Zein or gelatin nanofibers loaded with au nanospheres, SnO2 or black elderberry extract used as active and smart packaging layers for various fish fillets
Altın nanokürecikleri, SnO2 veya kara mürver ekstresi ile yüklenen zein ve jelatin nanoliflerinin farklı balık filetoları için aktif ve akıllı ambalaj katmanı olarak kullanılması
- Tez No: 839791
- Danışmanlar: PROF. DR. FİLİZ ALTAY, DOÇ. DR. ZAFER CEYLAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Su Ürünleri, Food Engineering, Polymer Science and Technology, Aquatic Products
- Anahtar Kelimeler: Biyopolimerler, Gıda ambalajı, Kızılötesi spektroskopi, Metal nanopartiküller, Mikrobiyolojik bozulma, Mikroskopi-elektron taramalı, Biopolymers, Food packaging, Infrared spectroscopy, Metal nanoparticles, Microbiological spoilage, Microscopy-electron scanning
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Taze balık ürünleri diğer et ürünlerine göre daha kısa sürede bozulmaktadır. Tüketiciler, başlangıç kalitesi daha yüksek olan ve en taze balık ürünlerini tercih etmektedirler. Bu nedenle taze balık ürünlerinin kalitesini korumak ve raf ömürlerini artırmak için alternatif yöntemlere ihtiyaç vardır. Ayrıca taze balık ürünlerinin raf ömürlerinin hızlı ve kolay yöntemlerle tahmin edilmesi son yıllarda önem kazanmaya başlamıştır. Bu gelişmeler, araştırmacıların nanoteknolojik yöntemlerle üretilen aktif ve akıllı ambalaj katmanlarına olan ilgisini artırmıştır. Bu doktora tez çalışmasında altın nanokürecikleri, SnO2 veya mürver ekstresi içeren zein ve gelatin nanoliflerinin hazırlanması, karakterizasyonu ve aktif ve akıllı ambalaj katmanlarının pratik uygulamaları sunulmuştur. Nanoliflerin bir antimikrobiyal ambalaj tabakası olarak taze balıkların raf ömrünü uzatma veya akıllı ambalaj sistemleri olarak balık eti kalite değişimlerini algılama potansiyelleri araştırılmıştır. Birinci bölümde tezin konusu ve amaçları açıklanarak literatürde bu konuyla ilgili yapılan güncel çalışmalara yer verilmiştir. 2. Bölümde bu çalışmanın ön denemelerinde tütsülenmiş balık eti ürünlerinin ambalajı açıldıktan sonra raf ömrünü belirlemek amacıyla toplam mezofilik aerobik bakteri, toplam psikrofilik bakteri, küf-maya analizleri yapılmıştır. Sonuçlar tütsüleme işleminin raf ömrünü uzatmasına rağmen, ancak paket açılmadığında mikrobiyal büyümeyi engellediğini göstermektedir. Daha sonra yenilikçi bir yaklaşım ortaya konularak, elekriksel iletkenlik, yüzey gerilimi, dielektrik kayıp fakötürü gibi parametreler ile 10 ± 2 ºC'de muhafaza edilen taze balıketlerindeki kalite değişimleri 0. 2. ve 4. günlerde incelenmiştir. Üç farklı balık eti örneğinin (yerel somon: YS, çipura: Ç, levrek: L) literatürde fazla yer almayan ve nadir çalışılan elektriksel iletkenlik değeri, yüzey gerilimi değerleri, dielektrik kayıp faktörü (ε″), partikül boyutu gibi bazı parametreler açısından kaliteleri belirlenmiştir. Duyusal değerlendirme sonuçları da fotoğraflar ve puan cetvelleri ile gösterilmiştir. YS, Ç ve L numunelerinin elektriksel iletkenlik ölçer cihazı ile ölçülen ilk günkü değerleri (0,21, 0,24 ve 0,233 mS cm-1) depolamanın 4. gününde sırasıyla (0,35, 0,39 ve 0,47 mS cm 1 ) olarak ölçülmüştür (~%65, %63 ve %101 artış). Bu sonuçlara göre