Extraction of polysaccharides from waste seaweed and examining their film forming properties
Atık deniz yosunlarından polisakkaritlerin elde edilmesi ve film oluşturma özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 900061
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CÜNEYT HÜSEYİN ÜNLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 65
Özet
Deniz yosunlarından üretilen biyo materyaller ilaç, kozmetik, medikal, gübre, tekstil, gıda, ambalaj gibi bir çok endüstri tarafından kullanılmaktadır. Bu malzemeler bitkiler, hayvanlar ve mikroorganizmalar gibi yenilenebilir biyolojik kaynaklardan elde edilir. Fosil yakıtlara ve sentetik malzemelere sürdürülebilir bir alternatif sunarak sınırlı kaynaklara olan bağımlılığımızı azaltır ve çevresel etkiyi en aza indirir. Türkiye, tarım potansiyeli ve biyolojik çeşitliliği sayesinde biyo-bazlı ham maddelerin üretimi ve kullanımı konusunda önemli bir potansiyele sahiptir. Ülkemizde bu alanda yapılan çalışmalar ve uygulanan politikalar, gelecekte daha sürdürülebilir bir ekonomiye geçişi desteklemektedir. Denizler, dünya yüzeyinin büyük bir kısmını kaplar ve içinde sayısız canlı türüne ev sahipliği yapar. Bu canlılar, biyoteknoloji sayesinde çeşitli endüstriyel alanlarda kullanılabilecek potansiyele sahip birçok biyolojik madde içerir. Deniz biyoteknolojisi olarak adlandırılan bu alan, deniz canlılarından elde edilen bu maddelerin çeşitli sektörlerde kullanılması için araştırmalar yapar. Deniz kaynakları yenilenebilir ve sınırsız bir kaynaktır. Fosil yakıtlara olan bağımlılığın azaltılması ve daha sürdürülebilir bir ekonomiye geçişin kolaylaştırılması bu şekilde gerçekleştirilebilir. Türkiye, üç tarafı denizlerle çevrili olduğu için deniz biyoteknolojisi alanında muazzam bir potansiyele sahiptir. Ancak bu potansiyelin henüz tam anlamıyla kullanıldığını söylemek mümkün değil. Ülkemizin deniz biyoteknolojisi alanında daha fazla yatırım yapması ve daha fazla çalışma yürütmesi gerekiyor. Çok çeşitli deniz biyomalzemeleri bulunmaktadır. Bu biyomateryallerin en önemlilerinden biri de protein, vitamin ve mineraller açısından zengin olan deniz yosunlarıdır. Deniz yosunlarının endüstriyel kullanımı binlerce yıllık bir geçmişe sahiptir ve günümüzde hala büyük önem taşımaktadır. Sürdürülebilirlik ve doğal kaynakların verimli kullanımı gibi konuların gündemde olduğu günümüzde, deniz yosunları gibi yenilenebilir kaynakların kullanımı daha da önemli hale gelmiştir. Ülkemizdeki denizler farklı su sıcaklıklarına, tuzluluk oranlarına ve derinliklere sahip olduğu için çok çeşitli alg türlerine ev sahipliği yapmaktadır. Kıyı şeridi, özellikle kayalık alanlar, deniz yosunları için ideal bir yaşam alanıdır. Dalgalar tarafından sürekli oksijenlendirilen bu alanlarda çeşitli alg türleri sıklıkla görülür. Bazı nedenlerden dolayı deniz yosunları kıyılarda toplanır. Bunlar dalga ve akıntılar, rüzgar, gelgit hareketleri, deniz yosunlarının doğal yaşam döngüsü gibi faktörlerdir Çok çeşitli yosun türlerine ev sahipliği yapan Marmara Denizi'nin kıyılarında yılın belli dönemlerinde farklı türlere ait deniz yosunları toplanmaktadır. Bu toplanmalar kıyıda