Food spoilage monitoring using carbon nanodots and uv irradiation reinforced colorimetric fish gelatin films
Gıda bozulmasının takibinde karbon nanonoktaları ve uv radyasyon ile kuvvetlendirilmiş kolorimetrik balık jelatini filmlerinin kullanılması
- Tez No: 763029
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ LEYLA NESRİN KAHYAOĞLU, PROF. DR. SERVET GÜLÜM ŞÜMNÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Gıda kaynaklı hastalıklar ciddi sağlık ve ekonomik kayıplara yol açabilmektedir. Bu nedenle, son yıllarda gıda güvenliğinin sağlanmasına yönelik yapılan çalışmalara öncelik verilmeye başlanmıştır. Bu kapsamda etkili ve kullanıcı dostu akıllı paketleme teknolojilerinin geliştirilerek gıda ambalaj uygulamalarına entegre edilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Yapılan çalışmanın amacı tüketicinin kolaylık ile gıdanın gerçek zamanlı tazelik durum değerlendirmesini elde edebileceği ve gıda ambalajlarına entegre edilebilecek biyouyumlu bir kolorimetrik film geliştirmektir. Kolorimetrik film yapımında destek malzemesi olarak balık jelatini kullanılacaktır. Zayıf mekanik özellik göstermesine rağmen balık jelatini, diğer jelatin türlerine kıyasla, dini veya sağlık problemleri riski olmadan daha ekonomik üretilebilir. Yapılan çalışmanın temel amaçlarından biri balık jelatininin çapraz bağ yapısını yüzey karboksil fonksiyonlu karbon nanonoktaları kullanarak kuvvetlendirmektir. Sitrik asitten ısıl bozulma (pyrolysis) sonucu elde edilecek karbon nanonoktaları çapraz bağ yapıcı olarak (kimyasal olarak) ultraviyole radyasyon ile beraber (fiziksel olarak) ilk kez balık jelatinin çapraz bağ yapısını kuvvetlendirmek için kullanılacaktır. Çalışmada bu bağ yapıcıların balık jelatini filmlerinin bariyer, mekanik, yapısal ve optik özellikleri üzerine etkisi araştırılmaktadır. Çalışma sonucunda Uv radyasyon ile karbon nanonoktaların entegrasyonu bu özellikleri geliştirdiği gözlemlenmiştir. Kolorimetrik filmin yapısında algılayıcı biyomolekül olarak kırmızı lahanadan ekstraksiyon ile elde edilebilen doğal renk pigmenti antosiyanin kullanılacaktır. Kolorimetrik filmin çalışma prensibi antosiyanin pigmentlerinin gıdaların bozulması sürecinde oluşan toplam uçucu bazik azot gazlarının artmasına gösterdikleri renk değişimine dayanır. Balik jelatini filmlerinin amonyak gazlarına karşı kinetik kolorimetrik tepkileri, tavuk göğsünün bozulmasını simüle etmek ve balık jelatini filmlerinin amonyak duyarlılığını belirlemek için araştırıldı. Bu çalışma sonucunda 100 mg/l carbon nanonokta (FG-UV-100) içeren UV ile işlenmiş balık jelatini filmleri en iyi fizikokimyasal ve kolorimetrik özellikleri göstermiştir. Sonuç olarak, FG-UV-100 filmlerinin renk değişimi tavuk göğsü örneklerinin 4℃'de 9 günlük depolanması sırasında mikrobiyal büyüme ve toplam uçucu bazik nitrojen (TVB-N) salınımı ile korelasyon gösterdi. Bu çalışmanın genel hedefi uygun metotları tespit ederek balık jelatini ve karbon nanonoktalarının akıllı paketleme sistemleri içerisine entegrasyonunu sağlayarak kullanım alanlarını genişletmek ve katma değeri çok daha yüksek ürünler haline dönüştürebilmektir.
Özet (Çeviri)
Foodborne diseases can lead to serious health and economic losses. Therefore, research priority has been given to the efforts to ensure food safety in recent years. Within this framework, effective and user-friendly smart packaging technologies need to be developed and integrated into food packaging applications. The proposed project aims to develop a biocompatible colorimetric film that can be integrated into food packaging where the consumer can easily obtain a real-time freshness assessment of food. Fish gelatin (FG) will be used as support material in colorimetric film fabrication. Despite the poor mechanical properties of FG, it can be produced more economically compared to the other types of gelatins. One of the main objectives of the proposed project is to strengthen the crosslinking structure of FG using carbonyl functionalized carbon nanodots (C-dots). The C-dots obtained through the pyrolysis of citric acid will be used for the chemical crosslinker, and ultraviolet irradiation will be used to improve the crosslinking structure of FG as a physical crosslinker. The effect of these crosslinkers on the barrier, mechanical, structural, and optical properties of FG films was investigated. The integration of C-dots with UV irradiation improved these properties. In the structure of the colorimetric film, natural color pigment anthocyanins, which can be obtained by extraction from red cabbage, will be used as the sensing biomolecule. The working principle of a colorimetric film is based on a color change that anthocyanins pigments exhibit to change in the concentration of the total volatile basic nitrogen gases that release during food spoilage. The kinetic colorimetric responses of FG films against ammonia gases were investigated to simulate the spoilage of chicken breasts and determine the ammonia sensitivity of FG films. UV-treated FG films containing 100 mg/l C-dots (FG-UV-100) indicated the best physicochemical and colorimetric properties. Consequently, the color change of FG-UV-100 films was correlated with microbial growth and total volatile basic nitrogen (TVB-N) release during the 9-day storage of chicken breast samples at 4oC. The main objective of this study was to identify the appropriate methods and to integrate fish gelatin and C-dots into smart packaging systems to expand their usage areas and turn them into higher value-added products.
Benzer Tezler
- Artificial intelligence based android assistant for colorimetric detection
Kolorimetrik tespit için yapay zeka tabanlı android asistanı
VAKKAS DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN KILIÇ
DOÇ. DR. MUSTAFA ŞEN
- Gıda bozulma indikatörü olarak kullanılan kadaverinin tayini için amperometrik biosensör geliştirilmesi
Development of amperometric biosensor for determi̇nation of cadaverine used as food spoilage indicator
ESMA ÖZEKEN
- Nano yapılı TiO2 filmlerin üretilmesi, karakterizasyonu ve sensör özelliklerinin incelenmesi
Production, characterization and investigation of sensor properties of nano-structured TiO2 films
OZAN YILMAZ
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET FARUK EBEOĞLUGİL
- Development of anthocyanins-based colorimetric film under visible light irradiation for the detection of food spoilage
Gıda bozulmalarının tespı̇tı̇ ı̇çı̇n görünür ışık altında antosı̇yanı̇n bazlı kolorı̇metrı̇k fı̇lm gelı̇ştı̇rı̇lmesı̇
İDİL KİT
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEYLA NESRİN KAHYAOĞLU
PROF. DR. SERPİL ŞAHİN
- Gökkuşağı alabalığı (Oncorhynchus mykiss) derisinden elde edilen jelatin ekstraktı kullanılarak yeşil kimya yöntemi ile organik-inorganik hibrit nanoyapıların sentezlenmesi ve sentez mekanizmasının incelenmesi ve antimikrobiyal özellikleri
Synthesization of organic-inorganic hybrid nanostructures by green chemistry method using gelatin extract from the skin of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and investigation of the synthesis mechanism and antimicrobial properties
ÖMER FARUK SARITAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Su ÜrünleriRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiSu Ürünleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE DEMİRBAŞ