Utilization of curcumin and biodegradable polymers in intelligent and active food packaging
Kurkumin ve bioçözünür polimerlerin akıllı ve aktif gıda paketlemede kullanımı
- Tez No: 775795
- Danışmanlar: PROF. DR. SERVET GÜLÜM ŞÜMNÜ, DR. ÖĞR. ÜYESİ LEYLA NESRİN KAHYAOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- 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: 225
Özet
Bu çalışmanın temel amacı, biyolojik olarak parçalanabilen polimerler kullanılarak kurkumin içeren akıllı ve aktif ambalajların üretilmesidir. Bu amacı gerçekleştirmek için elektroeğirme ve döküm olmak üzere iki farklı film yapım yöntemi kullanılmıştır. İlk olarak, kurkuminin halokromik özelliklerinden faydalanmak için, gıda tazeliğini izlemek üzere kitosan/PEO bazlı nanoliflere kapsüllendi. Liflerin ortalama çapı 283±27 nm ile 338±35 nm arasında bulunmuştur. Nanoliflerde kitosan miktarının artmasının lif çapını azalttığı sonucuna varılmıştır. Depolama süresi boyunca, akıllı ambalaj filminin renk değişimi, tavuk göğsünün kimyasal (TVB-N) ve mikrobiyal bozulması (toplam mezofilik aerobik bakteri sayısı) ile ilişkili bulunmuştur. Kurkumin yüklü nanolifler beklentiyi karşılamış ve tavuk bozulmalarının gerçek zamanlı görsel olarak izlenmesini sağlamıştır. Aktif gıda paketlemesi için kurkumin, nohut unu/polietilen oksit (PEO) nano liflerine kapsüllenmiştir. Isıl işlemin (mikrodalga veya konvansiyonel) elektroeğirme işleminde kullanılan çözelti ve film özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Mikrodalga ile işlenmiş aktif filmler, 1.62±0.36 cm2'lik bir inhibisyon alanı ile E.coli'ye karşı antimikrobiyal etki göstermesine rağmen, S.aureus'a karşı herhangi bir etki göstermemiştir. Daha sonra, kurkumin katkılı kitosan/bakla unu filmleri, döküm tekniği ile üretilmiştir. Biyopolimerin potansiyel dezavantajlarını ortadan kaldırmak için, film oluşturucu matrikse farklı oranlarda farklı çapraz bağlayıcı maddeler (gluteraldehit ve sitrik asit) eklenmiştir. Sitrik asit ve gluteraldehit, şişme derecesini çapraz bağlayıcı içermeyen filmlere kıyasla sırasıyla %75 ve %13 oranında azaltmıştır. Her iki çapraz bağlama oranının arttırılması, %110'dan fazla olan su buharı geçirgenliğinı büyük ölçüde sınırlandırmıştır. Analizler sonucunda sitrik asit çapraz bağlı filmlerin glutaraldehit içeren diğer filmlere göre daha uygun bir karaktere sahip olduğu sonucuna varılmıştır. Analizler sonucunda sitrik asit çapraz bağlı filmlerin glutaraldehit içeren diğer filmlere göre daha uygun bir karaktere sahip olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca, nohut unu/kitosan/kurkumin filminin ambalaj performansını iyileştirmek için çapraz bağlama maddesi olarak sitrik asit kullanılmıştır. Kopmada uzama (EAB) değeri %1,64 ± %0,13'ten %11,1± %1,21'e yükselirken, çekme mukavemeti (TS) değeri 7,83± 0,08 MPa'dan 3,58± 0,20 MPa'ya düşmüştür. En yüksek sitrik asit konsantrasyonuna sahip film hem E.coli (inhibisyon bölgesi alanı 5,88 ± 0,49 cm2) cm hem de S. aureus (inhibisyon bölgesi alanı 1,59 ± 0,27 cm2) üzerinde inhibitör etki göstermiştir. Ayrıca, tavuk göğsü örneklerinin raf ömrünü 9 güne kadar uzatmıştır. Sonuç olarak, sitrik asit çapraz bağlı nohut unu/kitosan aktif filminin mikrobiyolojik açıdan hassas bozulabilir et gıdalarının raf ömürlerini uzatmak için aktif paketlemede kullanılması önerilebilir.