elektriksel iletkenlik değerleri bozulmayla birlikte artış göstermektedir. Bunun nedeni bozulma ile yağların ve proteinlerin yapısındaki değişme ve bozulmalar nedeniyle iyon miktarının değişmesi olabilir. Ağ analizörü cihazının probu homojenize balık örneklerine daldırılarak 30 MHz frekansında ölçülen dielektrik kayıp faktörü değerleri de balıketi numunelerinde artış göstermiştir. Gıdanın nem miktarının dielektrik kayıp faktörü değerini etkileyen özelliklerin başında geldiği bilinmektedir. Bu nedenle depolama süresince bozulmaya bağlı olarak örneklerdeki nem kayıpları ürünlerin dielektrik kayıp faktörü değerlerini de etkilemiştir. İlk güne kıyasla depolamanın 4. Gününde YS örnekerinde 423,59'dan 47627'e; Ç örneklerinde 419,72'den 482,45'e; L örneklerinde ise en yüksek artış hızıyla (29,68%) 408,21'den 529,40'a yükselmiştir. Buna karşılık depolama süresince yüzey gerilimi değerleri azalmıştır. YS, Ç, L, yüzey gerilimi depolamanın 2. gününde 38,22, 42,56, 37,57 mN m-1 'den 16,2, 29,45, 25,94 mN m-1 'e gerilemiştir. Adhezyon olarak tanımlanan yapışkanlık özelliğinin yüzey gerilimini etkileyen önemli bir fonksiyon olduğu literatürde belirtilmiştir. Depolama süresinin artışına bağlı olarak yağların oksidasyonu ve proteinlerin parçalanması söz konusudur. Bozulma süreci adhezif yapışkanlık gibi tekstürel özellikleri de etkilediğinden balıketinin sahip olduğu protein ve yağlardaki değişimlerin etin yapışma mekanizması üzerinde önemli bir rol oynadığı belirtilmiştir. Sonuçlar, bu analizlerin balık eti örneklerinde önemli ve hızlı kalite yöntemleri olarak kullanılabileceğini ortaya koymuştur. 2. Bölümün sonuçları tütsüleme işlemine alternatif olarak aktif ambalaj katmanlarının raf ömrünü korumak ve mikrobiyal büyümeyi engellemek için kullanılabileceğini ortaya koymuştur. Bu nedenle, 3. Bölümde, elektroeğirme yöntemiyle üretilen altın zein bazlı nanolifler (530 ± 377 nm) derisiz balık filetolarıyla kaplanmış ve 4 ± 1 °C'de 8 gün boyunca balıklardaki TMAB artışı kontrol grubuyla karşılaştırılmıştır. Mikrobiyolojik sonuçlar, altın nanoküreler ile zein nanoliflerinin birlikte kullanımının TMAB artışını ~1 log CFU/g'a (p<0.05) yavaşlatarak duyusal bozulmayı geciktirdiğini göstermiştir. Ayrıca 2. Bölümde balıkların kalitelerini değerlendirmek için depolamaya bağlı olarak dielektrik özelliklerinin analizleri, 3. Bölümde de uygulanarak altın-zein nanolifi ile muamele edilmiş balık filetolarının dielektrik özellikleri (ε′ ve ε′′) incelenmiştir. Depolamanın 7. gününde, kaplanmayan balık örneklerinin ε′ değerlerinin (%34,53), kaplanan gruba (<%30) kıyasla daha değişken olduğu tespit edilmiştir. Benzer şekilde, kaplanmayan grupta başlangıç ε′′ değerinde %40,55 azalma kaydedilirken, nanolifle kaplanan numunelerde bu azalma %22,75 olarak elde edilerek gruplar arasında önemli derece fark tespit edilmiştir (p<0.05). Altın nanokürelere sahip zein bazlı nanoliflerin, balık filetolarının raf ömrünü uzatmak için aktif bir gıda paketleme katmanı olarak potansiyele sahip olabileceği sonucuna varılmıştır. 