olduğunda koku ve görüntü açısından rahatsız edici olabillir. Aynı zamanda kıyıda insanların kullanım alanlarını kısıtlayabilir. Atık yosunlar kıyıya vurmadığında deniz yüzeyinde birikirler ve bu birikmeler denizlerin hava ile olan temasını azalttığı için denizdeki oksijen seviyesini düşürerek, denizde yaşayan canlıların ihtiyaç duyduğu oksijen kaynağının verimliliğini azaltırlar. Bu da deniz ekosisteminde yaşayan canlıların yaşam kalitelerini düşürür, ömürlerini kısaltabilir, türlerin devamlılığını tehlikeye düşürebilir. Deniz yüzeyinde ve kıyılarda biriken bu yosuların toplanarak çeşitli materyallere dönüştürülmek üzere toplanması hem deniz ve kıyının temizlenmesini hem de ucuz bir hammadde kaynağının endüstriye kazandırılmasını sağlayabilir. Dünyanın farklı yerlerinde buna benzer bazı çalışmalar yapılmaktadır. Binlerce farklı türde bulunan bu yosunların yapılarında bulunan kimyasal bileşenlerin yapısal ve miktarsal çeşitliliği, bu deniz yosunlarını çok özelliklli birer kaynak olarak görmemize neden olabilir. Yosun endüstrisinin giderek büyümesi ve alg biyorafinerilerinin geliştirilmesi, alglerden elde edilen ürünlerin yüksek nitelikteki biyopolimerlerin geliştirilmesine duyulan ihtiyacı artırmaktadır. Deniz yosunu günümüzde tüm dünyada hammadde olarak üretilmekte ve kullanılmaktadır. Bu yosunların yapısındaki polisakkaritler farklı uygulama alanları için bir ham madde kaynağı olarak görülebilir Deniz yosunları, çevreye en az zarar verecek koşullarda yetişip çoğalabilirler. Deniz yosunu çiftçiliği, kara tabanlı tarımla ilişkili en önemli çevresel kısıtlamalardan bazıları olan tatlı su, kimyasal gübre veya arazi gerektirmediğinden, deniz çiftliklerinde ürün yetiştiriciliği kara tabanlı tarıma göre daha sürdürülebilir görünmektedir. Deniz yosunu atmosferdeki karbondioksiti emerek iklim değişikliğini azaltma çabalarına katkıda bulunabilir. Her ne kadar soluduğumuz oksijenin karasal bitkilerden geldiğini düşünsek de, deniz algleri fotosentez yoluyla gezegenin oksijen ihtiyacının yaklaşık %75'ini üretmektedir. Deniz yosunu birçok kültürde doğrudan besin ve diyet lifi kaynağı olarak tüketilmektedir. Deniz yosunları sadece harika bir besin kaynağı değil, aynı zamanda hayvan yemi, biyokütle ve biyoyakıt sentezi için önemli bir hammaddedir ve bu alanlarda da güncel olarak değerlendirilmektedir. Deniz yosunu, biyoremediasyon olarak bilinen bir süreçle kirleticileri sudan ve topraktan uzaklaştırmak için kullanılabilir. Bu projenin konsepti, Marmara Denizi kıyılarından farklı deniz yosunu örnekleri toplayarak bunların yapılarındaki polisakkarit bileşenlerinin izole edilmesi ve bu polisakkaritlerin hammadde kaynağı olarak değerlendirilmesinin mümkün olabileceğinin incelenmesidir. Çalışmanın ilk odağı, farklı türlerinden oluşan deniz yosunu atığının bileşimindeki polisakkarit oranını belirlemesi, sonraki adım ise farklı film ajanları kullanarak bu polisakkaritlerin polimerik filmlere dönüştürülmesidir Bu yenilikçi yaklaşım deniz atıklarının kıyılarda birikmesi sorununu ele almakla kalmıyor, aynı zamanda bu biyo atık materyalin doğru şekilde değerlendirilmesi için olanakları görmemizi sağlıyor.
