MAKALELER

Gıda kaynaklı hastalıklar tüm dünyada yaygın olan bir konudur. Gıda kaynaklı akut enfeksiyonlar ve zehirlenmeler, günümüzde geçmişe göre daha büyük bir sorun oluşturmaktadır. Gıda kaynaklı hastalıkların görülme sıklığını azaltmanın kilit noktası güvenli gıda tedarik edebilmektir (Poçan ve ark., 2011). Birçok gıda işletmesinde HACCP sistemi uygulanıyor olmasına rağmen gıda kaynaklı hastalıklar gıda hizmeti sektöründe hala ortaya çıkmaktadır ve bu durum gıda tedarik sistemlerinde hala tehlikelerin mevcut olduğunun da bir göstergesidir (Chang, 2003). Günümüzde güvenli gıdanın tedarik edilmesi işleme, nakliye ve saklama işlemlerinin karmaşıklığından ötürü zordur (Huang et al., 2008).

Gıdalarda bulunan mikroorganizmalar insanlarda ciddi sağlık sorunlarına yol açtığından gıda güvenliği geçmişten günümüze daha da önemli bir konu haline gelmiştir. Gıdalarda en sık rastlanan patojenler, virüsler, özellikle de norovirüsler ve Hepatit A virüsü, Cryptosporidium,ve Cyclospora gibi parazitler, Aspergillus ve Penicillium türü küfler ve Salmonella spp., E. coli O157:H7, Clostridium botulinum, Listeria monocytogenes Bacillus cereus, Campylobacter jejuni, Clostridium perfringens, Shigella spp., Staphylococcus aureus, Vibrio spp. ve Yersinia enterocolitica gibi bakterilerdir. Patojen mikroorganizmaların inhibe edilmesi gıda güvenliği sağlamanın en önemli basamaklarından biridir (Doyle, 2005; Turantaş, 2016). Bu noktada en önemli basamağı ise temizlik ve dezenfeksiyon kavramları oluşturmaktadır (Poçan, 2010).

Temizlik; bulaşan, kalıntı ve kirlerin uzaklaştırılması iken dezenfeksiyon mikroorganizmaları öldürmek veya üremelerini önlemek amacıyla yapılan işlemdir (Karakaya, 2008). Gıda sektöründe mikrobiyal güvenlik için klor veya klor dioksit kullanımı yaygın uygulamalardır (Poçan ve ark., 2011).
Birçok gıdanın dezenfeksiyonunda klor dioksit, sodyum hipoklorit, hidrojen peroksit, laktik asit, asetik asit, ozon, peroksi asetik asit, ultraviyole ışın ve minimum düzeyde radyasyon gibi çeşitli maddeler ve yöntemler kullanılır (Doyle, 2005). Bu maddeler ve yöntemler ürünlerdeki bakterileri tamamen yok etmekte çok da başarılı değildir ayrıca potansiyel toksisiteleri de bulunmaktadır (Turantaş, 2016).

Klor ile dezenfeksiyon işlemi, meyve-sebze ve et endüstrisinde sık kullanılan bir yöntemdir çünkü klor mikroorganizmalar üzerinde inhibe edici ve öldürücü bir etkiye sahiptir. Bu etki ise hipokloröz asit (HOCl) formundaki serbest klor miktarına bağlı olarak ortaya çıkmaktadır. Fakat HOCl, pH’ya bağlı olarak çözünür ve bazı maddeler ile temas ettiğinde yok olma, aktivitesini kaybetme gibi dezavantajlara sahiptir. Ayrıca buharı da tahriş edici bir özellik gösterir (Abadias et al., 2008; Turantaş, 2016).

Çeşitli mikroorganizma türleri üzerinde antimikrobiyal etkiye sahip olan elektrolize suyun (ES) dezenfektan olarak kullanımı son yıllarda yaygınlaşmıştır (Turantaş, 2016). Güçlü asidik elektrolize su (SAEW) veya elektrolize kuvvetli asit sulu çözeltisi (ESAAS) olarak da bilinen elektroliz oksitleyici (EO) su, ilk olarak Japonya'da kullanılan yeni bir antimikrobiyal ajandır (Huang et al., 2008). Çeşitli mikroorganizmalara karşı antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu bildirilmiştir (Huang et al., 2008).

