Inactivation of foodborne pathogens and enzymes by ultrasound under pressure at non-lethal and lethal temperatures in apple and orange juices
Non-lethal ve letal sıcaklıklarda basınç altındaki ultrasesin elma ve portakal sularındaki gıda kaynaklı patojenlerin ve enzimlerin inaktivasyonuna etkisi
- Tez No: 340976
- Danışmanlar: PROF. DR. HAMİ ALPAS, PROF. DR. ALEV BAYINDIRLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 275
Özet
Öldürücü ve öldürücü olmayan sıcaklıklarda basınç altındaki ultrasesin UHT uygulanmış elma ve portakal sularında Listeria monocytogenes ve Escherichia coli inaktivasyonu üzerine etkileri değerlendirilmiştir. McIlvaine tampon çözeltisi (pH 3.5) içinde beş L. monocytogenes suşunun ve üç E. coli suşunun MS (35 °C, 110 ?m, 200 kPa) dirençleri arasında belirgin farklılıklar bulunmuş ve en fazla MS direncine sahip olarak L. monocytogenes STCC 5672 ve E. coli O157:H7 suşları belirlenmiştir. Türler arası farklılıklarla ilişkili olarak, L. monocytogenes suşunun E. coli suşundan daha yüksek MS direnci gösterdiği gözlemlenmiştir. Bakteriyel MS direnci üzerine pH ve uygulama ortamı kompozisyonunun önemli bir etkisi olmamasına rağmen ultrases dalgalarının genliği ve basıncın her ikisininde artmasının ultrases etkinliğinin artmasına neden olduğu belirlenmiştir. Farklı genlik (46.5, 90, 110, 130.5 ?m) ve basınç (0, 100, 200 kPa) kombinasyonuna sahip ultrases dalgalarının oluşturduğunu enerjinin asidik meyve sularından geçişi de bu çalışma içinde değerlendirilmiş ve DMS değerleri ile güç girişi arasında üstel bir ilişki bulunmuştur. Güç girdisindeki 116 W?lık bir artış, iki meyve suyundaki mikroorganizma inaktivasyon oranını 10 kat artırmıştır. Ultrases ile birlikte ısı uygulanması (MTS) iki suşunda MS direncini azaltmıştır ve MTS?in L. monocytogenes ve E. coli inaktivasyonu üzerine etkisi MS ve ısı uygulamalarının aynı anda fakat bağımsız olarak uygulanmasıyla elde edilen inaktivasyon etkilerinin toplamından daha fazla olduğu gözlenmiştir. Bu yüzden, asidik meyve sularında MTS?in sinerjistik inaktive etkisi gösterdiği ve bu etkinin büyüklüğünün uygulama şartlarına bağlı olarak değiştiği belirlenmiştir. Öldürücü ve öldürücü olamayan sıcaklıklarda basınç altındaki ultrasesin taze sıkılmış elma ve portakal sularında doğal olarak bulunan polifenoloksidaz (PPO) ve pektinmetilesteraz (PME) enzimlerinin inaktivasyonu üzerine etkileri değerlendirilmiştir. Farklı genlik (90, 110, 130.5 ?m) ve basınç (0, 100, 200 kPa) kombinasyonuna sahip ultrases dalgalarının oluşturduğunu enerjinin asidik meyve sularından geçişi ve bu kombinasyonun enzim inaktivasyonu sırasında oluşturduğu sıcaklık profili de bu çalışma içinde değerlendirilmiştir. Genlik ve basıncın asidik meyve sularının son sıcaklığı üzerine önemli etkileri gözlemlenmiştir. DMS değerleri ile güç girişi arasında üstel bir ilişki bulunmuş ve güç girdisindeki 113 W?lık bir artış, taze sıkılmış elma ve portakal sularındaki PPO ve PME inaktivasyon oranının 10 kat artırmaktadır. Genlik ve basınç artışının taze sıkılmış meyve sularında manosonikasyon (MS) inaktivasyonunun etkisini arttırdığı farkedilmiştir. TT, MS ve MTS uygulamaları karşılaştırıldığında, birlikte uygulanan MTS?in enzim aktivitesinin azaltılmasında daha etkili olduğu bulunmuştur. Elma suyunda bulunan PPO enzimi inaktivasyonu üzerinde MS uygulamasının etkisi, TT ve MTS uygulamalarının etkilerinden daha azdır. PPO düşük ısıl dayanıklılığa sahip bir enzim olarak nitelendirildiğinden, MTS uygulaması sırasında ısıl inaktivasyon daha etkili olmaktadır. Buna karşılık, portakal suyunda bulunan PME enziminin yüksek ısıl dayanıklılığı nedeniyle MS ve MTS inaktivasyonu, ısıl inaktivasyondan daha etkilidir. Bu çalışmaya göre portakal suyundaki PME enziminin ultrases direnci elma suyundaki PPO enziminin direncinden daha fazladır. Uygulama şartlarına bağlı olarak, asidik meyve sularında MTS uygulaması sinerjistik inaktivasyon etkisi göstermekte ve sinerjistik etkinin büyüklüğü iki enzim içinde aynı olarak değelendirilmektedir.
