Geri Dön

Developing food analysis methods using benchtop nmr spectrometer

Masatipi nmr spektrometre kullanarak gıda analiz yöntemlerinin geliştirilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 574923
  2. Yazar: ALPER SÖYLER
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL MECİT ÖZTOP
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 142

Özet

Kimyasal reaksiyonların masa tipi Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) spektroskopisi kullanılarak çevrimiçi izlenmesi, son birkaç yıldır giderek daha cazip hale gelmiştir. Kantitatif çevrimiçi NMR spektroskopisi gıdalar gibi karmaşık ve çeşitli biyokimyasal karışımlara uygulanabilir olması, bu n geleneksel analitik yöntemlere alternatif olarak kullanılabilmesine olanak sağlamıştır. Bu tez çalışmasında, sükroz ve laktoz hidrolizi birer model reaksiyon olarak seçilerek, reaksiyonlar anlık izlenmiştir. Çoğunlukla dötoryumlanmış su kullanımına dayanan geleneksel NMR spektroskopi deneylerinden ziyade, masa tipi bir ekipman akış modunda kullanarak, su ile çalışmaya olanak sağlayan su sinyalini baskılama teknikleri ile kantitatif analizler yapılmıştır. Hidroliz reaksiyonları için, %10 sükroz çözeltisi, %5 laktoz çözeltisi ve süt numunesi hidrolize edilmiş olup, kinetik modelleme amacı ile kesirli dönüşüm modeli kullanılmıştır. Sükroz hidrolizi, laktoz çözeltisi hidrolizi ve süt hidrolizi reaksiyonları için ortalama reaksiyon hız sabitleri sırasıyla 12.88x10-3 dk-1, 1.66x10-2 dk-1, 1.52x10-2 dk-1 bulunmuştur. Belirlenen bu kinetik sabitler diğer bilimsel çalışmalarda elde edilen sonuçlarla benzerlikler göstermiştir. Kantitatif çevrimiçi NMR spektroskopisi, gıda proseslerini sürekli bir modda izlemek için umut verici bir araç olarak görülmüştür. Enzimatik hidroliz reaksiyonlarının çevrimiçi olarak izlenmesine ek olarak, NMR spektroskopisi ve istatistiksel yöntemler kullanılarak farklı süt tiplerinin ayırt edilebilmesi NMR spektralarından laktoz, yağ ve gliserol içerikleri belirlenmiştir. Türkiye ve Fransa menşeli sütler, gliserol içeriği ile ayırt edilebilmiştir. Son olarak, balın, yüksek fruktozlu mısır şurubu ile tağşişi, NMR spektroskopisi ve relaksometre teknikleri ile çalışılmıştır. Tağşiş edilen örnekler, relaksasyon süreleri analiz edilerek başarıyla tespit edilmiştir. Fruktoz şurubu konsantrasyonu ile relaksasyon süreleri arasın da lineer bir ilişki tespit edilmiştir (R2>0.92). Masaüstü NMR spektroskopisi, akademik araştırmalarda ve gıda endüstrinde, gıda örneklerini analiz etmek için gelecek vadeden, kullanımı kolay ve uygun fiyatlı bir metot olarak görülmektedir. Yeni analiz yöntemleri geliştirme konusunda önemli potansiyele sahiptir.

Özet (Çeviri)

The online monitoring of chemical reactions by using benchtop Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy has become increasingly attractive for the past few years. The use of quantitative online NMR spectroscopy is a promising alternative to traditional analytical methods with its rapid, quantitative and non-invasive nature that makes it applicable to complex and diverse biochemical mixtures like food systems. In this dissertation, sucrose hydrolysis by invertase and milk lactose hydrolysis were chosen as model reactions for online monitoring. Reactions were performed in a continuous flow mode. Moreover, rather than conventional NMR spectroscopy experiments that mostly rely on the use of deuterated water, the benchtop setting allows working in protonated solvents, and tailored water suppression techniques were used to make quantification more accurate. For the hydrolysis reactions, 10% sucrose solution, 5% lactose solution and a milk sample were hydrolyzed. The kinetic constant was determined by the fractional conversion model. Average rate constants for the hydrolysis reactions of sucrose, lactose solution and milk sample were found as 12.88x10-3 min-1, 1.66x10-2 min-1, 1.52x10-2 min-1, respectively. All the results were comparable to the results obtained in other studies found in the literature. Quantitative online NMR spectroscopy was seen as a promising tool for monitoring food processes in a continuous mode. In addition to online monitoring of enzymatic hydrolysis reactions, authentication of different milk types was achieved using NMR spectroscopy and statistical methods (ANOVA and Discriminant Analysis). Lactose, fat and glycerol contents were obtained from the NMR spectra. Milks from Turkey and France were able to be differentiated with their glycerol content. Lastly, honey adulteration by high fructose corn syrup has been studied by NMR spectroscopy combined with relaxometry techniques. Adulterated samples were discriminated by the relaxation times. Relaxation times of alpha anomer, sugar region, water and bulk sample were calculated using a monoexponential approach. A linear relationship was found between high fructose corn syrup concentration and T2 relaxation times (R2>0.92). Benchtop NMR spectroscopy was seen as a promising, easy to use and affordable tool to analyze food samples either for academic research and for the industry. It has significant potential on developing new analysis methods.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    874174

    Characterization of Turkish bee products such as propolis, pollen and royal jelly in terms of bioactive components, health effects and encapsulation

    Türkiye'ye ait arı sütü, propolis ve polen gibi arı ürünlerinin biyoaktif bileşenler, sağlık etkileri ve enkapsülasyonu açısından karakterizasyonu

    ÜMİT ALTUNTAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK

  2. Tez No

    909009

    Crafting wooden-framed bioplastic composite panels through a diy materials design approach

    Kendin-yap malzeme tasarımı yaklaşımıyla ahşap çerçeveli biyoplastik kompozit panellerin üretimi

    DENİZ TÜMERDEM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEMAN FİGEN GÜL

  3. Tez No

    803717

    Türkiye'de gıda sistemlerinin değerlendirilmesi ve gıda güvencesi risklerine karşı bölgesel gıda sistemi planlaması önerisi

    Evaluation of food systems in Turkey and proposal for regional food system planning against food security risks

    HALİL İBRAHİM ÖĞÜT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Şehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SEDA KUNDAK

  4. Tez No

    318145

    Bir toz içecek numunesinde bulunan renk maddelerinin spektrofotometrik yöntemle simultane tayini

    Simultaneous determination of food colorantsin commercial products by uv-vis spectrophotometry

    HASAN NAZİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    KimyaSüleyman Demirel Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. A. HAKAN AKTAŞ

  5. Tez No

    529187

    Yiyecek içecek işletmelerinde menü mühendisliğinin ve fiyatlama yöntemlerinin analizi

    The analysis of menu engineering and the pricing methods in food and beverage businesses

    UMUT ERMAĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Turizmİstanbul Üniversitesi

    Turizm İşletmeciliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEHNAZ DEMİRKOL

Geri Dön