1980’lerde ilk elektrolize su asidik tipte geliştirilmiş ve tıbbi bir ürün olarak kullanımı söz konusu olmuştur. Sonralarda, bakterilerin inaktivasyonunun birçok gıdayı güvenli tutma aşamasında gerekli olduğundan dolayı gıdalarda da kullanımı başlamıştır (Hati et al., 2012).

Son yıllarda, EO suyu, tarım, diş hekimliği, tıp ve gıda endüstrisinde kullanılan bir dezenfektan olarak ilgi görmüştür (Huang et al., 2008). Gıda endüstrisinde kesme tahtaları, kanatlı karkası, yumurta, marul, yonca tohumları, filiz, armut, elma, şeftali, domates, çilek ve gıda işleme ekipmanları için etkili bir antimikrobiyal ajan olarak gösterilmiştir (Huang et al., 2008).

EO suyu; glutaraldehit (Sakurai et al., 2003), sodyum hipoklorit ve asetik asit (Ayebah et al., 2005) gibi geleneksel temizlik maddelerinden daha etkili, daha az tehlikeli ve daha ucuzdur. Ayrıca üretiminde hiçbir tehlikeli kimyasal eklenmediğinden çevre ve kullanıcıların sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri daha azdır. İnsan vücudunda herhangi bir zarara yol açmadığı da belirtilmektedir (Mori et al., 1997; Huang et al., 2008).

ELEKTROLİZE SU
Elektrik akımının elektrolit içinde iletilmesi ile sıvı içerisinde çözünen bileşiklerin ayrıştırılması elektroliz işlemi ile yapılır. Su elektrolit olarak kullanıldığında suyun elektrolizi gerçekleştirilir. Bu olay sonucunda ise elektrolize su oluşur. İki elektrottan oluşan elektroliz kabı veya tankında gerçekleştirilen bu işlemde elektrotlar anot ve katot olarak ifade edilir. Anotta elektron verme gerçekleşirken katotta elektron alma gerçekleşir (Anonim, 2010). Elektroliz işlemi, redoks reaksiyonları tabanlı bir işlemdir. Bir redoks çiftinin elektron kaybetmesi yükseltgenme indirgenme potansiyeli (YİP) veya redoks potansiyeli olarak ifade edilir (Millioğlu, 2006; Poçan ve ark., 2011).

25°C’deki saf suda elektrik taşıyacak yeterli iyon yoktur, bu nedenle elektrolitin içine iletkenliği arttıracak maddeler eklenir. Örnek olarak potasyum hidroksit ve sodyum klorür verilebilir (Tagawa et al., 2008). Elektrolize suyun hazırlanmasında NaCl kullanılırsa suyun dezenfektan etkisi de arttırılabilir. Bu şekilde oluşturulan elektrolize suda sodyum hipoklorit (NaClO) oluşur ve bu bileşik patojenler üzerinde dezenfektan etkisi olan bir bileşiktir (Rutala and Weber, 1997; Poçan ve ark., 2011).

Seyreltik NaCl çözeltisi membranla ayrılmış anot ve katot içeren elektroliz sisteminin elektrolitik ünitesinden geçirildiğinde elektrolize su elde edilmektedir (Turantaş, 2016). Bu işlemde düşük pH-yüksek ORP değerli ve yüksek pH-düşük ORP değerli iki farklı su elde edilir (Hati et al., 2012).

