Polisakkarit bazlı pH'a duyarlı kolorimetrik yeni antimikrobiyal nanokompozit biyoindikatör filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Akdeniz Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AHSEN TEZER KARABOĞA
Danışman: Sibel Tunç
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, akıllı gıda paketlerinde yaygın olarak kullanılan nanokompozit filmlerin pH'a duyarlı indikatör olarak davranışı ve antimikrobiyal özelliği incelenmiştir. Meşe ağacı palamudu kullanılarak hazırlanan nişasta bazlı filme (N), kırmızı soğan kabuğundan ekstrakte edilen kuersetin (KUE) katkılandırılmış ve pH'a duyarlı nişasta bazlı kuersetin katkılı film (N-KUE) elde edilmiştir. Elde edilen filme antimikrobiyal özellik kazandırabilmek amacıyla nano-çinko oksit (ZnO) eklenmiştir. Böylece hem pH'a duyarlı hem de antimikrobiyal özellikte nişasta bazlı kuersetin ve nano-ZnO katkılı film (N-KUE-ZnO) elde edilmiştir. Bu filmlerin özellikleri, elde edilen metil selüloz bazlı (MC) ve %50 nişasta-%50 metil selüloz bazlı (NMC) filmler ile karşılaştırılmıştır. Kırmızı soğan kabuğundan kuersetin ekstraksiyonu için optimum ekstraksiyon koşulları belirlenmiştir. Kuersetin ekstraktının pH hassasiyetini belirleyebilmek amacıyla ekstraktın farklı pH çözeltilerindeki renk değişimi Ultraviyole-görünür (UV-Vis) spektroskopik yöntemle incelenmiştir. Elde edilen biyoplastik film örneklerinde Fourier dönüşümlü kızıl ötesi (FTIR) spektroskopisi, taramalı elektron mikroskobu (SEM), opasite, renk, mekaniksel dayanıklılık, termal gravimetrik analiz (TGA) ve su buharı geçirgenlik analizleri yapılmıştır. Filmlerin morfolojik görüntülerinde, N-KUE ve MC-KUE film yüzeylerinde %5 KUE katkılandırmasının pürüzlülüğü arttırdığı görülmüştür. %5 KUE katkılandırması ile NMC-KUE filmin morfolojik yapısında bir değişim olmadığı saptanmıştır. %3 ZnO katkılandırmasının tüm filmlerin yüzeylerinde heterojen bir yapı oluşturduğu gözlemlenmiştir. N film matriksine %5 oranında KUE eklenmesi ile filmin opasite (O) değerinin 5,22'den 5,52'ye, kuersetin içeren filme %3 oranında nano-ZnO ilave edildiğinde ise O değerinin 5,52'den 9,65'e yükseldiği tespit edilmiştir. N-KUE filmin parlaklık (L) değeri, saf N filme göre %61,84 azalmış, renk farkı (∆E) değeri %800,71 artmış ve beyazlık indeksi (WI) değeri %71,28 oranında düşmüştür. Filmlerin mekaniksel özellikleri karşılaştırıldığında; N ve MC filmlerin maksimum kopma kuvveti ve maksimum kopma gerinimi değerlerinin KUE katkılandırılmış filmlerde yükseldiği belirlenmiştir. N filme göre, N-KUE filmin maksimum kopma kuvveti ve maksimum kopma gerinimi değerleri sırasıyla %93,34 ve %296,56 oranında artış göstermiştir. NMC filmde KUE katkısı maksimum kopma kuvveti değerinde düşüşe neden olurken maksimum kopma gerinimi değerini arttırmıştır. Nano-ZnO katkılandırılmış tüm filmlerde ise maksimum kopma kuvveti ve maksimum kopma gerinimi değerleri düşmüştür. Filmlerin termal özellikleri incelendiğinde; termal kararlılığın tüm filmlerde KUE katkısı ile arttığı, nano-ZnO katkısı ile azaldığı belirlenmiştir. N filmin 206°C olan termal bozunma sıcaklığı N-KUE filmde 226,4°C'ye yükselirken, N-KUE-ZnO filmde ise 188,33°C'ye düşmüştür. Film matriksine KUE ve nano-ZnO katkılandırılması filmlerin su buharı geçiş hızı (WVTR), permeans ve su buharı geçirgenliği (WVP) değerlerini düşürmüştür. Filmlerin kanatlı etinde yapılan gıda uygulama testleri iki aşamada gerçekleştirilerek zamanla filmlerde meydana gelen renk değişimi gözlemlenmiştir. İlk aşamada, filmler gıdaya temas etmeyecek şekilde petri kutularının kapaklarının iç yüzeyine yerleştirilerek, petri kutularındaki kanatlı etlerinin pH değişimine bağlı olarak, yerleştirilen filmlerin renginde meydana gelen değişim gözlenmiş ve nano-ZnO katkılı filmlerde renk değişim hızının yavaş olduğu belirlenmiştir. İkinci aşamada, kanatlı et örnekleri N, N-KUE ve N-KUE-ZnO filmleri ile vakum paketleme yapılarak filmlerin gıdaya temas etmesi sağlanmıştır. N-KUE ve N-KUE-ZnO filmlerinde zamanla renk değişimi gözlenmiş ve renk değişiminin N-KUE-ZnO filmde daha yavaş gerçekleştiği belirlenmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar, düşük maliyetli ve doğa dostu N-KUE ve N-KUE-ZnO biyoplastik filmlerinin pH'a duyarlı olduğunu ve akıllı gıda ambalajı olarak kanatlı etlerinin paketlenmesinde kullanılabilmeleri için büyük bir potansiyele sahip olduklarını ortaya koymuştur.