GIDA IŞINLAMA İŞLEMİ VE ÖNEMİ

 

Ümit DEMİREZEN¹, Nurcan ÇETİNKAYA²

TAEK

¹ Radyasyon Sağlığı ve Güvenliği Dairesi

²Ankara Nükleer Tarım ve Hayvancılık Araştırma Merkezi

 

ÖZET

Işınlama, çürüme ve bozulmadan kaynaklanan zararın azaltılmasının yanı sıra gıdalara mahsus hastalıklara neden olan organizma ve mikropların kontrolüne dayanan bir metottur. Gıda işlemine yönelik metotların çoğunda enerjinin bir formu veya bu enerjinin değişik şekilleri kullanılarak yapılır.  Gıda ışınlamada pratik uygulamalarının çoğu koruma amacına dayanır. Radyasyon; bakteriler, gıdaların bozulmasına sebep olan mikroorganizmaları, küf ve mayaları inaktive eder. Radyasyon meyve ve sebzelerde, olgunlaşmayı ve bununla birlikte normal biyolojik değişiklikleri ve son aşamada da yaşlanma halini kontrol ederek, taze meyve ve sebzelerin raf ömürlerini uzatmada etkendir.   Aynı zamanda radyasyon,  depolanma sırasındaki gıda zararlarını, böcek ve haşere, parazit kurtçukları ve hastalığa neden olan organizmaları yok eder  Radyasyon dozu, gıda tarafından soğurulan radyasyon enerjisi miktarıdır. Her farklı tür gıda için uygun dozun verilmesi çok önemlidir. Gıdaya verilmesi gereken uygun dozun üzerinde doz verilmesi, ürüne zarar vererek, ürün kalitesi  bozabilir. Soğurulan doz birimi için kullanılan özel isim Gray dir. Gray (Gy) iyonize radyasyonun maddenin 1 kilogramının soğurduğu 1 joule’lük enerji miktarı anlamına gelir. Gıda ışınlamasında kullanılmak üzere FAO/WHO Codex Alimentarius Komisyonu tarafından tavsiye edilen radyasyon dozu   10 kGy’i geçemez. Bu değer, suyun 2.4 ⁰C sıcaklık artışı için ihtiyaç duyulan ısı miktarına eşittir. 

 

GİRİŞ

 İyonlaştırıcı radyasyonla yapılan ilk deneyler bakterilerin öldürülmesine dayanmaktaydı. Gıdaların bozulmasına sebep olan bakteriyi yok etmek için yeni keşfedilen bu enerjinin  kullanılmasında  birçok  çalışmalar yapılmıştır. Bilimsel olarak ilginç ve ümit verici bu çabalar, gıda endüstrisinde iyonlaştırıcı radyasyonun kullanılmasını yaygınlaştıramadı. Bunun sebebi, bu yüzyılın sonuna kadar endüstriyel uygulamalar için talep edilen miktarı, radyasyon kaynaklarının elde ediliş yöntemlerinin yolu ve uygun olmayan ücretlerde satılmasıydı.         Beyaz patates ve frenk salatasının (hindiba) yeşillenmesinin önlenmesi, soğan ve patatesin filizlenmesinin engellenmesi [1],   muzun olgunlaşması ışınlama yöntemi ile geciktirilir.   Gıda işleminin diğer şekillerinde olduğu gibi, radyasyonla da gıda üzerinde  bazı yararlı kimyasal değişiklikler  yaratılabilir. Buna örnek olarak, baklagillerin yumuşamasını ve böylece pişirme süresinin kısalması söylenebilir [2].

 

Gıda Işınlamasında

 Temel Kriterler

Gıdalar sadece teknolojik bir ihtiyaç duyulduğunda veya gıda hijyenini sağlamak için şınlanmalıdır.