4. Bölümde, öncelikle besleme çözeltisinin bazı özelliklerinin elektroeğirme üzerindeki etkisini incelemek amaçıyla elektriksel iletkenlik, dielektrik sabiti (ε′), dielektrik kayıp faktörü (ε′′) ve kayıp tanjant (ε′′/ε′) değerleri (300 ve 3000 MHz'de) araştırılmıştır. Eletriksel iletkenlik değeri 808.67 ± 2.082 μs/cm olarak bulunmuştur. Elektriksel iletkenlik değeri, düzgün nanoliflerin oluşumu için önemli bir parametre olarak değerlendirilmektedir. Besleme çözeltisindeki yüksek iletkenlik (> 10 mS/cm) değerleri boncuklu, tek biçimli olmayan ve stabil olmayan lif oluşumuna sebep olabilmektedir. Bu nedenle besleme çözeltisi için düşük bir elektrik iletkenliği tercih edilir ki böylece daha düşük elektriksel kuvvet ile nanolif üretilebilir. Ancak yapılan çalışmalarda çok düşük iletkenlik değerlerinin de (örneğin; 0.06 mS/cm) nanolif oluşmasına engel olduğu bildirilmiştir. Bu nedenle elektriksel iletkenlik değeri polimer konsantrasyonuna ve türüne bağlı olarak nanolif yapısını etkilemektedir. Çalışmada elde edilen değer (808.67 ± 2.082 µS/cm), pürüzsüz altın-zein nanoliflerini (ortalama 438 nm çapında) üretmek için uygun bir değer olarak bulunmuştur. Besleme çözeltisinin dielektrik özellikleri nanoliflerin yapısını ve çapını da etkilemektedir. Yapılan çalışmalar nispeten yüksek ε'ye sahip besleme çözeltisinin, ince liflerin oluşumunu kolaylaştırabiliceğini göstermiştir. Çalışmada 3000 MHz frekansındaki dielektrik kayıp faktörü (11.08) ve kayıp tanjant (0.145) değerlerinin 300 MHz'deki değerlerden (sırasıyla 1.06 ve 0.135) daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Bu bölümde ayrıca ilk kez, üretilen nanoliflerin etanol ve su içindeki kümeleşme davranışı, dinamik ışık saçılması cihazıyla yapılan ölçümler ile belirlenmiştir. Öncelikle nanolifler, 0,1g/100 mL olacak şekilde Silent Crusher S (Heidolph Instruments, GmbH & Co. KG, Schwabach, Almanya) cihazı kullanılarak etanol içinde 60 saniye ve suda ise manyetik karıştırıcı ile 180 saniye dağıtıldı. Daha sonra dispersiyonlar, bir Whatman® Schleicher & Schuell filtre kağıdından (Sınıf: 595 ½, 90 mm çap) süzülmüş ve dinamik ışık saçılımı cihazı kullanılarak ölçümler yapılmıştır. Suda dağılan nanoliflerin daha büyük olan hidrodinamik yarıçapları (su: 242 nm; etanol: 221 nm), zeinin hidrofobik karakterine bağlanmıştır. Yüksek difüzyon katsayısı süspansiyonda polimerin daha fazla hareketli olduğunu göstermektedir ki bu da polimer yüzeyinde düşük su emilimine yol açabilir. Bu nedenle bu çalışmada suda dağılan nanoliflerin daha yüksek translasyonel difüzyon katsayısına (su: 2,03 μm2/s; etanol: 1,85 μm2/s) sahip olması etanol içindeki dispersiyona kıyasla, su dispersiyonunda hidrofobik zein nanoliflerinin yüzeyinde daha düşük su absorpsiyonunun göstergesi olabilir. Polidispersite indeksi sonuçları çok modlu bir boyut dağılımını ve dispersiyonda farklı büyüklüklerde toplanan nanoyapıların varlığını kanıtlamıştır. Bu sonuçlar nanoenkapsüle olan altın nanokürecikleri (15 nm) ile zein moleküllerinin çaplarının farklı olmasına bağlanmıştır. Ana eksen (uçları en geniş noktalar olan merkez ve odaklardan geçen bir elipsin en uzun çapı) değerlerinin ölçümü için öncelikle denklem ile geometrik katsayı (Fd) hesaplanmıştır. Daha sonra bu değer ikinci bir denklem kullanılarak (Bölüm 5.4.3) elips şeklinde olan liflerin ana eksen değeri hesaplanmıştır. Zein-altın nanolif stabilitesi, farklı solüsyonlarda zeta