Özet (Çeviri)
Biomaterials produced from seaweeds are used by many industries such as pharmaceuticals, cosmetics, medical, fertilizers, textiles, food and packaging. These materials come from living things that are renewable, such microbes, plants, and animals. They lessen our reliance on finite resources and have a minimal negative impact on the environment by providing a sustainable substitute for fossil fuels and synthetic materials. Turkey, with its agricultural potential and biodiversity, has a significant potential for the production and use of bio-based raw materials. Studies and policies implemented in our country to support the transition to a more sustainable economy in the future. Numerous species can be found in the oceans, which covers an important part of the planet's surface. These organisms are rich in biological materials that, with the help of biotechnology, could find application in a wide range of industrial applications. This area of study, known as marine biotechnology, investigates the potential use of these compounds derived from marine animals in a variety of industries. Marine resources are a renewable and limitless resource. Reducing dependence on fossil fuels and facilitating the shift to a more sustainable economy can be accomplished in this way. Turkey has enormous potential in the field of marine biotechnology because it is surrounded by seas on three sides. It is impossible to say, though, that this potential has yet to be fully fulfilled. Our nation needs to invest more money and conduct more studies in the field of marine biotechnology. There is a wide range of marine biomaterials. One of the most important of these biomaterials is seaweed, which is rich in protein, vitamins and minerals. The industrial utilization of seaweeds has a history dating back thousands of years and is still of great importance today. Today, when issues such as sustainability and efficient use of natural resources are on the agenda, the use of renewable resources such as seaweeds has become even more important. The seas in our country are home to a wide variety of algae species as they have different water temperatures, salinity ratios and depths. The coastline, especially rocky areas, is an ideal habitat for seaweeds. Various types of algae are frequently seen in these areas, which are constantly oxygenated by the waves. For some reasons, seaweeds collect on coasts. These are factors such as waves and currents, wind, tidal movements, the natural life cycle of seaweeds. Seaweeds of different species are collected at certain times of the year on the shores of the Marmara Sea, which is home to a wide variety of seaweed species. When these collections are on the shore, they can be disturbing in terms of odor and appearance. At the same time, it can restrict the usage areas of people on the coast. When waste seaweeds do not wash up on the shore, they accumulate on the sea surface, and since these accumulations reduce the contact of the sea with the air, they reduce the oxygen level in the sea and reduce the efficiency of the oxygen source needed by the creatures living in the sea. This, in turn, reduces the quality of life of the creatures living in the marine ecosystem, shortens their lifespan and may jeopardize the continuity of species. Collecting these algae accumulated on the sea surface and coasts to be transformed into various materials can both clean the sea and the coast and provide a cheap raw material source to the industry. Some similar studies are being carried out in different parts of the world. The structural and quantitative diversity of the chemical components found in the structures of these seaweeds, which are found in thousands of different species, may cause us to see these seaweeds as a very special resource. Seaweed is produced and used as a raw material nowadays all over the world. High-value applications of algal-extracted biopolymers are becoming more and more necessary as the algae industry and algae biorefinery expand. The polysaccharides in the structure of these seaweeds can be seen as a source of raw materials for different applications. Seaweeds can grow and reproduce in conditions that cause minimal damage to the environment. Since seaweed farming does not require fresh water, chemical fertilizers or land, which are some of the most important environmental constraints associated with land-based agriculture, marine farming appears to be more sustainable than land-based agriculture. Seaweed can absorb carbon dioxide from the atmosphere, contributing to efforts to mitigate climate change. Even though we think that terrestrial plants are the source of the oxygen we breathe, photosynthesis by marine algae produces over 75% of the oxygen on the globe. Seaweed is consumed directly in many cultures, often as a source of nutrients and dietary fiber. Seaweeds are not only a great source of food, but also an important raw material for animal feed, biomass and biofuel synthesis and are currently being utilized in these fields. Seaweed can be used to remove pollutants from water and soil, a process known as bioremediation. The concept of this project is to collect different seaweed samples from the coasts of the Marmara Sea to isolate the polysaccharide components in their structure and to investigate the possible utilization of these polysaccharides as a source of feedstock. The first focus of the study is to determine the proportion of polysaccharides in the composition of different types of seaweed waste, the next step is to convert these polysaccharides into polymeric films using different film agents. This innovative approach not only addresses the problem of accumulation of marine waste on the coasts, but also allows us to see the possibilities for the proper utilization of this bio-waste material.
Benzer Tezler
- Ulva türlerinin aktif bileşiklerinin eldesi için ekstraksiyon koşullarının optimizasyonu
Optimization of extraction conditions for obtaining active compounds of Ulva species
GİZEM ÖDER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BAYRAKTAR
- Bitkisel ürünlerden polisakkarit ekstraksiyonunda ultrason kullanımının optimizasyonu
Optimization of ultrasound assisted extraction of polysaccharides from plant waste material
TUNCAY YILMAZ
Doktora
Türkçe
2015
Gıda MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEBNEM TAVMAN
- Şerbetçi otu atığından selüloz elde edilmesi ve yenilebilir film formülasyonlarında kullanımının incelenmesi
Extraction of cellulose from spent hops and investigation of its use in edible film formulations
ZEYNEP AKGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CELALE KIRKIN GÖZÜKIRMIZI
- Ultrasound-assisted extraction of pectin from orange peels
Portakal kabuklarından ultrases destekli pektin ekstraksiyonu
MERT MUSTAFA EREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ
- Ayçiçeği atığından antimikrobiyal selüloz eldesi
Antibacterial cellulose synthesis from sunflower waste
NURTEN UZUN