Plazma aktive su ve ultrason kombine uygulamaları ile minimum işlenmiş havuç dekontaminasyonu
Decontamination of minimally processed carrots by combined plasma-activated water and ultrasound treatments
- Tez No: 1021508
- Danışmanlar: DOÇ. DR. UFUK BAĞCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Trakya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, plazma aktive su (PAW) ve ultrason (US) teknolojilerinin taze havuç (Daucus carota L.) yüzeyinde Escherichia coli ATCC 25922 ve Staphylococcus aureus ATCC 25923 inaktivasyonundaki etkinliği tek başına ve kombine uygulama biçiminde sistematik olarak değerlendirilmiş; belirlenen optimum koşullarda dekontaminasyon işlemlerinin temel kalite parametreleri üzerindeki etkileri +4 °C'de üç haftalık depolama süresince izlenmiştir. PAW üretiminde Plasmatreat OPENAIR atmosferik plazma sistemi kullanılmış; farklı aktivasyon sürelerinde üretilen PAW örnekleri planktonik bakteri modeli üzerinde antimikrobiyal etkinlik açısından karşılaştırılmıştır. En yüksek etkinlik pH 2,50 PAW ile elde edilmiş ve bu koşul sonraki tüm yüzey uygulamaları için seçilmiştir. Seçilen PAW'ın fizikokimyasal stabilitesi; pH, iletkenlik, hidrojen peroksit, nitrit ve nitrat konsantrasyonları izlenerek +4 °C'de üç haftalık depolama süresince karakterize edilmiştir. US uygulamalarında Bandelin Sonopuls HD 4200 ultrasonik homojenizatör (20 kHz, 200 W) kullanılmış; genlik (%50, %75, %100) ve süre (3, 6, 9 dakika) parametreleri optimize edilmiştir. Kombine PAW-US uygulaması ise havuçların PAW içerisindeyken US işlemine tabi tutulması şeklinde gerçekleştirilmiştir. Uygulama süresi tamamlandıktan sonra tüm gruplardaki havuç örnekleri, PAW üretiminde kullanılan 100 mL su ile durulanmış; bu işlem yüzeydeki artık PAW'ın analiz sonuçlarını etkilemesini önlemek amacıyla uygulanmıştır. Havuç yüzeyinde tek başına PAW uygulaması (9 dakika, pH 2,50) E. coli'de 2,01±0,09 log KOB/g, S. aureus'ta 0,73±0,11 log KOB/g azalma sağlamıştır. Tek başına US uygulaması (%100 genlik, 6 dakika, pulsasyon modu 20:10) E. coli'de 1,26±0,18 log KOB/g, S. aureus'ta 1,22±0,19 log KOB/g inaktivasyon sağlamıştır. Kombine PAW-US uygulaması belirgin üstünlük sergilemiş; E. coli yükünde 5,67 log KOB/g, S. aureus yükünde 4,81 log KOB/g azalma elde edilmiş ve tüm replikatlarda tespit limitinin altına gerilemiştir. Bu koşullarda Sinerjik İnhibisyon İndeksi (SII) hesaplamaları, E. coli için +2,53, S. aureus için +2,91 değerleriyle belirgin sinerjik etki ortaya koymuştur. Depolama sürecinde havuç kalite parametreleri incelendiğinde, başlangıçta PAW-US (%100 genlik, 6 dakika, pulsasyon modu 20:10) grubunda istatistiksel olarak anlamlı renk değişimi (ΔE = 6,05±0,56), askorbik asit kaybı (−11,93±1,57%) ve toplam antioksidan aktivite (TAA) kaybı (−9,00±1,35%) gözlemlenmiştir. Bununla birlikte 1. haftadan itibaren tüm kalite parametrelerinde belirgin iyileşme ve artış eğilimi saptanmıştır. 3. haftada gruplar arasındaki farklar büyük ölçüde ortadan kalkmış; β-karoten, askorbik asit ve TAA değerlerinin başlangıç düzeylerini aşması, uygulanan mekanik ve kimyasal stresin dokuda savunma yanıtlarını uyardığına işaret etmektedir. pH'da gözlemlenen asidifikasyon tüm depolama süresi boyunca küçük ve ticari açıdan kabul edilebilir düzeyde kalmıştır. Elde edilen bulgular, PAW-US kombine uygulamasının optimum koşullarda (pH 2,50 PAW + %100 genlik US, 6 dakika) taze havuç yüzeylerinde etkili bir termal olmayan dekontaminasyon yaklaşımı oluşturduğunu; E. coli için 5,67 log KOB/g, S. aureus için 4,81 log KOB/g patojen azalımı sağlayarak başlangıç yükünü tespit limitinin altına indirdiğini ortaya koymaktadır. Bu düzeyde bir indirgeme, işlem sonrası üründe kalan mikrobiyal yükü belirgin biçimde düşürerek, son ürünün EC No 2073/2005 (Avrupa Komisyonu, 2005) kapsamında tanımlanan mikrobiyolojik kabul edilebilirlik kriterleriyle uyumlu bir güvenlik marjı sunmaktadır. Ayrıca uygulama, 14 günlük tüketim süresinde kabul edilebilir kalite korunumu sağlamaktadır. Bu sonuçlar, PAW-US kombinasyonunun minimum işlenmiş taze ürün güvenliğinde klor bazlı dezenfektanlara umut verici bir alternatif oluşturduğuna işaret etmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, the efficacy of plasma-activated water (PAW) and