potansiyeli ölçümleri ile de incelenmiştir (etanol: +41.73 mV; su: +5.1 mV). Antimikrobiyal etkilere ek olarak, saf zein ve altınlı-zein nanoliflerinin fizikokimyasal özellikleri araştırılmıştır. Altın-zein nanolif spektrumundaki spesifik omuzlar, saf zein için oluşmayan, ancak saf altın spektrumunda da gözlenen amid I ve amid II bölgesinde C=O karbonlu germe titreşimlerini göstemiştir. Altın ilavesinden sonra, saf zein spektrumundaki esnek bantlar, Au–O iyonik bağ gruplarının titreşim frekansı ile germe tepe noktalarına dönüşmüştür. Bu moleküler gözlemler ve diğer değişiklikler (daralan bantlar, dalga boyunun kayması, geçirgenlik değişimleri) altın moleküllerinin hassas bir şekilde nanokapsülasyonunu doğrulamıştır. Tüm bu sonuçlar göstermektedir ki, tütsüleme işlemi başlangıçtaki TMAB yükünü azaltmasına rağmen, paket açıldıktan TMAB değerlerinin daha fazla arttırmaktadır. Bu nedenle nanolif kaplama materyallerinde Au kullanılarak, Bölüm 3 ve Bölüm 4'te açıklandığı gibi, mikrobiyal büyüme tütsüleme işleminden daha fazla engellenmiştir. Ancak taze balık ürünlerinde kısa sürede bozulma kaçınılmaz olduğundan, nanolif materyallerini raf ömrünü tahmin etmek için akıllı indikatör göstergeleri olarak kullanmak da önemlidir. Bu amaçla Bölüm 5'te öncelikle açıklandığı üzere altın tuzundan (HAuCl4) sıvı altın nanoparçacıklarının ve kurutulmuş altın nanotozlarının üretiminden bahsedilmiştir. Daha sonra dört farklı jelatin bazlı besleme çözeltisi hazırlanarak üretim yapılmıştır. Hazırlanan solüsyonlarda 1:1 (ağırlık/ağırlık) oranında asetik asit ve üretilen sıvı altın kullanılmıştır. Kontrol grubu sadece 20% jelatin içerirken, ikinci gruba 10% karamürver esktresi, üçüncü gruba ek olarak 5% SnO2 ve dördüncü gruba ek olarak 2% altın nanotozları eklenmiştir. Taramalı elektron mikroskobu sonuçlarına göre sadece jelatin içeren nanoliflerin ortalama çapı 81.4 nm olarak ölçülmüştür. Çözeltiye %10 karamürver ekstresinin eklenmesi ile, ortalama çap 277 nm'ye yükselmiştir. SnO2 eklenen örneklere elektron mikroskobuna entegre edilmiş Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi dedektörü ile elementel haritalama işlemi de uygulanmıştır. Spektrumdaki tepe noktaları (Figür 5.2) SnO2 nanoparçacıklarının hem nanolif içinde kapsüllendiğini hem de jelatin nanoliflerinin yüzeylerine bağlandığını göstermiştir. Çünkü nanoekapsülasyonla birlikte lif çaplarının ortalaması 398 nm'ye yükselmiştir. Üretilen altın nanotozları eklendiğinde ise nanolifler üzerinde bazı noktalar gözlemlenmiş ve ortalama çap 554 nm'ye kadar yükselmiştir. Nanoliflerin ilk üretilmiş halleri detaylı karakterizasyon ile FTIR, DSC, TGA ekipmanlarında incelenmiştir. Daha sonra nanolifler oda sıcaklığında çiğ taze balık eti içeren petri kaplarındaki PVC film yüzeyine yerleştirilip (balıketiyle doğrudan temas olmadan) 30 saat boyunca değişimleri gözlemlenmiştir. 