Biyoaktif madde yüklenmiş nanokillerle güçlendirilmiş aktif ambalaj üretimi ve gıda ambalajlamada kullanımı
Production and food packaging applications of active packaging materials reinforced with nanoclays grafted with some bioactive compounds
- Tez No: 360597
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN YETİM, DOÇ. DR. MEHMET HANÇER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 188
Özet
Bu çalışmada; biyoaktif maddeler [karvakrol (CRV), timol (THY) ve öjenol (EUG)], sürfaktan (Tween 80) vasıtasıyla nanokil [montmorillonit (MMT) ve halloysit (HNT)] yüzey ve aralıklarına taşınmış ve aktif kil nanopartikülleri (AKNP) üretilmiştir. Daha sonra bu AKNP'ler, düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) bazlı aktif nanokompozit film (ANF) üretiminde kullanılmış ve üretilen ANF'lerin çeşitli gıdaların (kıyma, kaşar peyniri, parça et, fermente sucuk ve salça) raf ömürlerini etkileyen bazı parametreler üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Araştırmada kullanılan kil, sürfaktan ve aktif maddelerin, zetapotansiyelleri ve partikül boyutları ölçülerek karakterize edilmiştir. Hem MMT ve hem de HNT, farklı pH'larda negatif zetapotansiyel değerleri sergilerken MMT'nin partikül boyutu pH 2.00-13.00 arasında 316.77 nm ile 378.25 nm arasında değişmiştir. CRV, THY ve EUG ile Tween 80'in noniyonik yapıda olduğu ve kullanılan killerin zetapotansiyellerinde kayda değer bir değişime neden olmadıkları belirlenmiştir. Nanokil, sürfaktan ve aktif maddeler ile üretilen AKNP'lerin, 7 farklı bakteriye (Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium, Bacillus cereus, Lactobacillus casei ve Lb. rhamnosus) karşı antimikrobiyal aktiviteleri test edilmiştir. CRV, EUG ve THY yüklenmiş AKNP'ler test edilen bakterilere karşı değişik düzeylerde antibakteriyel etki göstermişlerdir. Bunların arasında, sadece EUG-HNT örneğinin etkisi diğerlerine göre çok düşük bulunmuştur. B. cereus, bakteriler içerisinde AKNP'lere karşı en duyarlı mikroorganizma olarak belirlenmiştir. Yüksek antimikrobiyal aktivite gösteren AKNP'ler, LDPE ile %5 oranında karıştırılmış ve çift vidalı ekstrüder kullanılarak ANF'ler üretilmiştir. Elde edilen ANF'lerin antibakteriyel ve antiradikal aktiviteleri, mekanik özellikleri, 4ºC ve 24°C'de 40 günlük depolama sırasında kalan aktif madde miktarları, renk özellikleri, DSC (diferansiyel taramalı kalorimetre) ve TGA (termogravimetrik analiz) özellikleri, film kalınlıkları ile FTIR spektrumları test edilerek karakterizasyonları yapılmıştır. ANF'ler test edilen bakterilere karşı yüksek etkinlik göstermiş ve antibakteriyel etkinlikleri şu şekilde sıralanmıştır: THY-HNT > THY-MMT > CRV-MMT > CRV-HNT > EUG-MMT. ANF'lerin en düşük ve en yüksek 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radikali yakalama aktiviteleri, sırasıyla %65.59 ve %87.92 ile THY-MMT ve EUG-MMT'de elde edilmiştir. ANF'lerde aktif madde miktarı, 4°C'ye kıyasla 24°C'de depolama sırasında çok daha hızlı kaybolmuştur, 4°C'de 40 günlük depolama sonunda en yüksek aktif madde miktarları CRV-HNT ve THY-HNT'de belirlenmiştir. SEM (taramalı elektron mikroskopisi) fotoğrafları, AKNP'lerin polimer matriksinde büyük ölçüde homojen bir dağılım gösterdiklerini, ancak bazı bölgelerde kil aglomeratlarının oluştuğunu ortaya koymuştur. Ambalajların opaklık değerleri arasında istatistiksel olarak bir fark (P>0.05) bulunmazken en düşük ve en yüksek toplam renk farklılığı (ΔE) değerleri sırasıyla saf LDPE ve THY-MMT'de belirlenmiştir. TGA sonucunda en yüksek ve en düşük T50 değerleri sırasıyla 491.45°C ve 481.64°C ile CRV-MMT ve THY-MMT'de tespit edilmiştir. EUG-MMT ve saf LDPE ambalaj ise diğerlerinden daha erken termal yıkıma uğramıştır. DSC analizi sonucunda, LDPE ambalajın ANF'lere kıyasla daha düşük erime sıcaklığı ile daha yüksek erime entalpisi ve %kristalizasyon değerlerine sahip olduğu gözlemlenmiştir. Aktif madde ve nanokil çeşidi, ambalajın mekanik özellikleri üzerinde etkili olmuştur. Tüm AKNP yüklenmiş filmler, saf LDPE ambalajlara kıyasla istatistiksel olarak daha yüksek (P0.05) inhibisyon sağlamamıştır. Parça etin yüzeyine kontamine edilen E. coli O157:H7'nin inaktivasyonunda, özellikle THY-MMT ve THY-HNT önemli derecede (P
Özet (Çeviri)