Elektrolize Oksitleyici (EO) Su Oluşumu ve Özellikleri
EO suyu başlangıçta Japonya'da geliştirilmiştir (Shimizu and Hurusawa, 1992). Gıda güvenliğinde önemli olan çoğu patojen bakteri üzerinde güçlü bakterisidal etkilere sahip olduğu bildirilmiştir. EO suyu, bir elektrolitik hücrede seyreltilmiş bir tuz solüsyonu geçirerek üretilir; buradaki anot ve katot bir membranla ayrılır. Elektrotlar doğru akım voltajlarına tabi tutulduğunda, seyreltilmiş tuz çözeltisindeki klorür ve hidroksit gibi negatif yüklü iyonlar elektronları bırakmak ve oksijen gazı, klor gazı, hipoklorit iyonu, hipokloröz asit ve hidroklorik asit oluşturmak için anoda hareket ederken, pozitif yüklü hidrojen ve sodyum gibi iyonlar elektronları almak ve hidrojen gazı ve sodyum hidroksit haline gelmek için de katoda hareket ederler (Hsu, 2005; Huang et al., 2008). Elektrolize su üretme prensibi Şekil 1'de gösterilmiştir.

Elektrolize su asidik ve alkali olarak iki sınıfta incelenebilir. Düşük pH (2.3-2.7), yüksek oksidasyon-indirgenme potansiyeli (ORP> 1000 mV), yüksek çözünmüş oksijen ve serbest klor içeren EO suyu anot tarafından üretilmektedir ve asidik elektrolize su olarak adlandırılır. EO suyu güçlü antibakteriyel aktiviteye sahip olduğundan bakteriyel dezenfektan olarak kullanılır.

Bu özellik içerdiği HOCl ve kalıntı klor içeriğinden kaynaklanmaktadır (Tosa and Yamasaki, 2000). Bununla birlikte, katod tarafından yüksek pH (10.0-11.5), yüksek çözünmüş hidrojen ve düşük ORP (800-900 mV) değerli elektrolize indirgenmiş (ER) su üretilmektedir ve alkali elektrolize su olarak adlandırılır. Güçlü indirgeme potansiyeline sahip ER suyu, kesme tahtaları ve diğer mutfak eşyaları gibi nesnelerdeki kirlerin giderilmesi ve gıdaların temizlenmesi amacıyla kullanılabilir (Hsu, 2005; Huang et al., 2008).

Asidik elektrolize su uzun süre özelliğini yitirmeden korunabilirken alkali suyun niteliği zamanla kolaylıkla değişebilmektedir. Elektrolize su insan vücuduna zarar vermediğinden güvenli olması büyük bir avantajıdır (Mori et al., 1997). Ayrıca güçlü bir asit olan elektrolize oksitleyici suyun (EO) aşındırıcı özelliği olmadığından diğer asitlerden farklıdır (Huang et al., 2008). Üretim, kullanım ve ekipman yatırım maliyetinin de düşük olması daha çok tercih edilmesinde önemli faktörlerdendir (Sakurai et al., 2003).

EO Suyunun Avantaj ve Dezavantajları
EO suyunun en büyük avantajı, emniyetidir. Aynı zamanda güçlü bir asit olan EO suyu, hidroklorik asit veya sülfürik asitten cilde, mukoza zarına veya organik maddeye aşındırıcı olmadığı için farklıdır. İnsan vücudu ve çevre için güvenlidir. Fiyat olarak çok daha ucuzdur. EO suyu organik madde ile temas ettiğinde veya musluk suyu veya ters osmoz (RO) suyu ile seyreltildiğinde, tekrar sıradan su haline gelir. EO suyunun kullanılmasının en önemli avantajlarından biri de sodyum klorür (NaCl) haricinde hiçbir kimyasal madde içermeyen saf su kullanılarak üretilmesidir. Bu nedenle, çevre ve kullanan kişiler üzerinde daha az olumsuz etkisi vardır (Kim et al., 2000). Ayrıca, diğer geleneksel dezenfeksiyon teknikleriyle karşılaştırıldığında, EO suyu temizleme sürelerini azaltır, kullanımı kolaydır, çok az yan etkiye sahiptir ve nispeten ucuzdur (Tanaka et al., 1999). Temizleme ve dezenfeksiyon için kullanılan kimyasallar pahalıdır ama başlangıçtaki sermaye yatırımı bir EO su jeneratörü satın almak için yapıldığında, yalnızca işletme giderleri üniteyi çalıştırmak için su, tuz ve elektrik olacaktır (Walker et al., 2005; Hati et al., 2012).

