Ecosynthesis of functionalized nanostructures from food sources and assessment of their bioactivities in food products
Gıda kaynaklarından işlevselleştirilmiş nano yapıların ekosentezi ve gıda ürünlerindeki biyoaktivitelerinin değerlendirilmesi
- Tez No: 931792
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KARAASLAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Harran Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 157
Özet
Bu çalışma, gümüş nanopartiküllerinin (AgNP'ler) sentezini göstermek için indirgeyici madde olarak vişnelerden (Prunes cerasus L.) elde edilen posa özütünü kullanır. Eko sentez süreci, reaksiyon karışımının pH'ı (5-8,5), reaksiyon süresi (1-35) dakika ve sıcaklık (55-90) °C dahil olmak üzere faktörleri değiştirerek optimize edildi. Bu parametreler, sentezlenen AgNP'lerin boyutunu, şeklini ve kararlılığını etkileyebilir. En küçük nanopartikül boyut dağılımının, (0,94) emilim değeri ile (464) nm dalga boyunda belirgin bir tepe ortaya koyan S6 için 58 nm olduğu bulundu ve ekstraksiyon için optimum sıcaklığın, 30 dakikalık reaksiyon süresinden sonra pH 7,5 ile 80 °C olduğu belirlendi, ancak bu örnek karakterize edildi ve nanokompozit film sentezlemek için seçildi. Gliserol, polietilen glikol ve nişasta-AgNP'leri değişen konsantrasyonlarda (%1, 2, 3 ve 4 AgNP) nişasta filmiyle kontrol olarak birleştirerek nişasta filminin biriktirilmesi. Nişasta-Ag nanokompozit (St-AgNC) filmleri özellikle çilek ve mantarları 4°C sıcaklıkta paketlemek amacıyla üretilmiştir. Kompozit filmlerin özellikleri FTIR, XRD, SEM ve UV-vis spektroskopisi kullanılarak analiz edilmiştir. FTIR analizine göre nişastanın gliserol ve AgNP'lerle karıştırıldıktan sonra yapısında bir değişiklik olduğu ortaya çıkmıştır. AgNP'leri dahil ederek kompozit filmin esnekliği arttırılmıştır. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) bulgularına göre %4 AgNP içeren kompozit filmler düz bir yüzey sergilemiştir. St-AgNC filmleri Staphylococcus aureus, Escherichia coli ve Candida albicans organizmalarına karşı önemli antibakteriyel etkinlik göstermiştir.Sonuçlar, %4 AgNP içeren nanokompozit filmin (S4) en yüksek inhibisyon bölgesinin S. aureus, E. coli ve C. albicans için sırasıyla 23.43 ± 2.05, 20.65 ± 1.74 ve 15.82 ± 1.23 mm olduğunu göstermiştir. Maksimum radikal temizleme (%90.7), %3 ve %4 AgNP içeren bir St-AgNC filminde AgNP'ler için yaklaşık 20 dakikada elde edilmiştir ve AgNP'nin etkili antioksidan yeteneğini göstermektedir. Bulgular, %1, %2, %3 ve %4 AgNP ve StNC içeren nanokompozit filmlerin kalınlığının, sırasıyla 0.25, 0.22, 0.20, 0.18 ve 0.35 mm olarak ölçülen nişasta seviyesinin artmasıyla önemli ölçüde arttığını göstermektedir. Kolorimetrik veriler, AgNP'lerin dahil edilmesinin St-AgNC filmlerinin renk özelliklerini büyük ölçüde etkilerken, nişastanın dahil edilmesi elde edilen St-AgNC filmlerinin pigmentasyonunu etkilemez. Parlaklık parametresi L*, AgNP konsantrasyonu ile negatif bir korelasyon gösterir. Çilek ve mantar gibi paketlenmiş gıdaların depolama sırasında kalitesi ve raf ömrü üzerindeki ambalajlamanın etkisi ve 14 günlük depolama süresi boyunca pH ve mikrobiyolojik gelişim üzerindeki etki süresi, ağırlık kaybı metodolojisi kullanılarak değerlendirildi. Bulgular, 4°C'de depolamanın etkisinin, kaplama tekniklerinin, kaplanmamış örneklere kıyasla işlenmiş çilek ve mantarlarda ağırlık kaybını önemli ölçüde azalttığını göstermektedir. Sonuçlar, St-AgNC ile kaplanmış çilek örneklerinin (3B4, 4B4) ve mantar örneklerinin (3C4, 4C4) sırasıyla %3 ve %4 AgNP içerdiğini ve çilek ve mantar gibi paketlenmiş ürünlerin tazeliğini ve raf ömrünü hem kalite hem de görünüm açısından 14 günlük depolama sonrasında uzatmada iyi bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Bu çalışma, AgNP'lerin sentezini karakterize etmek için vişne (Prunus cerasus L.) posasının ilk araştırma kullanımıdır.
