Polietilen/termoplastik nişasta ve poli (laktik asit)/termoplastik nişasta bazlı akıllı gıda ambalajları özellikleri üzerine doğal indikatör olan kurkuminin etkisi
Effect of curcumin as a natural indicator on the properties of polyethylene/thermoplastic starch and poly(lactic acid)/thermoplastic starch based smart food packaging
- Tez No: 977037
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: LDPE, Polilaktik asit, Low density polyethylene, Polylactic acid
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın amacı; kısmen biyobozunur ve tamamen biyobozunur bir karışım olan ve petrol türevli polimerlere alternatif olan kurkumin (KUR) katkılı polietilen / termoplastik nişasta (PE/TPS) ve poli (laktik asit) / termoplastik nişasta (PLA/TPS) karışımlarının hazırlanması, bu karışımların özelliklerinin geliştirilmesi ve taze tavuk eti üzerinde anlık renk değişim özelliklerinin incelenerek akıllı paketleme ya da etiket malzemesi olarak potansiyel kullanımının incelenmesidir. Çalışma kapsamında kullanılan KUR, zerdeçal (Curcuma longa) türündeki bitkilerden elde edilen parlak sarı renkli doğal bir maddedir. Üç farklı yükleme oranında KUR, PE/TPS VE PLA/TPS filmlerine eklenmiş ve içlerinden en iyi özellikleri sergileyen filmlere antibakteriyel davranışlarının karakterize edilebilmesi için yine üç farklı yükleme oranında AgNP ilave edilmiştir. Filmler laboratuvar tipi çift vidalı bir ekstrüderde harmanlanmış, makarna şeklinde elde edilen eriyik soğuduktan sonra granülatörden geçirilmiş ve laboratuvar tipi sıcak pres kullanılarak kalıplanmıştır. Sadece KUR katkılı filmlerin morfolojik, optik, mekanik, ısıl, su temas açısı, pH değişimleri, gıda bozunma testleri, oksijen bariyeri ve FTIR analizleri, gümüş nano partikül (AgNP) ve KUR katkılı filmlerin ise mekanik ısıl, su temas açısı ve antibakteriyel aktivite testleri değerlendirilmiştir. PE/TPS karışımlarında KUR katkısının en belirgin etkisi ağırlıkça %7 katkılı filmde gözlenmiştir. En belirgin renk değişim özelliklerini gösteren bu film taze tavuk etinin izlenmesinde gözle görülür şekilde renk değişimleri göstermiştir. PLA/TPS karışımlarında KUR katkısının etkileri %5 ve %7 takviye oranlarında PE/TPS matrisi ile benzer fakat daha belirgindir. Özellikle taze tavuk etinin bozulmasına dair yapılan izlemede, filmlerin renk değişimleri açıkça gözlenmiştir. PE/TPS ve PLA/TPS filmleri KUR ilavesi ile doğal pH indikatörü olarak davranmış ve taze tavuk etindeki bozulmayı anlık olarak izlemek için akıllı paketlemede yol gösterici olmuştur. Taze tavuk etinin bozulması ile ortama salınan amonyak gibi toplam uçucu bazik aminler (TVBN), genellikle et bozulmasının göstergeleri olarak kabul edilir. Tavuk etinin bozulması ile ortama salınan amonyak gazı karides, kalamar gibi deniz ürünlerinin bozulmaları ile değişen ortam pH'ı kadar belirgin olmamasına rağmen çalışma kapsamında sarı renkli KUR katkılı filmlerin sarıdan-kahverengiye doğru renk değişimleri başarılı bir şekilde elde edilmiştir. AgNP ve KUR katkılı filmlerin, antibakteriyel aktivitesi değerlendirildiğinde, hibrit katkının filmlerde antagonist (zıt) etki yarattığı ve bu yüzden bakteriler üzerinde etkilerinin kısıtlı kaldığı gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
This study aims to prepare curcumin-added polyethylene/thermoplastic starch (PE/TPS) and poly (lactic acid)/thermoplastic starch (PLA/TPS) blends, which are partially and completely biodegradable and an alternative to petroleum-derived polymers, to improve the properties of these blends and to investigate their potential use as smart packaging material by examining their instant color change properties on fresh chicken meat. Curcumin used in the study is a bright yellow natural substance obtained from plants of the turmeric (Curcuma longa) species. Curcumin was added to PE/TPS and PLA/TPS films at three different loading rates and AgNP was added to the films exhibiting the best properties at three different loading rates to characterize their antibacterial behavior. The films were blended in a laboratory-type twin-screw extruder, the melt obtained in the form of pasta was passed through a granulator after cooling and molded using a laboratory-type hot press. Morphological, optical, mechanical, thermal, water contact angle, pH changes, food deterioration tests, oxygen barrier and FTIR analyses of only curcumin added films, mechanical, thermal, water contact angle and antibacterial activity tests of silver nanoparticles (AgNP) and curcumin added films were evaluated. The most significant effect of curcumin addition in PE/TPS blends was observed in the 7 wt% added film. This film, which showed the most significant color change properties, showed visible color changes in the monitoring of fresh chicken meat. The effects of curcumin addition in PLA/TPS blends were like PE/TPS matrix at 5% and 7% reinforcement rates, but more pronounced. Especially in monitoring fresh chicken meat, color changes of the films were observed. PE/TPS and PLA/TPS films acted as natural pH indicators with the addition of curcumin and became a guide in smart packaging to monitor the deterioration of fresh chicken meat instantly. Total volatile basic amines (TVBN), such as ammonia, released into the environment by the spoilage of fresh chicken meat, are generally considered as indicators of meat spoilage. Although the ammonia gas released into the environment by the spoilage of chicken meat is not as significant as the pH changes in the environment due to the spoilage of seafood such as shrimp and squid, the color changes of yellow curcumin-doped films from yellow to brown were successfully obtained within the scope of the study. When the antibacterial activity of AgNP and curcumin-doped films was evaluated, it was observed that the hybrid additive created an antagonistic effect in the films and therefore its effects on bacteria were limited.
Benzer Tezler
- Polietilen, nişasta ve polilaktik asit polimer karışımlarından çevreci kompozit gıda filmlerinin geliştirilmesi
Development of environmentally composite food films from polyethylene, starch and polylactic acid polymer mixtures
BURCU COŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ADNAN FATİH DAĞDELEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER YUNUS GÜMÜŞ
- Poli̇eti̇leni̇n bi̇yopoli̇merlerle blendleri̇ni̇n hazırlanması ve bi̇yobozunur özelli̇kleri̇ni̇n i̇ncelenmesi̇
Preparation of polyethylene blends with various biopolymers and investigation of biodegradability of these blends
BURCU KEKEVİ
Doktora
Türkçe
2015
Polimer Bilim ve TeknolojisiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN YILDIRIM
- Improving the properties of polylactic acid by melt blending
Eriyik harmanlama ile polilaktik asit özelliklerinin iyileştirilmesi
ZEHRA KURU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ARİF KAYA
- Termoplastik nişasta esaslı sıcak eriyik yapıştırıcıların hazırlanması ve performans özelliklerinin incelenmesi
Preparation of thermoplastic starch based hot melt adhesives and investigation of their performance
TUĞÇE EROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRALP ÖZKOÇ
- Çeşitli ticari plastiklerin bozunma kinetiklerinin termogravimetrik analiz yöntemi ile incelenmesi
Investigations of degradation kinetics of various commercial plastics with thermogravimetric analysis method
BEGÜM ARDA
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. IŞIL ACAR