ultrasound (US) technologies in the inactivation of Escherichia coli ATCC 25922 and Staphylococcus aureus ATCC 25923 on fresh carrot (Daucus carota L.) surfaces was systematically evaluated both as individual and combined applications; the effects of decontamination treatments on key quality parameters under optimum conditions were monitored over a three-week storage period at +4 °C. A Plasmatreat OPENAIR atmospheric plasma system was used for PAW production; PAW samples generated at different activation durations were compared in terms of antimicrobial efficacy using a planktonic bacterial model. The highest performance was achieved with pH 2.50 PAW, and this condition was selected for all subsequent surface applications. The physicochemical stability of the selected PAW was characterized over a three-week storage period at +4 °C by monitoring pH, conductivity, hydrogen peroxide, nitrite, and nitrate concentrations. A Bandelin Sonopuls HD 4200 ultrasonic homogenizer (20 kHz, 200 W) was used for US applications; amplitude (50%, 75%, 100%) and duration (3, 6, 9 min) parameters were optimized. The combined PAW-US application was performed by subjecting carrots to US treatment while immersed in PAW. Following each treatment, carrot samples were rinsed with 100 mL of the same distilled water used for PAW production to prevent residual PAW from interfering with subsequent analyses. On carrot surfaces, individual PAW application (9 min, pH 2.50) achieved reductions of 2.01±0.09 log CFU/g for E. coli and 0.73±0.11 log CFU/g for S. aureus. Individual US application (100% amplitude, 6 min, pulse mode 20:10) achieved inactivation of 1.26±0.18 log CFU/g for E. coli and 1.22±0.19 log CFU/g for S. aureus. The combined PAW-US application demonstrated marked superiority, yielding reductions of 5.67 log CFU/g for E. coli and 4.81 log CFU/g for S. aureus, with all replicates falling below the detection limit. Under these conditions, Synergistic Inhibition Index (SII) calculations revealed prominent synergistic effects, with values of +2.53 for E. coli and +2.91 for S. aureus. Regarding carrot quality parameters during storage, statistically significant color change (ΔE = 6.05±0.56), ascorbic acid loss (−11.93±1.57%), and total antioxidant activity (TAA) loss (−9.00±1.35%) were observed in the PAW-US (100% amplitude, 6 min, pulse mode 20:10) group at the initial timepoint. However, a marked improvement and increasing trend across all quality parameters was detected from week 1 onwards. By week 3, differences among groups had largely diminished; the fact that β-carotene, ascorbic acid, and TAA values exceeded their initial levels suggests that the applied mechanical and chemical stress stimulated defense responses in the tissue. The acidification observed in pH remained minor and commercially acceptable throughout the entire storage period. The findings reveal that PAW-US combined application, under optimum conditions (pH 2.50 PAW + 100% amplitude US, 6 min), constitutes an effective non-thermal decontamination approach for fresh carrot surfaces, achieving pathogen reductions of 5.67 log CFU/g for E. coli and 4.81 log CFU/g for S. aureus and thereby reducing the initial load below the detection limit. A reduction of this magnitude markedly lowers the residual microbial load in the post-treatment product, thereby providing a safety margin consistent with the microbiological acceptability criteria defined under EC No 2073/2005 (European Commission, 2005). In addition, the application maintained acceptable quality retention within a 14-day consumption period. These results indicate that the PAW-US combination represents a promising alternative to chlorine-based sanitizers for the safety of minimally processed fresh produce.
Benzer Tezler
- Plazma arkı eldesi ve yüzey bölgesi modifikasyonunda kullanılabilirliği
Başlık çevirisi yok
ÖZKAN ÖZİPEKLİLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİM DEMİRCİ
- Deneysel olarak oluşturulan tıkanma sarılıklarında eritrosit morfolojisi
Başlık çevirisi yok
M.ZEKİ TÜR
- Neutral atoms transport in a finite thickness plasma slab
Başlık çevirisi yok
MOHAMED NAZİH RHİMİ
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. SİNAN BİLİKMEN