Son yıllarda tüketicilerin taze ya da tazeye yakın özelliklerdeki gıdalara olan talepleri sonucunda yeni işleme yöntemleri üzerinde çalışılmaya başlanmıştır. Bunlardan biri de darbeli elektrik alanı (“Pulsed Electric Field”, PEF) işlemidir.
Yüksek yoğunluklu darbeli elektrik alanı işlemi iki elektrot arasına yerleştirilmiş, sıvı haldeki gıda maddesi üzerinden yüksek voltajdaki (genellikle 20-80 kV/cm arasında) gerilim değişiminin geçirilmesi ile sağlanır. Bunun için doğru akım güç kaynakları ile çalışan kapasitörlerde depolanan yüksek miktardaki enerjinin aniden boşaltılması ile elektrik alanları üretilir. PEF ortam sıcaklığında, ortam sıcaklığının altında ya da üzerinde, bir saniyeden daha kısa bir sürede uygulanır ve bu sayede enerji kaybı ile gıdanın ısınması en az olur. Bu nedenle ısıl olmayan işlem olarak sınıflandırılır. Duyusal ve fiziksel özelliklerin korunması açısından geleneksel ısıtma uygulamalarına göre çok üstündür. PEF uygulamaları sırasında önem taşıyan faktörler elektrik alanların oluşturulması; işlemin gerçekleştirildiği, tekdüze uygulamaya uygun hacmin tasarımı ve bu hacim içinde sıcaklığın çok az yükselmesinin sağlanması; elektroliz etkisinin en az ortaya çıktığı elektrotların tasarımı olmaktadır. Özellikle sürekli sistemlerdeki pastörizasyon uygulamalarında gerek enerji verimliliği gerekse gıdanın özelliklerinin korunması açısından olumlu sonuçlar vermiştir.

Biyolojik hücrelere kısa süreli darbeli elektrik alanının uygulanması ile hücre membranında elektriksel yüklerin oluşması sağlanır ve kritik bir değere ulaşıldığında membran yıkılır. Aslında bu işlem membranın önce küçük moleküllerin geçişine izin verecek şekilde delinmesi, bu moleküllerin hücre içinde birikmesi ile hücrenin şişmesi ve sonucunda çeperlerin yırtılması şeklinde kademeli olarak gerçekleşir. Uygulanan gerilim değişimleri üstel azalma, kare, iki kutuplu, osilasyonlu bir şekilde olabilir. Her birinin mikrorganizma hücre çeperine etkisi farklı olup, hedef mikroorganizmaya uygun seçilmelidir.
Bugüne kadar yapılan uygulamalarda ekmek, süt, portakal ve elma suyu, bezelye çorbası, sıvı yumurtanın raf ömrü artırılmış, bira mayasının fermantasyon özellikleri geliştirilmiştir. İşlem sonucunda gıda maddesinin aseptik olarak ambalajlanması ve soğukta saklanması gerekir.

ABD’de ticari ölçekli çalışan, saatte 1000-5000 litre sıvı gıdayı işleyen PEF sistemleri üretilmiştir. İşlem maliyetinin 0.03-0.07 ABD$/lt olduğu belirtilmektedir. PEF sistemleri üzerinde çalışma yapılması, ticari ölçekli cihazların tasarlanması, ülkemizde PEF ile işlenmiş ürünlerin de pazarda bulunmasına yardımcı olacaktır.
Kaynaklar: 1) U.S. Food and Drug Administration, Center for Food Safety and Applied Nutrition, http://www.cfsan.fda.gov/~comm/ift-pef.html, 2) Ohio State University, http://ohioline.osu.edu/fse-fact/0002.html, 3) Cserhalmi, Zs., Sass-Kiss, A., Toth-Markus, M. And Lechner, N., 2006, Study of pulsed electric field treated citrus juices, Innovative Food Science and Emerging Technologies, 7, pp.49-54, 4) Torregrosa, F., Esteve, M.J. Frigola, A. And Cortes, C., 2006, Ascorbic acid stability during refrigerated storage of orange-carrot juice treated by high pulsed electric field and comparison with pasteurized juice, Journal of Food Engineering, 73, pp.339-345.

Prof. Dr. Y. Onur Devres / İTÜ Gıda Mühendisliği Bölümü