Su aktivitesi ve gıda muhafazasındaki ekolojik önemi

bianet’te önceki hafta yer alan yazımda gıdaları uzun süre dayandırabilmek için, gıdalardaki su içeriğini azaltmanın ya da gıdalardaki suyu mikroorganizmalar için kullanışsız kılmanın taşıdığı öneme dikkat çekmiştim.

Yazı yayınlandıktan sonra okurlardan gıdalardaki su içeriği, bağlı su ve serbest su hakkında çeşitli sorular geldi.

Bu yazıda gıdalardaki bağlı su ve serbest su hakkında en önemli kavramlardan biri olan su aktivitesini ele alarak bana gelen sorulara bir yanıt vermeye çalışacağım.

Önce kısa bir hatırlatma yaparak bağlı su ve serbest su hakkında kısaca bilgi vermek istiyorum.

Gıdalarda bulunan suyun bir kısmı gıdaların içinde bulunan protein, yağ, şeker gibi besin öğelerine kimyasal olarak bağlı, bir kısmı ise serbest formda bulunur. Serbest suyu gıda içindeki herhangi bir bileşen ile kimyasal bağ kurmamış, gıdanın yapısından kolayca uzaklaştırılabilir, buharlaştırılabilir su olarak düşünebiliriz.

Bir gıda maddesine şeker ya da tuz gibi gıda içinde bulunan serbest su ile kimyasal reaksiyona girerek onunla bağ kuran, kimyasal olarak bağlayan, bileşenler eklemek gıda içinde bulunan serbest su miktarını azaltır.

Serbest su miktarının azalması mikrobiyolojik bozulmaların geciktirilmesi ya da engellenmesi anlamına gelir. Peki, bu nasıl olur?

Bu konunun bilimsel olarak açıklanması su aktivitesi kavramının anlaşılmasına bağlıdır. Çerçevesi epeyce geniş olan bu kavramı çok genel hatlarıyla anlatmaya çalışacağım.

Su aktivitesi nedir?

Gıdalardaki su ile ilgili en önemli kavramlardan biri su aktivitesidir. Su aktivitesi gıdadaki suyun buhar basıncının aynı sıcaklıktaki saf suyun buhar basıncına oranı olarak tanımlanmaktadır.

Çok detaya girmeden, özetle söylemek gerekirse su aktivitesi bir gıdadaki kullanılabilir ya da serbest halde bulunan su ile ilgili bir kavramdır. Bir gıdanın su aktivitesi değeri ölçüm cihazları ile belirlenebilir. Formülü aşağıda belirtilmiştir.

a_w= P (Gıdadaki suyun buhar basıncı) / P₀ (Saf suyun buhar basıncı)

Saf suyun buhar basıncı 1 olarak kabul edilir. Gıda maddelerinde suyun yanı sıra protein, yağ, karbonhidrat vb. gibi çeşitli besin öğeleri de bulunur ve bu öğeler gıdadaki suyun bir kısmını bağlayarak gıdanın buhar basıncının saf suya kıyasla daha düşük olmasını sağlar.

Bu nedenle gıdaların su aktivitesi değerleri saf sudan (yani içinde protein, yağ, karbonhidrat vb. gibi bileşenleri içermeyen sudan) düşük olacak ve 0 ile 1 arasında bir değer alacaktır.

Gıdaların içerdiği su miktarı arttıkça su aktivitesi değeri de artış gösterir. Su aktivitesi değeri yüksek olan gıdaların nemli, sulu ve yumuşak, düşük olanlarında kuru ve gevrek oldukları söylenebilir.

Su aktivitesi yüksek gıdalar mikroorganizmaların gelişmesine çok elverişli gıdalardır. Su aktivitesi bir değerinden sıfır değerine doğru yaklaştıkça, yani azaldıkça gıdalardaki mikroorganizmaların faaliyetleri yavaşlar ve bir noktadan sonra da durur. Ancak bu konuda bakteriler, mayalar ve küfler arasında çeşitli farklılıklar bulunduğunu belirtmeliyim.

Bazı gıdalardaki su aktivitesi değerleri aşağıda belirtilmiştir. (*)

Su aktivitesi değeri ne anlatır?