EO suyunun ana dezavantajı, EO suyunun elektroliz yoluyla sürekli olarak H+, HOCl ve Cl2 ile beslenmemesi durumunda çözeltinin antimikrobiyal aktivitesini kaybetmesidir (Kiura et al., 2002). EO su, geleneksel kimyasal dezenfektanlara kıyasla daha yetenekli bir dezenfektan olarak çeşitli alanlarda ün kazanmaktadır. Bununla birlikte, güçlü asitliği ve serbest klor içeriği nedeniyle, klor gazı emisyonu, metal korozyonu ve sentetik reçine bozulması gibi sorunlar bir endişe konusu olmuştur. Fakat Ayebah ve Hung (2005), EO suyunun paslanmaz çelik üzerinde herhangi bir olumsuz etkisi olmadığını, gıda işlemede paslanmaz çelikten yapılan gıda temas yüzeylerinde bakterilerin inaktive edilmesi için hala bir sabunlaştırıcı olarak kullanılabileceğini belirtmişlerdir. Dezenfeksiyondan sonra, gıda ekipmanını steril su ile yıkamak metal korozyonunu tamamen önleyebilir. EO su üretim süreci sırasında klor iyonları oluşur ve böylece klor gazı yayılır. Bu, standart tip emici fanının kullanılmasını gerektirir (Hati et al., 2012; Huang et al., 2008).

EO Suyu ile Mikroorganizmaların İnaktivasyonu
EO suyu Staphylococcus aureus, S. epidermidis, E. coli O157: H7, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella Enteritidis, Salmonella Typhimurium , Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Campylobacter jejuni, Enterobacter aerogenes ve Vibrio parahaemolyticus gibi çeşitli mikroorganizmalar üzerinde antimikrobiyal aktiviteye sahiptir (Huang et al., 2008; Hati et al., 2012). Ayrıca birçok mantar türünün çimlenmesini azaltabilir (Huang et al., 2008; Hati et al., 2012).

Genel olarak bakteriler genelde 4-9 pH aralığında gelişirler. Aerobik bakteriler çoğunlukla + 200 ile 800 mV ORP aralığında büyürken anaerobik bakteriler 700 ila +200 mV arasında iyi büyür. EO suyundaki yüksek ORP muhtemelen hücrelerdeki elektron akışındaki değişime bağlı olarak metabolik akışların ve ATP üretiminin modifikasyonuna neden olabilir. Düşük pH, bakteri hücrelerinin dış zarını, HOCl'nin bakteri hücrelerine girmesine duyarlı hale getirebilir (McPherson, 1993; Huang et al., 2008).

EO suyunun antimikrobiyal etkisi, hidrojen iyonu konsantrasyonu, oksidasyon indirgeme potansiyeli ve serbest klorun kombine etkisinden kaynaklanır. Depolama koşulları, EO suyunun kimyasal ve fiziksel özelliklerini etkileyebilir (Huang et al., 2008). Açık bir kapta veya doğrudan güneş ışığı altında depolandığında, elektrolize asidik su mevcut kloru çabucak kaybeder ve mümkün olduğunca çabuk kullanılmalıdır. Ancak, gölgede kapalı bir kapta saklandığında birkaç hafta raf ömrüne sahip olacaktır (Hati et al., 2012).

EO Suyu Güvenlik Testleri
EO suyu; temizleme, ekipman yüzeylerinde sanitasyon, meyve-sebze, et ve deniz ürünlerinde bulunan gıda kaynaklı mikroorganizmaların yok edilmesi veya inaktivasyonu gibi farklı amaçlarla kullanılır. Bu sebeplerden ötürü gıda güvenliği ile ilgili olduğundan EO suyu için farklı testler yapılmıştır (Liu and Su, 2006). Sitotoksisite testi, Ames testi, Hemoliz testi, Kromozomal sapma testi, tek doz toksisitesi testi, antijenizasyon testi, kümülatif deri tahşiş testi, primer göz mukozası ve ağızdan mukoza tahriş testi, hassasiyet testi vb. testlerde EO suyu değerlendirilmiştir ve kullanımı güvenli olarak bildirilmiştir (Hati et al., 2012).