Bozulmuş gıdalar insan tüketimine sunulmak üzere ışınlanamaz. Hasat veya üretim sonrası gerçekleştirilen işlemler, depolama ve taşıma koşulları gıda hijyeni konusundaki Codex Genel Standardını, her bir ürün için  geçerli olan mevcut yasal gerekleri sağlamak zorundadır. Gıda ışınlama İyi Üretim Uygulamasının (IÜU) yerini tutmak için kullanılamaz. Gıda kalitesi: Uygulanan ışınlama dozu teknolojik ve halk sağlığı amaçlarını karşılamalı ve İyi Işınlama İşlemi Uygulamasına (İIİU) uygun olmalıdır.

Yığın halinde ışınlanacak ürünler için ise (HACCP) Hazards Analysis and Critical Control Point  kuralları izlenerek yeniden böceklenme ve kontaminasyon önlenmelidir [2].

Işınlanacak gıda ambalajların hijyen ve kalite özelliklerini taşıyor olması, ürün taşıma sistemi ve ışınlama kaynağının tipi çok önemlidir.

 

GIDA IŞINLAMASI  YAPAN TESİS TİPLERİ :

 

Gıda ışınlama tesisi, gıdaların uygun bir ışınlama kaynağıyla güvenli bir şekilde ışınlanması için tasarlanmış, radyasyon güvenliği ve hijyenik koşullara uygunluğu lisanslanarak tescil edilmiş kaynak, donanım ve çalışma sistemlerini içerir.

 Radyodalgası, mikrodalga gibi dalga tipleri büyük dalga boylarına sahip olduklarından enerjileri düşüktür. Bu yüzden molekülün hareketi sağlanmasına rağmen, molekül içindeki atomu yapısal bir değişikliğe uğratacak enerji değildir. İyonizan radyasyon daha küçük dalga boylarına sahip olan  enerjileridir Radyasyon madde içinden geçerken, maddeyi oluşturan atom ve moleküller ile çarpışır ve etkileşir. Tek bir çarpışma yada etkileşmede radyasyon, genellikle enerjisinin çok küçük bir kısmını atom yada moleküllere aktaracaktır. Atom yada molekül etkileşme sonunda  bir iyona dönüşebilir.

İonlaştırıcı radyasyon,  iyonlaştırılmış atom yada molekül yığınından ayrılır ve farklı

 

yönde hareket edebilir. Bu enerji, gıda veya malzeme  içinden geçerken, gıdayı ve malzemeyi radyoaktif hale getiremez.

 

Işınlama Kaynakları:

Gıda ışınlama işlemlerinde  kullanılan radyasyon kaynakları

·          Gama ışınları

·          X- ışınları  

·          Elektron hızlandırıcılarıdır.   

 

Gama ışınlarından yararlanılarak, tıbbi ürünlerin sterilizasyonu ve gıda ışınlaması yapılan tesislerde radyoaktif kaynak olarak Co⁶⁰ veya  Cs¹³⁷ kullanılır [5] Tablo 1. Gıda ışınlama tesisleri, ışınlayıcı tipi, taşıyıcı sistem ve çalıştırma şekli ile sınıflandırılır. Gıda ürünleri tesis içinde ışınlamanın yapılacağı yere kaynak zırhlı iken (parti işlem) veya açıkken (sürekli işlem) her iki şekilde de taşınabilir. Gıda ürünleri ya düzgün ve kontrollü hızda ( sürekli taşıma) kaynağın önünden geçirilerek yada kontrollü zaman aralıklarında farklı konumlarda kalmak koşulu ile  ışınlanma yapılır. Tüm gıda ürünleri plaka şeklindeki konfigürasyona  sahip kaynak etrafında belirli bir geometri de dolaşırlar.

 

 

                          Tablo 1.  Co 60 ve Cs 137 radyoaktif  kaynakların özellikleri

 

X-ışınları, elektron  hızlandırıcılarında üretilmiş yüksek enerjili elektronların tungsten bir plakaya çarptırılması ve bu çarpışma sonucu elektronlar durdurulurken elektronların kaybettiği enerji X ışınları olarak yayınlanır. Bu olaya Bremmstrahlung (Frenleme ışını) olayı, çıkan X ışınlarının oluşturduğu sürekli spektruma da Bremmstrahlung adı verilir.