In this study; some bioactive compounds [carvacrol (CRV), thymol (THY) and eugenol (EUG)] were transferred into the gaps and surface of nanoclays [(montmorillonite (MMT) and halloysite (HNT)] using a surfactant (Tween 80) and thereby active clay nanoparticles (ACNPs) were produced. Those ACNPs were used in the production of low density polyethylene (LDPE) based active nanocomposite films (ANFs). Finally, the ANFs were evaluated for their efficiency on some parameters affecting the shelf life of some foods (ground beef, kashar cheese, beef cuts, fermented sucuk and tomato paste). In the first step, nanoclays were characterized by measuring their zetapotential values and particle size. Both MMT and HNT exhibited negative zetapotential values in different pH values while particle size of MMT ranged from 316.77 nm to 378.25 nm between pH of 2.00 and 13.00. It was found that CRV, EUG and THY were in nonionic character, and they did not remarkably change the zetapotential values of the nanoclays. Antimicrobial activity of ACNPs was tested against 7 different bacterial strains (Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium, Bacillus cereus, Lactobacillus casei and Lb. rhamnosus). CRV, EUG or THY grafted ACNPs showed variable antibacterial activities. Among them, the antibacterial activity of EUG-HNT was the lowest. It was determined that B. cereus was the most sensitive strain among the bacteria tested against ACNPs. ACNPs showing high antimicrobial activity were mixed with LDPE in a ratio of 5%, and ANFs were produced using a twin-screw extruder. ANFs were characterized by analyzing their antibacterial and antiradical activity, mechanical properties, residual amounts of active compounds, color properties, DSC and TGA properties, film thickness and FTIR spectra. In the results, ANFs exhibited strong antibacterial activity by the following order: THY-HNT > THY-MMT > CRV-MMT > CRV-HNT > EUG-MMT. The lowest and highest 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging activities were 65.59%and 87.92%, which belonged to THY-MMT and EUG-MMT, respectively. Active compounds were released from the ANFs more rapidly at 24°C than at 4°C. CRV-HNT and THY-HNT had the highest active compound amounts after storage at 4°C for 40 days. SEM images showed that ACNPs dispersed well in the polymer matrix, but some agglomerations were also present in some areas. There was no difference (P>0.05) statistically between the opacity values of the films while the lowest and highest total color difference values (ΔE) were obtained in neat LDPE and THY-MMT, respectively. TGA results revealed that the highest and lowest T50 values were 491.45°C and 481.64°C for the samples CRV-MMT and THY-MMT, respectively. Thermal degradation of EUG-MMT and neat LDPE films occurred earlier than that of the other samples. DSC analysis indicated that neat LDPE film had lower melting temperature and higher melting enthalpy and %crystallization values than those of the ANFs. Mechanical properties of packaging film were affected from diversity of the active compounds and the nanoclays. All ANFs showed higher (P
Benzer Tezler
- Biyoaktif madde ve bakteriyosin yüklü nanoliflerin gökkuşağı alabalığının (Oncorhynchus mykiss) bazı kalite parametreleri üzerine etkisi
Effect of bioactive material-loaded bacteriocin-based nanofibers on the some quality parameters of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fish
ASLIHAN ALAV
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RACİYE MERAL
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZAFER CEYLAN
- Bioactive peptide encapsulation by electrospinning technique: Characterization of electrospun fibers and mathematical modelling of release kinetics
Biyoaktif peptitlerin elektroeğirme tekniği ile enkapsülasyonu: Elektroeğrilmiş liflerin karakterizasyonu ve salım kinetiğinin matematiksel modellenmesi
ZAHİDE KIRBAŞ
Doktora
İngilizce
2023
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ALTAY
- Biyoaktif madde yüklenmiş siklodekstrin-metal organik kafes sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of bioactive agent loaded cyclodextrin- metal organic framework
KIVILCIM ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEHRA İREM YILDIZ
- Biyoaktif bileşikler yüklenmiş aktif ve akıllı nanokompozit filmlerin geliştirilmesi, karakterizasyonu ve gıda uygulamaları
Development, characterization and food applications of active and intelligent nanocomposite films loaded with bioactive compounds
DİLARA KONUK TAKMA
Doktora
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLAL ŞAHİN NADEEM
PROF. DR. FİGEN KOREL
- Bazı tıbbi ve aromatik bitki yüklenmiş mikroemülsiyon alg mikrokompozitinin hazirlanmasi ve antimikrobiyal aktivitesinin tayini
Preparation of some medicinal and aromatic plant loaded microemulsion algae microcomposit and determination of antimicrobial activity
ASLIHAN ŞEYMA DİNÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Biyoteknolojiİnönü ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAL CİNG YILDIRIM
DR. FADİME NÜLÜFER KIVILCIM