Özet (Çeviri)
The main purpose of this study is to produce smart and active packages with curcumin using biodegradable polymers. To fulfill this aim, two different film making methods namely electrospinning and casting were used. Firstly, to take benefit of the halochromic properties of curcumin, it was encapsulated into chitosan/PEO based nanofibers to monitor food freshness. The average diameter of the fibers was found to be between 283 ± 27 nm and 338 ± 35 nm. It was concluded that increasing the chitosan amount in nanofibers decreased the diameter of the fibers. Throughout the storage period, the color change of intelligent packaging film was correlated with the chemical (TVB-N) and microbial deterioration (total mesophilic aerobic bacterial count) of the chicken breast. Curcumin loaded nanofiber satisfied the expectation and enabled to visualize real time monitoring of chicken spoilage. For active food packaging, curcumin was encapsulated into chickpea flour/polyethylene oxide (PEO) nanofibers. The effect of heat treatment (microwave or conventional) on electrospun solution and film characteristics was investigated. Although microwave treated active films showed an antimicrobial effect against E.coli with an inhibition area of 1.62±0.36 cm2, they did not exhibit any effect towards S.aureus. Then, curcumin incorporated chitosan/faba bean flour films were produced by a solvent casting technique. To eliminate the potential drawbacks of biopolymer, different crosslinking agents (glutaraldehyde and citric acid) were incorporated into the film forming matrix at different ratios. Citric acid and gluteraldehyde reduced swelling degree by 75% and 13% compared to the films without cross-linker, respectively. Increasing both crosslinking ratios decreased the water vapor permeability drastically which was more than 110%. At the end of the analysis, it was concluded that citric acid cross-linked films had a more feasible character in terms of swelling degree, water solubility and mechanical properties with respect to the other films containing glutaraldehyde. Moreover, citric acid was utilized as a crosslinking agent to improve the packaging performances of chickpea flour/chitosan/curcumin film. Elongation at break (EAB) value increased from 1.64% ± 0.13%, to 11.1%± 1.21% whereas tensile strength (TS) value decreased from 7.83± 0.08 MPa to 3.58± 0.20 MPa. The film with the highest citric acid concentration showed an inhibitory effect on both E.coli (inhibition zone area 5.88 ± 0.49 cm2) cm and S. aureus (inhibition zone area 1.59 ± 0.27 cm2). Further, it enhanced the shelf life of chicken breast samples up to 9-day. As a result, citric acid crosslinked chickpea flour/chitosan active film can be recommmended to be used in active packaging to extend the shelflives of microbiologically susceptible perishable meat foods
Benzer Tezler
- Bıldırcınlarda kurkuminin ovaryum ısı şok proteinleri (Hsp) ve nükleer faktör kappa B (NF-kB) ekspresyonu üzerine etkisi
The effect of curcumin on ovary heat shock proteins and NFkB expression in quail
NALAN DURMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Veteriner HekimliğiFırat ÜniversitesiHayvan Besleme ve Beslenme Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAZIM ŞAHİN
- Composite nanofiber patches for topical drug delivery systems
Kompozit nanoliflerin topikal ilaç salım sistemlerinde kullanımı
ZARİFE BARBAK
Doktora
İngilizce
2021
Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE KARAKAŞ
- Utilization of lignacellulosic compounds for the production of cellulases by torula thermophila
Lignoselülozik maddelerin torula thermophilea tarafından selülaz üretimi amacı ile kullanılması
HALİL DÜNDAR
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZÜMRÜT B. ÖGEL
- Utilization of artificial neural networks in building damage prediction
Bina hasar tahminlerinde yapay sinir ağlarının kullanılması
BARIŞ ERKUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. POLAT GÜLKAN
- Beyaz peynir üretiminde sodyum klorürü düşürülmüş salamura kullanımının kalite üzerine etkileri
Utilization of sodium chloride reduced brine in the production of white cheese and the effects on the quality
ELİF BETÜL BAYRAM
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLBİLGE SALDAMLI