30. saatte nanoliflere ikinci bir karakterizasyon işlemi yapılmıştır. FTIR sonuçlarına göre spektrumdaki bant alanlarının oranları karşılaştırılarak ve bantların arasındaki uzaklıklar ölçülerek nanolif stabilitesi değerlendirilmiş, bozulmaya bağlı olarak üretilen metabolitlerin tespiti için yeni yaklaşımlar ortaya konulmuştur. Spektrumdaki spesifik değişiklikler, çiğ balık numunelerinin bozulmasından sonra uçucu aminlerin nanoliflere absorpsiyonunu/bağlandığını göstermiştir (Bölüm 5.4.2.2). Numuneler arasındaki ısıl stabilite farklılıkları, diferansiyel tarama kalorimetre ve termogravimetrik analizler ile karşılaştırılmıştır. Jelatin nanolif numunelerinin ısıl karakteristik sonuçları, metallerin varlığıyla ortaya çıkan başlangıçtaki yeni iyonik bağ yapıları ve 30. saat sonunda absorbe olan uçucu gazların ısıl bozulma bölgeleri kanıtlanmıştır. Uçucu gazlar ve nanoenkapsüle olan metaller arasındaki etkileşimler ile erime, ayrışma veya oksidasyon piklerinde değişimler (genişleme, kayma, yeni pikler vb.) gözlemlenmiştir. Ayrıca, nanoliflerin farklı saatlerde renk ölçümleri yapılarak balıklardaki bozulmanın L, a, b, değerlerine etkisi incelenmiştir. Kontrol örneğiyle (sadece jelatin) katı materyal eklenmiş nanolif örnekler arasındaki farklı renk sonuçları (sırasıyla, ekstre, SnO2 ve altın nanotozu), flavonoidler/fenolik asitler ve metal iyonları arasındaki etkileşimin renk özelliklerini ortaya çıkaran antosiyaninlere bağlanmıştır. Bu nedenle ilk ölçümlerde altın nanotozlarını içeren jelatin nanoliflerinde en yüksek kırmızılık (a 10.37) ile en düşük parlaklık değerleri (L 64.23) elde edilmiştir (p<0.05). 30 saatlik depolama süresi boyunca uçucu aminlerin absorpsiyonu L, a, b değerlerini numunelerde farklı yönlerde etkilemiştir. 24. saatte altın nanotoz katkılı jelatin numunesinin rengi daha yoğun hale gelmiş ve en düşük b değeri (-3.11) ve en düşük L değeri (24.14) ile koyu mor renge dönmüştür (p<0.05). Aminlerin metalik nanopartiküllerin yüzeyine azot bağlarıyla kolaylıkla tutunabildiği bilinmektedir. Buna göre altın nanotozlu numunede absorbe edilen gazların çapraz bağlanmayla altın nanotoz toplanmasını teşvik ettiği ve daha güçlü bir L ve b değişikliği üretmesine sebep olduğu varsayılmıştır. Böylece nanolif numuneleri arası ve aynı zamanda 0., 3., 6. saatler arasında istatistiksel olarak anlamlı farklar bulunmuştur. Bu sonuçlar altın nanopartiküllerin/nanotozların ve SnO2 gibi metal oksitlerin fonksiyonel özelliklere sahip nanoliflerin ambalaj katmanı olarak üretilmesinde faydalı olabileceğini kanıtlamıştır. Tüm bölümler birlikte değerlendirildiğinde, yapılan çalışmanın sonuçları a) elektriksel iletkenlik, yüzey gerilimi, dielektrik kayıp faktörü gibi nadiren incelenen parametrelerle balık kalitesinin belirlenmesi b) hazırlanan besleme çözeltilerinin dielektrik, elektiksel iletkenlik gibi özelliklerinin nanolif oluşumuna etkisinin değerlendirilmesi c) nanoliflerin ve nanopartiküllerin moleküler, morfolojik ve elemental karakterizasyonu d) nanoliflerin kümelenme davranışı ve stabilitesinin dinamik ışık saçılımı ve spektroskopik yöntemlerle yorumlanması e) uçucu gaz algılama özellikleri için balık numuneleri üzerinde karamürver, kalay dioksit, altın nanopartikülleri içeren nanoliflerin pratik uygulanabilirliğini göstermiştir. Böylece bu tez çalışması, et ürünlerinde aktif ve akıllı ambalajlama işlevleri için antimikrobiyal nanoaltın, bitki ekstreleri, kalay dioksit ve altın nanotozu gibi materyallerle entegre edilmiş nanoliflerin antimikrobiyal ve/veya akıllı nanosistemlerin geliştirilmesine rehberlik edecektir.