Yukarıdaki tabloda yer alan bilgileri nasıl yorumlayacağız? Bu yazıda amacımız gıdalarda mikroorganizmaların gelişmesini sınırlayan faktörlerden biri olan su hakkında bilgi vermekti. Bu çerçevede bilinmesi gereken en temel bilgi gıdalarda faaliyet gösteren mikroorganizmaların farklı su aktivitesi değerlerinde faaliyet gösterebildikleridir.

Yüksek su aktivitesi değerleri gıdaların su içeriğinin düşük su aktivitesi değerlerine kıyasla daha fazla olduğunu gösterir. Öyleyse bakteriler, mayalar ve küfleri faaliyet gösterdikleri su aktivitesi değerlerine göre bir sıralamaya tabi tutabiliriz.

Bunu yaparak bir gıda maddesinin su aktivitesi değerini hangi noktaya düşürdüğümüzde onu daha iyi muhafaza edebileceğimizi tespit edebilir ve hangi mikroorganizmalar tarafından bozulabileceklerini de tahmin edebiliriz.

Gıdalarda bozulma yapan bakteriler için faaliyet gösterebildikleri minimum su aktivitesi değeri 0.90’dır. Gıdadaki su aktivitesi değeri 0.90’ın altına düştüğünde bakteriler artık faaliyet gösteremezler.

Bozulma yapan mayalar için faaliyet gösterebilecekleri minimum su aktivitesi değeri 0.88’dir.

Susuzluğa en dirençli olan mikroorganizmalar küflerdir.

Küflerin faaliyet gösterebildiği minimum su aktivitesi değeri 0.80 olarak belirlenmiştir.

Bir başka deyişle su aktivitesi değeri 0.80’in altına düşen gıdalarda küfler de faaliyet gösteremez. Bu nedenle su aktivitesi değeri düşük olan bir gıda maddesi (örneğin reçeller, salçalar) bakteriler ya da mayalar tarafından bozulmadan ya da bir bozulma belirtisi göstermeden (örneğin bir kokuşma ya da ekşime olmadan) küfler tarafından bozulabilir.

Tabloda belirtilen değerler bize su aktivitesi değeri baz alındığında hangi gıda maddesinin hangi mikroorganizmalar tarafından bozulacağını ya da bozulmaya hassas olduğunu gösterir.

İstisnalar var

Su aktivitesi 0.80 değerinin altında faaliyet gösteren ancak çok yaygın olarak bulunmayan mikroorganizmalar da vardır. Örneğin:

• Halofilik (tuzu seven) bakteriler 0.75
• Kseorofilik (kuruluğa dirençli) küfler 0.61
• Ozmofilik (Yüksek şeker konsantrasyonunu seven) mayalar 0.61

Olarak belirlenen epeyce düşük su aktivitesi değerlerinde faaliyet gösterebilirler.

Ekolojik önemi

Yiyecekleri ev koşullarında muhafaza ederken su aktivitesi değerlerini dikkate alarak saklamak raf ömürleri ve olası bozulma etkenleri hakkında bize bir bilgi verecektir.

Su aktivitesi değeri gıda maddelerinin bulundukları ortamın bağıl nem değerine göre bünyelerindeki suyun bir kısmını kaybedecekleri ya da ortam neminin bir kısmını bünyelerine alacaklarını da ifade eder.

Başka bir ifade ile kuru bir gıda nemli bir ortamda nem çekecek; nemli bir gıda ise kuru bir ortamda tutulursa nem kaybedecektir.

Dolayısıyla evde saklanan gıda maddelerinin uygun sıcaklıkta, hava ve nem almayacak şekilde paketlenerek saklanmaları raf ömürlerini uzatacaktır.

Bir gıdanın raf ömrünün uzaması ise üretilen ama tüketilmeden çöpe giden gıda miktarının azalması anlamına gelir ve bunun taşıdığı ekolojik değer göz ardı edilmemelidir. (BŞ/EKN)

***

(*) Yazıda yer alan tablolar Ankara Üniversitesi Gıda Mühendisliği Öğretim Üyesi Prof. Dr. Kamuran Ayhan tarafından hazırlanan bir yayından derlenmiştir. Mikrobyoloji.org sitesinde yer alan yayın için tıklayın.