 X-ışını üreten kaynaklar 5 MeV ve daha düşük enerjidedir [4].  Malzemeye giriciliği ve doz hızı yüksek olduğu için  ı

şınlama süresi kısadır. Çeşitli yoğunluktaki ürünler tek ve birbirinden bağımsız olarak ışınlanabilir. Işınlama  tek yönlü olduğundan ürün kutu boyutları gama ışınlamasındaki kutu boyutlarından daha küçüktür.

 

Elektron hızlandırıcıları, elektronları ışık hızına yakın bir hıza ulaştırma kapasitesindeki cihazlarda üretilirler. Bu ışın demeti jeneratörlerinde enerji kaynağı  olarak şehir şebekesindeki  enerji kullanılır. Gıda ışınlamasında  kullanılan  elektron hızlandırıcıları, 10 MeV den daha düşük   enerjideki cihazlardır. Malzemeye giriciliği düşüktür.  Bu nedenle küçük boyutlu  ve yoğunluğu düşük olan ürünler ışınlanır. Doz hızı yüksek olduğu için ışınlama süresi kısadır. Çeşitli yoğunluktaki ürünler tek ve birbirinden bağımsız olarak ışınlanabilir.

 

Işınlama Tesisi ve çalışan personel kriterleri

 

·         Ürün yükleme ve boşaltma işlemlerinin kolay ve basit olarak yapılabilmesi,

·         Işınlanmış ve ışınlanmamış ürünlerin depolanabilmesi için gerekli sıcaklık koşulları,

·         Işınlanmış ve ışınlanmamış ürünlerin karışmasını önlemek için ayrı depolama alanları,

·         Çalışan personel için uygun çalışma ortamı ve yaşama alanı.

 

·         Tesislerde bulunan personel yeterli ve eğitilmiş kişilerden oluşmalıdır.

·          Tesis personeli Codex Genel Standardında personel hijyeni konusundaki hükümleri sağlamak zorundadır.

·         Aynı şekilde Işınlanmış Gıdaların Codex Genel Standardında belirtilen hükümlere uygun çalışmak zorundadır.

·         Tesis müdürü, personel tarafından alınan eğitim konusundaki dökümanları saklamak zorundadır.

 

 

 

Radyasyon Dozu  

Radyasyon dozu, gıda tarafından soğurulan radyasyon enerjisi miktarıdır. Her farklı tür gıda için uygun dozun verilmesi çok önemlidir. Gıdaya verilmesi gereken uygun dozun üzerinde doz verilmesi, ürüne zarar vererek, ürün kalitesi  bozabilir. Soğurulan doz birimi için kullanılan özel isim Gray dir. Gray (Gy) iyonize radyasyonun maddenin birim kütlesinin soğurduğu enerji miktarı anlamına gelir. 1 Gy, kilogram başına 1 Joule’lük enerji dir.

1 Gy = 100 Rad (Radyasyon absorblama dozu) dır.

Şu anda gıda ışınlamasında kullanılmak üzere FAO/WHO Codex Alimentarius Komisyonu (STAN 106-1983), tarafından tavsiye edilen radyasyon dozu 10.000 Gy yani 10 kGy’i geçemez [6]. Bu değer, suyun 2.4 ⁰C sıcaklık artışı için ihtiyaç duyulan ısı miktarına eşittir.  Işınlanmış gıdaların Kodeks Genel Standardının  (STAN 106-1983), revizyonu için hazırlanıp önerilen taslak Kodeks Alimentarius Komisyonundadır.  Revizyonda en önemli değişiklik önerisi 10 kGy maksimum doz limitinin kaldırılmasıdır. FAO/IAEA/WHO-1997 Çalışma grubu 10 kGy maksimum doz limiti yerine “İstenilen teknolojik amaca ulaşmak için uygun dozla ışınlanan gıda tüketim için güvenlidir ve besin değeri yönünden yeterlidir” ifadesini önermiştir.