Özet (Çeviri)
Fresh fish products spoil in a shorter time than other meat products. Consumers would prefer the freshest fish products that have higher initial quality. Therefore, it is important to investigate alternative methods to preserve the quality of fresh fish products and increase their shelf life. Furthermore, estimating the shelf life of fresh fish products in fast and easy methods has started to gain importance in recent years. These developments increase researchers' interest in active and smart packaging layers that are produced by nanotechnological methods. In this dissertation preparation, characterization, and practical application of biopolymer-based electrospun nanofibers as active and smart packaging layers are presented. First, the purpose and objectives are explained and recent studies are presented in Chapter l. Then, preliminary microbiological analyzes were applied to smoked fish products after their packages being opened (Chapter 2), suggesting that the smoking process inhibit microbial growth only if the package is not being opened. Then, the quality of three different fish meat samples (local salmon: YS, bream: Ç, sea bass: L) was determined in terms of the electrical conductivity value, surface tension values, and the ε″. Sensory evaluation results were also evaluated by photos and point scales. The electrical conductivity value of the YS, Ç, and L samples on the initial day (0.21, 0.24, and 0.233 mS cm-1) increased on the 4th day of storage (0.35, 0.39, and 0.47 mS cm-1), respectively (~65%, 63%, and 101% change). Dielectric loss factor values calculated at a frequency of 30 MHz were also increased with the highest change of L samples (29.68%) on the 4th day. On the contrary, surface tension values decreased with storage time. The surface tension of YS, Ç, L, declined from 38.22, 42.56, 37.57 mN m-1 to 16.2, 29.45, 25.94 mN m-1 on the 2nd day of storage. Results revealed these analyzes can be accepted as an important and rapid quality techniques in fish meat samples. Chapter 2 results revealed that active coating layers could be used to preserve shelf life and inhibit microbial growth. Therefore, in Chapter 3, skinless fish fillets nanocoated with fabricated AuZ-Nm (530 ± 377 nm) and TMAB growth at 4 ± 1 °C compared with the uncoated group during the 8-days storage. Microbiological results indicated that the use of zein nanofibers with gold nanospheres delayed the TMAB growth up to ~1 log CFU/g (p<0.05) and sensory deterioration. The monitoring dielectric properties of fresh fish fillets for evaluating their quality (Chapter 2), was also used in Chapter 3. In this sense, dielectric properties (ε′ and ε′′) of the fish fillets were treated with AuZ-Nm and were investigated. ε′ values of the uncoated fish samples were more variable (34.53%) compared to the nanocoated group (<30%) on the 7th day of storage. Similarly, a 40.55% decrease was recorded for the uncoated group according to the initial ε′′ value, while this decrease was 22.75% for nanocoated samples (p<0.05 between groups). It has been concluded that zein based nanofiber swith Au nanospheres have the potential as an active food packaging layer to extend the shelf life of fish fillets. In Chapter 4, the effect of electrical conductivity, ε′, ε′′, and loss tangent (ε′′/ε′) values (at 300 and 3000 MHz), on feed solution electospinnability was investigated. For the first time, the aggregation behavior of nanofibers was determined by ZetaSizer equipment. Electrospun samples dispersed in the ethanol had lower translational diffusion coefficient (water:2.03 μm2/s; ethanol: 1.85 μm2/s) and higher hydrodynamic radius (water: 242 nm; ethanol: 221 nm). Zein-gold nanofiber stability was also studied by zeta potential measurements (ethanol: +41.73 mV; water: +5.1 mV). In addition, the antimicrobial effects of AuZ-Nm were investigated and physicochemical characteristics were compared without Au. Specific shoulders in Au zein nanofiber spectrum indicated C=O carbonyl stretch vibrations in the amide I and amide II region, which does not appear for pure zein, but is observed also in the pure Au spectrum. After addition of Au, bands in the pure zein spectrum converted to stretching peaks, indicating the vibration frequency of Au–O ionic bond groups. These molecular observations and other signs (narrowing