Özet (Çeviri)
The inactivation of Listeria monocytogenes and Escherichia coli suspended in UHT treated apple and orange juices by ultrasound under pressure at nonlethal (Manosonication-MS) and lethal temperatures (Manothermosonication-MTS) was evaluated. Significant differences were found among the MS resistance (35 °C, 110 ?m, 200 kPa) of five strains of L. monocytogenes and three of E. coli in pH 3.5 buffer, being L. monocytogenes STCC 5672 and E. coli O157:H7 the most resistant strains. Regarding the interspecific differences, L. monocytogenes showed higher MS resistance than E. coli. Although pH and treatment medium composition did not significantly change the bacterial MS resistance, the effectiveness of ultrasound increased by both raising the amplitude of ultrasonic waves and the pressure. The energy transmitted to the fruit juices by ultrasonic waves at different combinations of amplitudes (46.5, 90, 110, and 130.5 ?m) and pressures (0, 100, and 200 kPa) was also studied, obtaining an exponential relationship between DMS values and power input: an increase of 116 W increased the inactivation rate approximately 10-fold in both juices. The MS resistance of both species decreased when heat was applied jointly with ultrasound (MTS), which was more effective on inactivating L. monocytogenes and E. coli than the sum of MS and heat acting simultaneously but independently. Therefore, MTS showed a synergistic lethal effect in acidic juices, whose magnitude was dependent on the treatment conditions. The inactivation of polyphenoloxidase (PPO) in freshly squeezed apple juice and pectinmethlyesterase (PME) in freshly squeezed orange juice by ultrasound under pressure at nonlethal (MS) and lethal temperatures (MTS) was evaluated. The temperature profiles of enzyme inactivation and the energy transmission in the fruit juices by ultrasonic waves at different combinations of amplitudes (90, 110, 130.5 ?m) and pressures (0, 100, 200 kPa) were also studied. Amplitude and pressure had significant effects (p ? 0.05) on the final temperatures of acidic fruit juices. An exponential relationship between DMS values and power input was obtained and an increase of 113 W in the energy transferred into the freshly squeezed apple and orange juices by US will make the inactivation rate of PPO and PME increase by 10 times in both juices. Both increasing the amplitude and the pressure caused an increase in the lethality of MS treatment in both freshly squeezed fruit juices. The comparison of the inactivation by thermal treatment (TT) with the inactivation by MS treatment showed that the combined process (MTS) was more efficient on reduction of enzyme activity than TT acting alone. MS was less effective on the inactivation of PPO enzyme than heat and MTS. Thermal inactivation was more effective on the inactivation of PPO in apple juice during MTS; contrary to MS and MTS process, which were more effective on the inactivation of PME in orange juice than on the inactivation of heat, because of the high thermo-stability of PME. Overall, the ultrasonic resistance of PME in orange juice was much higher than the PPO in apple juice. According to treatment conditions, MTS treatment showed a synergistic lethal effect in the acidic fruit juices. The magnitude of the synergistic effect had almost the same values for both enzymes.
Benzer Tezler
- Salmonella spp. ve Escherichia coli'ye etkili bakteriyofajların karakterizasyonu ve gıda uygulamaları
Characterization and food application of phages effective against Salmonella spp. and Escherichia coli
ESRA EKİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL HAKKI BOYACI
- E. coli'de shigatoksin üretiminden sorumlu STX genlerinin ve CRISPR dizilerinin analizi
Analysis of CRISPR sequences and STX genes responsible for shigatoxin production in E. coli
DOĞUKAN GÜL
- Soğukta saklama sırasında ozon gazı uygulamasının çeşitli gıdalarda etkisinin incelenmesi
Effects of gaseous ozone treatment on quality attributes of some foods during cold storage
HÜLYA YARAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEŞE ŞAHİN YEŞİLÇUBUK
- Laktik asit bakterileri tarafından üretilen antimikrobiyal maddelerin gıda patojeni olan mayalar üzerine etkisinin incelenmesi
Analysis of antimicrobial substances produced by lactic acid bacteria and determination of their activity on foodborn spoilage yeasts
AHU ÜNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK HEPERKAN
- Dondurulmuş parmak patates üretiminde haşlama işleminde bulunan gıda patojenlerinin farklı yöntemlerle dekontaminasyonu
Decontamination of foodborne pathogens by different methods during blanching process of frozen french fries
İSMAİL İŞÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gıda MühendisliğiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM ÇAKIR