 

Gıda ışınlamada doz grupları

         Düşük – radurizasyon (≤1 kGy),

  Orta – radisidasyon (≤10 kGy) ,

  Yüksek – radapertizasyon (>10 kGy) olarak sınıflandırılmaktadır.

Tablo 2. Farklı Gıda Işınlama Uygulamalarında Doz Gereksinimleri

 

 

Doz grubu	Amaç	Doz (kGy)	Ürün
	Filizlenmenin engellenmesi	0.05 - 0.15	Patates, soğan, sarımsak, zencefil vb.
Düşük doz (≤1)	Böcek ve parazit dezenfeksiyonu	0.15 - 0.50	Tahıllar ve baklagiller, taze ve kurutulmuş meyveler, kurutulmuş balık ve et
	Fizyolojik işlemlerin geciktirilmesi (Ör: Olgunlaşma)	0.50 - 1.0	Taze meyve ve sebzeler
	Raf ömrünü uzatma	1.0 - 3.0	Taze balık, çilek vb.
Orta doz (≤10)	Patojen mikroorganizma ve bozulmanın önlenmesi	1.0 - 7.0	Taze ve dondurulmuş deniz ürünleri, çiğ yada dondurulmuş et ve tavuk eti vb.
	Gıdanın teknolojik özelliklerinin geliştirilmesi	2.0 - 7.0	Üzümler (artan üzüm suyu miktarı), kurutulmuş sebzeler (azalan pişirme süresi vb.)
Yüksek	Endüstriyel sterilizasyon	30 - 50	Et, kümes hayvanları, su ürünleri, hazır gıdalar, sterilize edilmiş hastane gıdaları
doz (>10)	(Uygun sıcaklık kombinasyonunda) Belirli gıda katkı maddeleri ve bileşenlerin dekontaminasyonu	10 - 50	Baharatlar, enzim karışımları, doğal sakız vb.

              Tablo 2. Gıda gruplarında belirli teknolojik amaçlara göre uygulanmasına izin verilen

                           ışınlama dozları

 

DOZİMETRELERİN SINIFLANDIRILMASI

Gıda ışınlama sırasındaki tüm işlem kontrol parametreleriyle, dozimetrik ölçüm kayıtlarının tutulması ve muhafazası zorunludur. Bu nedenlerle ışınlanan her bir parti gıda için en az iki kontrol dönemi saklanacak bir kayıt bulundurulur. Tesis içinde tutulan kayıtlar ulusal otoriteler tarafından yapılacak denetlemelere açık olmalıdır.

 Dozimetreler kullanım amaçlarına göre; referans standart dozimetreler, rutin  dozimetreler ve referans transfer dozimetreler diye sınıflandırılırlar [3]. Ayrıca gıdaların hangi dozda ışınlandığını gösteren doz indikatörleride dozimetre gibi kullanılmaktadır [7].

 

 

a. Referans standart dozimetreler

Kalorimetre (birincil standart) ve fricke (ikincil standart) çözeltisi radyasyon alanlarında ve rutin dozimetrelerin kalibrasyonunda kullanılır.

İyon odaları, standart dozimetre olarak radyasyon terapisinde ve radyasyon korunmasında kullanılan, uygulanabilir doz aralığı geniş ve yüksek doz hızlarında hassas doz ölçümü yapabilen bir dozimetredir.

 

 b. Rutin dozimetreler

Rutin dozimetrelerin performansları referans dozimetreler kadar iyi değildir çevre faktörlerinden  etkilenirler. Ucuz ve kullanımların kolay olması nedeni ile çok sayıda dozimetre kullanımı gerektiren doz haritalama ve rutin doz kontrollü için uygun dozimetrelerdir.  Rutin dozimetreler bir referans dozimetre kullanılarak kalibre edilmeli ve bir kalibrasyon eğrisi hazırlanmalıdır.