SONUÇ
Gelişen teknoloji ve artan nüfus baz alındığında sağlıklı gıda üretimi insanoğlu için önemli bir sorun haline gelmektedir. Gıda sektöründe güvenli bir ürün üretirken aynı zamanda kalitesini de korumak teknolojik işlemlerin yanı sıra bu işlemlere uygun sanitasyon işleminin uygulanmasıyla gerçekleştirilebilir. İyi bir temizlik ve dezenfeksiyon işlemi uygulanması bu süreci kolaylaştırabilir. Çünkü hammaddenin üretime girmesinden son ürün olarak elde edilmesine kadar geçen süreçte birçok mikrobiyal kontaminasyon riski vardır. Üretici tarafından değerlendirilecek olursa, kontamine olmuş bir gıda işletmede ekonomik bir kayıp olarak sayılabilir ve tüketici tarafından da bu gıdaların tüketilmesi sağlık sorunlarına neden olabilir. Bu kontaminasyonu önlemek ve olası olumsuz etkileri ortadan kaldırmak amacıyla kullanılan dezenfektanların sahip olması gereken belli özellikler vardır. Toksik olmamalı, dekompoze olma özelliği olmalı, kolay uygulanabilmeli, depolanma sürecinde stabil olmalı, ekonomik olmalı ve çevreye zararlı etkisi olmamalıdır. Elektrolize su, kolay uygulanabilen, nispeten diğer dezenfektanlardan ucuz olan, etkisi çok olmayan bir bileşik olduğundan ısıl olmayan cazip bir işlem olarak tercih edilmektedir. Isıl bir işlem olmaması nedeniyle kalite özelliklerinde değişikliğe de neden olmamaktadır. Bu nedenlerden ötürü iyi bir dezenfektan olarak kullanımı son yıllarda daha da yaygınlaşmıştır.

EO su, mevcut yöntemlerle rekabet edebilmesi için büyük bir potansiyele sahiptir. EO su kullanımı, sadece gıda işleme yüzeylerinde değil aynı zamanda gıda ile temassız yüzeylerde mikrobiyal kontaminasyonu azaltmak için etkili bir yöntem olarak kullanılabilir.

