Developing food analysis methods using benchtop nmr spectrometer
Masatipi nmr spektrometre kullanarak gıda analiz yöntemlerinin geliştirilmesi
- Tez No: 574923
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL MECİT ÖZTOP
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Dokuma kumaşlarda örgü tipinin ham kumaşın boyutları ve geometrik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMEL ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Düz atkı örme kumaşlarda ilmek eğikliğinin iplik özellikleri ile ilişkisi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
FATMA ÇEKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Çukurova bölgesinde biyoklimatik veriler kullanılarak açık ve yeşil alan sistemlerinin belirlenmesi ilkeleri üzerinde bir araştırma
A research on the determination of the principles in open and green spaces systems by using the bioclimatic data in Çukurova region
MEHMET FARUK ALTUNKASA
Doktora
Türkçe
1987
Çevre MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDOĞAN GÜLTEKİN
- Ülkemizdeki çeşitli büyüklükteki yerleşim merkezlerinde uygulanabilecek kültür yapısı planlama modeli
The Planning model of the cultural building which applicable at different size of settlement center
MUSTAFA İNCESAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Şehircilik ve Bölge PlanlamaGazi ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UMUR ERKMEN
- Antakya tarihi ticaret merkezi mekansal yapı değişim ve gelişim sürecinin kent ticaret merkezi planlamasına etkinliği
The Effectiveness of spatial structural chance and development period of the historical trade center of Antakya in the urban trade planning
NEVİN TURGUT
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Şehircilik ve Bölge PlanlamaGazi ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURCAN UYDAŞ
- Türkiye'deki konut sorununun çözümünde endüstrileşmiş yapım yöntemlerinin yeri ve hücre sistemi ile yapılan tasarımda değişebilirliğe yönelik bir çalışma
A Study on the importance of the industrialized building methods in handling the housing problem in Turkey and the changeability in the box-unit design
NEJDET TANATMIŞ