanwen, C. F., & Nde, B. D. (2021). Simultaneous extraction and pasteurization of a drink from “Blood Root” (Justicia secunda) leaves stabilized with a natural preservative: Optimization and storage. Journal of Food Process Engineering, 44(4), e13646. https://doi.org/10.1111/jfpe.13646
- Selahvarzi, A., Ramezan, Y., Sanjabi, M. R., Mirsaeedghazi, H., Azarikia, F., & Abedinia, A. (2021). Investigation of antimicrobial activity of orange and pomegranate peels extracts and their use as a natural preservative in a functional beverage. Journal of Food Measurement and Characterization, 15(6), 5683-5694. https://doi.org/10.1007/s11694-021-01141-z
