Ultraviyole teknolojisi (UV-C) ile atık çay lifinden sürdürülebilir nişasta bazlı ambalaj filmi tasarımı ve taze et ambalajında kullanım olanaklarının araştırılması
Design of sustainable starch-based packaging film from tea fiber waste with ultraviolet technology (UV-C) and investigation of possibilities of use in fresh meat packaging
- Tez No: 917147
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜGE UYARCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bitkisel atıklar, Buğday nişastası, Gıda ambalajı, Gıda atıkları, Morötesi ışınlama, Siyah çay, Çevresel sürdürülebilirlik, Plant wastes, Wheat starch, Food packaging, Food wastes, Ultraviolet irrigation, Black tea, Sustainable environment
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Manisa Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Biyopolimer filmlerin mekaniksel, bariyer ve fonksiyonel özelliklerini güçlendirmek amacıyla yapılan bu tez çalışmasında yeşil bir teknoloji olan ultraviyole C ışık (UV-C) uygulaması ile çay lifinden sürdürülebilir, çevre dostu ambalaj materyallerinin tasarımının gerçekleştirilmesi ve taze etin geliştirilen sürdürülebilir filmler ile ambalajlanarak kalite özelliklerinin irdelenmesi hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda nişasta bazlı biyopolimer filmlerin üretiminde farklı güçlerde (8W ve 11W) sabit sürede (60 dk) UV-C uygulaması ve farklı oranlarda (%10 ve %15) çay lifi kullanılarak ambalaj malzemelerinin fiziksel, mekaniksel ve fonksiyonel özellikleri irdelenmiş ve depolama boyunca (+4°C'de 10 gün) taze etin raf ömrü üzerine etkileri araştırılmıştır. Çalışmada geliştirilen nişasta bazlı ambalaj filmlerinde çay lifi ilavesinin nem oranını arttırıcı etki gösterdiği tespit edilmiştir (P<0,05). Ayrıca, çay lifi oranı ve UV-C gücü arttıkça filmlerin şişme oranında bir azalma gözlemlenmiştir (P<0,05). Filmlerin renk analizi değerlendirildiğinde, çay lifi ilavesinin filmlerin kırmızı-yeşil ve sarı tonlarını artırdığı, ayrıca çay lifi ilavesi ile birlikte özellikle yüksek dozda UV-C uygulamasının (11W) bu renk değişimlerini daha belirgin hale getirdiği gözlemlenmiştir (P<0,05). Ayrıca, çay lifi ve UV-C uygulamalarının filmlerin su buharı geçirgenliğini azalttığı tespit edilmiştir (P<0,05). Çay lifi ilavesi ile filmlerin çekme dayanımının arttığı ve özellikle yüksek dozda UV-C uygulamasının (11W) filmlerin çekme dayanımını belirgin şekilde güçlendirdiği gözlemlenmiştir (P<0,05). Filmlerin Taramalı Elektron Mikroskobu (TEM) görüntüleri incelendiğinde, çay lifi oranı arttıkça filmlerin yapısının homojenleştiği, delik ve çatlak oranlarının azaldığı tespit edilmiştir. Filmlerde UV-C uygulaması sonucu çapraz bağ oluşumu, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) spektrumlarında kontrol grubuna göre pik yoğunluklarındaki azalma ve daha geniş bantların oluşmasıyla doğrulanmıştır. Çay lifi ve UV-C uygulamalarının filmlerin antioksidan aktivitesini artırdığı tespit edilmiştir. Buna ek olarak film gruplarında Listeria monocytogenes ATCC 7644 hariç diğer tüm test mikroorganizmalarına karşı antimikrobiyal etkisi olduğu saptanmıştır. Çalışmada geliştirilen çay lifi ilave edilmiş ve UV-C işlemi uygulanmış nişasta bazlı ambalaj filmlerinin taze bonfile örneklerinde, depolama boyunca renk, lipit ve protein oksidasyonu ile mikrobiyal yük değerlendirildiğinde, çay lifi ilavesi ve UV-C uygulamalarının +4°C'de 10 gün boyunca kaliteyi korumada önemli etkileri olduğu görülmüştür. Renk parametrelerinde, kontrol grubunda L* ve a* değerleri hızla düşerken, %15 çay lifi ilavesi ve UV-C uygulamaları renk stabilitesini artırmıştır. Lipit oksidasyonu ölçümlerinde, kontrol grubunda TBARS değerleri hızla yükselmiş; ancak Ç2UV1 ve Ç2UV2 gruplarında bu değerlerin düşük seyretmesi oksidasyonu engellemiştir. Protein oksidasyonu açısından karbonil değerleri kontrol grubunda daha yüksek değerler gösterirken, Ç2UV1 ve Ç2UV2 gruplarında düşük kalmıştır. Mikrobiyal yük değerlendirmelerinde, kontrol grubunda TAMB sayıları en yüksek seviyeye ulaşırken, %15 çay lifi ve 8W UV-C uygulaması (Ç2UV1) mikrobiyal gelişmeyi en iyi şekilde baskılamıştır. Sonuç olarak, çay lifi ilavesi ve UV-C uygulamasının, nişasta bazlı ambalaj filmlerinin mekaniksel özelliklerini güçlendirdiği ve bu sayede geleneksel plastik ambalajlara alternatif olabilecek sürdürülebilir bir ambalaj çözümü sunduğu belirlenmiştir. Bu ambalaj filmlerinin etin ambalajlanmasında kullanılması, etin raf ömrünü uzatırken kaliteyi koruma açısından sürdürülebilir ambalaj çözümleri için önemli bir potansiyel sunduğunu ortaya koymaktadır. Çay lifi ve UV-C uygulamasının bir arada kullanılmasıyla elde edilen bu yenilikçi yaklaşım, hem çevresel etkileri azaltma hem de gıda israfını önleme konusunda etkili bir alternatif olarak değerlendirilebilir. Aynı zamanda, gıda ambalajlama sektörüne çevre dostu ve işlevsel bir çözüm sunarak sürdürülebilirlik hedeflerine katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, it was aimed to design sustainable, environmentally friendly