KAYNAKLAR
* Abadias, M., Usall, J., Olıveıra, M., Alegre, I. and Vıñas, I., 2008, Efficacy Of Neutral Electrolysed Water (NEW) For Reducing Microbial Contamination On Minimally-Processed Vegetables, International Journal Of Food Microbiology, 123, 151-158p.
* Anonim, 2010. “Elektroliz”, http://www.turkcebilgi.com/ Elektroliz/Ansiklopedi (Erişim tarihi: 10 Aralık 2017)
Ayebah, B. and Hung, Y.C., 2005, Electrolyzed Water And Its Corrosiveness On Various Surface Materials Commonly Found İn Food Processing Facilities, Journal Of Food Process Engineering, 28(3), 247-264p.
* Chang, P.C., 2003, HACCP Update in fish process in Taiwan, In Proceedings of international scientific symposium on marine toxins and marine food safety, National Taiwan Ocean University.
* Doyle, M.P., 2005, Food antimicrobials, cleaners, and sanitizers, Food Research Institutes, UW-Madison, FRI Briefings, 9(1), 2-6p.
* Hati, S., Mandal, S., Minz, P.S., Vij, S., Khetra, Y., Singh, B.P. and Yadav, D., 2012, Electrolyzed Oxidized Water (EOW): Non-Thermal Approach For Decontamination Of Food Borne Microorganisms İn Food Industry, Food And Nutrition Sciences, 3(06), 760p.
* Hsu, S.Y., 2005, Effects Of Flow Rate, Temperature And Salt Concentration On Chemical And Physical Properties Of Electrolyzed Oxidizing Water, J Of Food Engineer, 66, 171-176p.
* Huang, Y.R., Hung, Y.C., Hsu, S.Y., Huang, Y.W. and Hwang, D.F., 2008, Application Of Electrolyzed Water İn The Food İndustry, Food Control, 19(4), 329-345p.
* Karakaya, M., 2008, Gıda İşletmelerinde Hijyen Ve Sanitasyon, Basılmamış Ders Notu, Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü, Konya.
* Kim, C., Hung, Y.C. and Brackett, R.E., 2000, Roles Of Oxidation–Reduction Potential İn Electrolyzed Oxidizing And Chemically Modified Water For The İnactivation Of Food-Related Pathogens, Journal Of Food Protection, 63(1), 19-24p.
* Kiura, H., Sano, K. and Morimatsu, S., 2002, Bactericidal Activity Of Electrolyzed Acid Water From Solution Containing Sodium Chloride At Low Concentration, İn Comparison With That At High Concentration, International Journal Of Food Microbiololgy Methods, 49, 285-293p.
* Liu, C. and Su, L.C., 2006, Efficiency Of Electrolyzed Oxidizing Water On Reducing Listeria Monocytogenes Contamination On Seafood Processing Gloves, International Journal Of Food Microbiololgy, 110, 149-154p.
* Mcpherson, L.L., 1993, Understanding ORP’s İn The Disinfection Process, Water Engineering And Management, 140, 29-31p.
* Millioğlu, Ö., 2006, Elektrolize Suyun Vicia Faba L. Üzerine Genotoksik Etkisinin Kontrolü, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Mühendislik Ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
* Mori, Y., Komatsu, S. and Hata, Y., 1997, Toxicity Of Electrolyzed Strong Acid Aqueous Solution-Subacute Toxicity Test And Effect On Oral Tissue İn Rats, Odontology, 84, 619-626p.
* Poçan, H.B., 2010, Elektrolize Suyun Gıda Endüstrisinde Kullanımı, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Semineri, Konya, 55s.
* Poçan, H.B., Karakaya, M. Ve Ulusoy, K., 2011, Elektrolize Suyun Gıda Endüstrisinde Kullanımı, GIDA/The Journal Of FOOD, 36(3), 169-176s.
* Rutala, W.A. and Weber, D.J., 1997, Uses Of İnorganic Hypochlorite (Bleach) İn Healty-Care Facilities, Clin Microbiol Rev, 10, 597-610p.
* Sakurai, Y., Nakatsu, M., Sato, Y. and Sato, K., 2003, Endoscope Contamination From HBV- And Hcvpositive Patients And Evaluation Of A Cleaning/Disinfecting Method Using Strongly Acidic Electrolyzed Water, Digest Endoscopy, 15, 19-24.
* Shimizu, Y. and Hurusawa, T., 1992, Antiviral, Antibacterial, And Antifungal Actions Of Electrolyzed Oxidizing Water Through Electrolysis, Dental Journal, 37, 1055-1062p.
* Tagawa, M., Yamaguchi, T., Yokosuka, O., Matsutani, S., Maeda, T. and Saisho, H., 2000, Inactivation Of Hepadnavirus By Electrolyzed Acid Water, J Antimicrob Chemother, 46, 363-368p.
* Tanaka, N., Fujisawa, T. and Daimon, T., 1999, The Effect Of Electrolyzed Strong Acid Aqueous Solution On Hemodialysis Equipment, Artificial Organs, 23(12), 1055-1062p.
* Tosa, N. and Yamasaki, Y., 2000, Effect Of Organic Substances On The Residual Chlorine Contained İn The Strong Acidic Electrolyzed Water, J Of The Japanese Soc For Food Sci And Technol., 47(4), 287-295p.
* Turantaş, F., 2016, Gıda Sanayiinde Elektrolize Su Uygulamalarının Antimikrobiyal Etkileri, Dünya GIDA, 2017-9.
* Walker, S.P., Demirci, A. and Graves, R.E., 2005, CIP Cleaning Of A Pipeline Milking System Using Electrolyzed Oxidizing Water, International Journal Of Dairy Technology, 58, 65-73p.

MAKALELER

DİĞER MAKALELER