 

1.Sıvı kimyasal dozimetreler

·         Serik Seroz dozimetresi

·         Ethanol klorobenzen dozimetresi (ECB)

·         Potasyum dikromat (K₂Cr₂O₇)

·         Radyokromik boyar madde çözeltileri

 

2.Katı Dozimetreler

          a) Boyalı polimetilmetakrilat (PMMA)                    dozimetreler   

                Dozimetre          Doz aralığı (kGy)

                gamma chrome           0,1-3

                amber perspex            1-30

                red perspex                 5-50

                gammex                      5-50

           b) Selüloz triasetat (CTA) dozimetre

           c) Radyokromik film dozimetreler

           d) Termolüminesans dozimetreler (TLD)

 

 

Doz gruplarına göre gıda maddelerine uygulanacak ortalama ışınlama dozu, gıdanın özellikleri itibarıyla girdiği bir gıda grubuna uygun doz sınırları içerisinde istenen teknolojik amaca göre seçilir.

Ülkemizde Gıda Işınlama Yönetmeliği 6 Kasım 1999 tarihinde Resmi Gazete’de yayınlanarak yürürlüğe girmiştir. Bu yönetmelik ile gıda gruplarına göre izin verilen ortalama doz üst sınırları Tablo 3’de verilmiştir.

 

Tablo 2. Farklı Gıda Işınlama Uygulamalarında Doz Gereksinimleri

 

 

 

Gıda Grubu	Amaç	Doz (kGy)
		Min.	Maks.
Grup1-Soğanlar, kökler ve yumrular	Depolama sırasında filizlenme, çimlenme ve tomurcuklanmayı önlemek		0,2
Grup 2- Taze meyve ve sebzeler (Grup 1’in dışındakiler )	a)Olgunlaşmayı geciktirmek b)Böceklenmeyi önlemek c)Raf ömrünü uzatmak d)Karantina kontrolü	(x)	1,0 1,0 2,5 1,0
Grup3-Hububat, öğütülmüş hububat ürünleri,kabuklu yemişler, yağlı tohumlar, baklagiller,kurutulmuş sebzeler ve kurutulmuş meyveler	a)Böceklenmeyi önlemek b)Mikroorganizmaları azaltmak c)Raf ömrünü uzatmak		1,0 5,0 5,0
Grup 4- Çiğ balık, kabuklu deniz hayvanları ve bunların ürünleri ( taze veya dondurulmuş), dondurulmuş kurbağa bacağı	a)Bazı patojenik mikroorganizmaları azaltmak b)Raf ömrünü uzatmak c)Paraziter enfeksiyonların kontrolü	(x)     (xx)	5,0 3,0   2,0
Grup 5- Kanatlı, kırmızı et ile bunların ürünleri ( taze veya dondurulmuş)	a)Bazı patojenik mikroorganizmaları azaltmak b)Raf ömrünü uzatmak c)Paraziter enfeksiyonların kontrolü	(x)     (xx)	7,0 3,0   3,0
Grup 6- Kuru sebzeler, baharatlar,kuru otlar, çeşniler ve bitkisel çaylar	a)Bazı patojenik mikroorganizmaları azaltmak b)Böceklenmeyi önlemek	(x)	10,0(xxx) 1,0
Grup 7- Hayvansal orijinli kurutulmuş gıdalar	a)Böceklenmeyi önlemek b)Küflerin kontrolü		1,0 3,0

Tablo 3. Gıda Işınlama Yönetmeliğine Göre İzin Verilen Işınlama Dozları

 (x) Minimum doz düzeyi belli bir zararlı organizma için belirlenebilir.

(xx) Minimum doz düzeyi gıdanın hijyenik kalitesini temin edecek düzeyde belirlenebilir.

(xxx) 10 kGy’in üzerindeki maksimum doz düzeyleri, gıdanın tümündeki minimum ve maksimum doz ortalaması 10 kGy’i aşmayacak şekilde uygulanır.