Özet (Çeviri)
This work investigated the potential of pomace extract from sour cherries (Prunes cerasus L.) as a reducing agent to synthesize the silver nanoparticles (AgNPs). The ecosynthesis process was optimized by modifying factors including pH (5-8.5) of the reaction mixture, reaction time (1-35 min), and temperature (55-90) °C. These parameters can influence the size, shape, and stability of the synthesized AgNPs. The smallest nanoparticle size distribution was found to be 58 nm for S6 which has revealed a distinct peak at a wavelength of (464) nm with (0.94) absorption value and the optimal temperature for extraction was determined to be 80°C with pH 7.5 after 30 min of reaction time, although this sample was characterized and it was chosen for synthesizing nanocomposite film. The deposition of starch film by combining glycerol, polyethylene glycol, and starch-AgNPs at varying concentrations (1, 2, 3, and 4% of AgNPs) with starch film as a control. Starch-Ag nanocomposite (St-AgNC) films were specifically fabricated for the purpose of packing strawberries and mushrooms at a temperature of 4°C. Properties of the composite films were analyzed using FTIR, XRD, SEM, and UV-vis spectroscopy. FTIR analysis revealed a change in the structure of the starch after blending with glycerol and AgNPs. By including AgNPs, the flexibility of the composite film was enhanced. According to the scanning electron microscopy (SEM) findings, the composite films containing 4% AgNPs exhibited a flat surface. The St-AgNC films exhibited substantial antibacterial efficacy against Staphylococcus aureus, Escherichia coli, and Candida albicans organisms. The results demonstrated that nanocomposite film (S4) which contain 4% of AgNPs displayed the highest inhibition zone against S. aureus, E. coli, and C. albicans as 23.43 ± 2.05, 20.65 ± 1.74, and 15.82 ± 1.23 mm, respectively. The maximum radical scavenging activity (90.7%) was achieved in 20 min for AgNPs in a St-AgNC film containing 3 and 4% AgNPs which demonstrates AgNP's effective antioxidant ability. The findings demonstrated that the thickness of nanocomposite films comprising 1, 2, 3, and 4% AgNPs and StNC rose significantly with the increasing level of starch, measured as 0.25, 0.22, 0.20, 0.18, and 0.35 mm, respectively. The colorimetric data indicate that, the inclusion of AgNPs greatly influences the color characteristics of the St-AgNC films, whereas the inclusion of starch does not affect the pigmentation of the resultant St-AgNC films. The brightness parameter L* exhibited a negative correlation with the concentration of AgNPs. The influence of packaging on the quality and shelf life of packaged foods, including strawberries, and mushrooms, during storage, as well as the effect time on pH and microbiological development over a 14-day storage period, was evaluated using weight loss methodology. The findings suggest that the impact of 4°C storage, coating techniques significantly reduced loss in weight for treated strawberries and mushrooms compared to uncoated samples. The results show that strawberry samples (3B4, 4B4) and mushroom samples (3C4, 4C4) were coated by St-AgNC contain 3% and 4% of AgNPs respectively have a good effect on prolonging the freshness and shelf life of packaged items such as strawberries, and mushrooms in both quality and appearance after 14 days of storage. This study is the first research in the context of using pulp extract of sour cherries (Prunus cerasus L.) to synthesize the AgNPs.