Atımlı elektrik alanı ve ozon uygulamalarının lahana tohumlarının yüzey dezenfeksiyonu ve kalite özellikleri üzerine etkisi

Abstract

Tohumlar yüzeylerinde toprak kökenli birçok mikroorganizma barındırmaktadır. Özellikle patojen mikroorganizmaların kontaminasyonu tohumun kalitesini olumsuz etkilemekte ve üründe kayıplar yaşanmasına neden olmaktadır. Tohum kalitesini muhafaza edebilmek amacıyla kimyasal kullanımının yaygın olduğu bilinmektedir; ancak bu kimyasalların insan ve çevre sağlığı açısından önemli problemler oluşturması sebebiyle alternatif mikrobiyal inaktivasyon yöntemleri geliştirilmiştir. Atımlı elektrik alanı (pulsed electric fields, PEF) ve ozon gıda endüstrisinden sağlık sektörüne kadar yaygın bir şekilde kullanım alanı bulmaktadır. Ancak, tohum yüzeyinin dezenfeksiyonuna yönelik çalışmalar literatürde oldukça sınırlıdır. Bu çalışmada, PEF ve ozon uygulamalarının lahana tohumlarında doğal mikroflora (toplam aerobik mezofilik bakteri, TAMB ve toplam maya-küf, TMK) inaktivasyonuna ek olarak patojen mikroorganizmalardan olan Alternaria brassica ve Xanthomonas campestris pathovar campestris (Xcc)'in inaktivasyonu üzerine etkisi incelenmiştir. Bununla birlikte uygulanan yöntemlerin etkisi tohum gücü testleri ile de incelenmiştir. Tohumların nem içeriğinin etkisini gözlemlemek amacıyla tohum nem oranı % 6, 10.5 ve 15'e ayarlanmıştır. Uygulamalarda PEF için 16.4 kV/cm elektrik alan şiddeti; 50, 170 ve 290 Hz frekans ve 60, 240 ve 420 s uygulama süreleri kullanılırken, ozon için 8.5, 16.5 ve 24.5 g/m3 ozon konsantrasyonu; 15, 27.5 ve 40 dk uygulama süreleri kullanılmıştır. PEF uygulamaları sonucunda tohumun doğal mikroflorasında bulunan TAMB ve TMK üzerinde sırasıyla 1.9 ve 1.2 log inaktivasyon ve ozon uygulamaları sonucunda her iki TAMB ve TMK üzerinde 6.5 log kob/g inaktivasyon elde edilmiş ve tohum yüzeyinin dezenfeksiyonu sağlanmıştır. İnokülasyon çalışmaları sonucunda PEF uygulaması sonrasında A. brassica ve Xcc sayısında sırasıyla 0.7 ve 0.42 log kob/g'lık mikrobiyal düşüş sağlanmıştır. Ozon uygulamalarında da Xcc ve A. brassica için en fazla logaritmik düşüş sırasıyla 4.3 log kob/g ve 2.43 log kob/g olarak bulunmuştur. Tohum gücü testlerinde elde edilen sonuçlara göre uygulamaların genel olarak tohum kalitesini olumsuz olarak etkilemediği belirlenmiştir. Dolayısıyla, PEF ve ozon uygulamalarının tarım sektöründe özellikle organik tarım konsepti çerçevesinde organik tarım üretiminde kullanım alanı bulması büyük önem taşımaktadır.

Seeds harbor different microorganisms of soil originated, and the contamination of pathogenic microorganisms adversely affects the quality of the seeds causing product loss. Widespread use of chemicals to maintain seed quality is well known, however, because these chemicals cause important health and environmental problems; alternative microbial inactivation methods have been developed. Pulsed electric fields (PEF) and ozone are commonly used from food industry to the health sector. However, studies involved disinfection of the seed surface in the literature are very limited. Therefore, effects of PEF and ozone treatments on the inactivation of Alternaria brassica and Xanthomonas campestris pathovar campestris (Xcc) pathogenic microorganisms, in addition to the inactivation of natural microflora (total aerobic mesophilic bacteria, TAMB and total yeast-mold, TMY) were investigated in this study. In addition, effects of both applications on seed vigor have also been tested. The seed moisture content of the seeds was adjusted to 6, 10.5 and 15 % in order to observe the influence of moisture content on inactivation level. While 16.4 kV/cm electric field strength, 50, 170 and 290 Hz frequencies and 60, 240 and 420 s treatment times used for PEF; 8.5, 16.5 and 24.5 g/m3 ozone concentrations for 15, 27.5 and 40 min treatment times were used for ozone applications. PEF treatments resulted in 1.9 and 1.2 log cfu/g inactivations on TAMB and TMY, and ozone treatments resulted in 6.5 log cfu/g inactivations on both TAMB and TMY, respectively providing surface disinfections of the seeds. PEF treatment provided 0.7 and 0.42 log cfu/g reductions of A. brassica and Xcc whereas ozone treatment provided 2.43 log cfu/g and 4.3 log cfu/g reductions, respectively. According to the results obtained in the seed vigor tests, it was determined that both the applications, in general, did not adversely impress the seed quality. Therefore, both PEF and ozone technologies carry significant importance in agriculture and especially in the organic agriculture concept for the production of organic seeds.