packaging materials from waste tea fiber by ultraviolet (UV-C) application, which is a green technology, and to examine the quality characteristics of fresh meat by packaging it with the developed sustainable films. For this purpose, the physical, mechanical and functional properties of the packaging materials were investigated by using UV-C application at different powers (8W and 11W) for a fixed time (60 min) and different ratios (10% and 15%) of waste tea fiber in the production of starch-based biopolymer films and their effects on the shelf life of fresh meat during storage (10 days at +4°C) were investigated. The addition of tea fiber to the starch-based films significantly increased the moisture content of the films (P<0.05). As the tea fiber concentration and UV-C power increased, a reduction in swelling ratio was observed (P<0.05). Color analysis revealed that tea fiber enhanced the red-green and yellow tones of the films, and this effect was more pronounced with high-dose UV-C application (11W) (P<0.05). Additionally, tea fiber and UV-C applications significantly reduced the films' water vapor permeability (P<0.05). The tensile strength of the films increased with tea fiber addition, and high-dose UV-C application (11W) further strengthened the films (P<0.05). Scanning Electron Microscope (SEM) images showed that higher tea fiber content led to a more homogeneous film structure with fewer pores and cracks. Cross-linking induced by UV-C application was confirmed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), which showed reduced peak intensities and broader bands compared to the control group. Tea fiber and UV-C applications were also found to enhance the antioxidant activity of the films. Furthermore, the films exhibited antimicrobial effects against all tested microorganisms except Listeria monocytogenes ATCC 7644. For fresh beef samples packaged with the tea fiber-added, UV-C-treated starch-based films, significant effects were observed in maintaining quality during storage at +4°C for 10 days. In terms of color parameters, the control group showed rapid declines in L* and a* values, whereas 15% tea fiber addition and UV-C applications improved color stability. Lipid oxidation measurements indicated a rapid increase in TBARS values in the control group, while these values remained low in the Ç2UV1 and Ç2UV2 groups, suggesting effective oxidation prevention. Protein oxidation analysis showed that carbonyl levels were higher in the control group but remained low in the Ç2UV1 and Ç2UV2 groups. In terms of microbial load, the control group had the highest TAMB counts, while 15% tea fiber and 8W UV-C application (Ç2UV1) most effectively suppressed microbial growth. In conclusion, tea fiber addition and UV-C application improved the mechanical properties of starch-based films, offering a sustainable alternative to traditional plastic packaging. Using these films for meat packaging not only extended the meat's shelf life but also preserved its quality, highlighting their potential as sustainable packaging solutions. This innovative approach, combining tea fiber and UV-C applications, represents an effective alternative to reduce environmental impacts and food waste. It provides an eco-friendly and functional solution for the food packaging industry, contributing to sustainability goals.
Benzer Tezler
- Electrospun composite nanofibers with metal/metal oxidenanoparticles
Metal/metal oksit nanopartikül içerikli elektroeğrilmiş nanolif üretimi
HAVVA BAŞKAN
Doktora
İngilizce
2021
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE KARAKAŞ
- Boyar madde içeren atık suların arıtımında farklı fotokatalitik oksidasyon parametrelerinin araştırılması
Investigation of different photocatalytic oxidation parameters in treatment of dye solutions
ÇİĞDEM ŞAFAK SAĞLAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Çevre MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. H. CENGİZ YATMAZ
- Fe+3 iyonu ile modifiye edilmiş zeolit minerali varlığında tekstil endüstrisi banyo boyama atık suyunun heterojen foto oksidasyonu
Heterogeneous photo-fenton oxidation of textile industry dye bath wastewater by using zeolite as a catalyst modified by Fe+3 ions
SEVİNÇ GÜVENÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Çevre MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. H. CENGİZ YATMAZ
- Nano kaplama yöntemiyle aramid esaslı tekstil yüzeylerinin uv dayanımı ve mukavemet özelliklerinin geliştirilmesi ve çevresel etkilerinin yaşam döngüsü analizi ile incelenmesi
Improving uv resistance and tensile strength properties of aramid based textile surfaces via nano coating and investigation of environmental impacts by life cycle analysis
YEŞİM ÜNVAR
Doktora
Türkçe
2025
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE MERİH SARIIŞIK
- Balb/c farelerinin kan serum proteinleri üzerinde UV-C ışınlarının etkilerinin poliakrilamid gel elektroforezi yöntemleriyle incelenmesi
Başlık çevirisi yok
N.ERSİN BAYRAKDAR