band, shifting wavenumber, transmittance changes) confirmed the successful integration of Au molecules. All these results indicated that although the process of smoking decreased the initial TMAB load, after opening the package, the TMAB values of the smoked fish increased more (Chapter 2). Using Au in nanofiber coating layers inhibited microbial growth more than the smoking process as explained in Chapter 3 and Chapter 4. However, since disruption is inevitable, it is also important to use these nanofiber materials as indicator layers to predict shelf life. In this context, gelatin-based nanofibers were developed to evaluate their color changing functions (Chapter 5). At first, the production of liquid gold NPs and dried gold nanopowders from gold salt (HAuCl4) was explained as stated in supplementary material. Then liquid gold added to feed solutions. SEM results of gelatin nanofibers the average diameter of pure gelatin nanofibers (GL) was 81.4 nm without any beads. The addition of 10% BE extract to the solution increased diameter to 277 nm (GLE). EDS elemental mapping peaks and Figures indicated that after 5% SnO2 incorporation into the feed solution, SnO2 NPs both encapsulated inside the nanofiber and attached to the surfaces of gelatin nanofibers (GLES). Small spots on nanofibers were observed with the addition of produced Au nanopowders at 2%, and the average diameter increased to 554 nm (GLESA). Nanofibers were deeply characterized by FTIR before and after exposed to fish meat for 30 hours (no direct contact). New methods were proposed for the first time to evaluate nanofiber stability by transmittance ratio values and produced degradation metabolites confirmed with the band differences in spectrums. Specific spectral changes indicated absorption/attachment of volatile amines to the nanofibers during deterioration of fresh fish samples. Thermal stability between samples was compared by DSC and TGA. Thermal characteristic results of gelatin nanofiber samples also proved the new ionic bond complexes (initial) and thermal decomposition of absorbed volatiles (30th hour). Furthermore, L a b values of the nanofiber showed that interaction between flavonoids/phenolic acids and metal ions modified the color produced by the anthocyanins. Therefore, the lowest brightness values (L=64.23) with the highest redness (a=10.37) for the gelatin nanofiber that contains gold nanopowders (p<0.05) were obtained in the first measurement before the spoilage (GLESA). During 30 hour storage period the absorption of volatile amines influenced L a b in different directions. On the 24th hour, the color of the gold nanopowder added gelatin sample (GLESA) became more intense and turned to dark purple with the lowest b value (-3.11) and the lowest L value (24.14) (p<0.05; between nanofiber samples and between initial, 3rd, 6th hours). When all chapters are evaluated together, the results of this study enable a better insight into a) understanding of the determination of fish quality by rarely studied parameters such as electrical conductivity, surface tension, and dielectric loss factor, b) evaluation of various properties of prepared feed solutions for electospinnability, c) molecular, morphological, elemental characterization of nanofibers and NPs, d) searching aggregation behavior and stability of nanofibers by novel techniques such as DLS data calculations e) practical application of fabricated nanofibers containing Au nanospheres, SnO2, and BE extract on fish samples for gas sensing performance. These chapters guide possible nanoapplications of the nanofibers incorporated with antimicrobial agents, plant extracts, and metal-based NPs for active and intelligent packaging functions on meat products.
Benzer Tezler
- Körfarede (spalax leucodon, Nordmann 1840) üreme peryodunun testis ağırlığına göre belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
ÜNAL ÖZELMAS
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
ZoolojiAnadolu ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ABDULLAH ARSLAN
- Zeolit X'de ikili ve üçlü iyon değişimi
Binary and ternary ion exchange in zeolite x
BAYRAM BAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MÜJGAN ÇULFAZ
- Production of B-galactosidase by kluyveromyces marxionus and whole cell immobilization in polyacrylamide gel
Başlık çevirisi yok
GÜNAY BALTA
