Production of polysaccharide-based aerogels and exploring their use in different food applications
Polisakkarit bazlı aerojellerin üretimi ve farklı gıda uygulamalarındaki kullanımının araştırılması
- Tez No: 977230
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİL MECİT ÖZTOP, PROF. DR. SERVET GÜLÜM ŞÜMNÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Polisakkarit bazlı aerojellerin bazı gıda işlemlerinde güvenli kullanımına yönelik üretim ve uygulama potansiyeli bu çalışmada kapsamlı olarak araştırılmıştır. Kitosan, sodyum aljinat, ksantan sakızı ve kitosan–aljinat hibrit aerojeller, gözenekli yapının korunması amacıyla toksik olmayan yöntemler ve süperkritik CO2 kurutma kullanılarak üretilmiştir. Kitosanın deasetilasyon derecesi (DDA) ve moleküler ağırlığının (MW) aerojel yapısı üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Ayrıca, polimer tipi ve konsantrasyonunun aerojel özelliklerine etkisi detaylı aerojel karakterizasyon teknikleriyle incelenmiştir. Çalışmada iki temel uygulama alanı test edilmiştir. İlk olarak, kitosan ve ksantan sakızı aerojeller, ticari silika ile karşılaştırılarak içime hazır siyah ve yeşil buzlu çay infüzyonlarının berraklaştırılmasında adsorbent olarak değerlendirilmiştir. Berraklaştırma etkinliği; toplam polifenol içeriği, protein konsantrasyonu gibi kimyasal analizler ile Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) relaksometri ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) gibi cihaz analizleriyle belirlenmiştir. İkinci olarak, kitosan, aljinat ve hibrit aerojeller, fiziksel adsorpsiyon yöntemiyle pektinaz immobilizasyonu için taşıyıcı olarak kullanılmış ve çoklu yeniden kullanım döngüleri değerlendirilerek model system olarak elma suyu berraklaştırmasındaki performansları test edilmiştir. Sonuçlar, aerojel yapısı ve işlevselliğinin polimer özelliklerine güçlü şekilde bağlı olduğunu ortaya koymuştur. Kitosan aerojeller, etkili çay berraklaştırması sağlarken yararlı bileşen kayıplarına da sebep olmuştur. Hibrit aerojele immobilize edilen pektinaz, tekrarlanan kullanımlar sonrası yüksek aktivitesini koruyabilmiş, aerogellerin süreç verimliliğini artırma potansiyelini göstermiştir. Bu bulgular, biyobazlı aerogellerin geleneksel adsorbentler ve enzim taşıyıcılarının yerine kullanılabilecek sürdürülebilir, çok yönlü ve gıda güvenli malzemeler olduğunu göstermektedir. Yenilenebilir kökenleri, ayarlanabilir yapıları ve tekrar kullanılabilirlikleri, onları farklı gıda işleme uygulamaları için umut verici adaylar haline getirmektedir.
Özet (Çeviri)
A comprehensive investigation was conducted into the production and application of polysaccharide-based aerogels for safe use in food processes. Aerogels from chitosan, sodium alginate, xanthan gum, and chitosan-alginate hybrid were produced using non-toxic methods and supercritical CO2 drying to preserve their porous structure. The effects of deacetylation degree (DDA) and molecular weight (MW) of chitosan on aerogel structure was evaluated. Also, the effects of polymer type and concentration on aerogel properties were examined by detailed aerogel characterization techniques. Two main applications were tested. First, chitosan and xanthan gum aerogels were evaluated as adsorbents for clarification of ready-to-drink black and green iced tea infusions, compared with commercial silica. Clarification efficiency was assessed using chemical methods such as total polyphenol content, protein concentration etc., and instrumental methods such as Nuclear Magnetic Resonance (NMR) relaxometry and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Second, chitosan, alginate, and hybrid aerogels were used as supports for pectinase immobilization by physical adsorption, and their performance multiple reuse cycles was evaluated. The immobilized enzymes were used in apple juice clarification as a model system. Results showed that aerogel structure and functionality strongly depended on polymer characteristics. Chitosan aerogels achieved effective tea clarification with some loss of beneficial compounds. Hybrid-immobilized pectinase maintained high activity after repeated uses, demonstrating the potential of aerogels to improve process efficiency. These findings highlight bio-based aerogels as sustainable, versatile, and food-safe materials for replacing conventional adsorbents and enzyme supports. Their renewable origin, tunable structure, and reusability make them promising candidates for diverse food processing applications.
Benzer Tezler
- Jelatin / polisakkarit bazlı biyobozunur filmlerin üretimi ve kalite özelliklerinin belirlenmesi.
Production of biodegradable films based on gelatin / polysaccharide and identification of their quality characteristics
RÜMEYSA SAYGILI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Gıda MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiKanatlı Hayvan Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYDIN ERGE
- Immunostimulatory mechanisms and immunotherapeutic applications of polysaccharide nanocarrier complexed with nucleic acid based TLR ligands
Nükleik asit temelli TLR ulaklarıyla kompleks oluşturan polisakkarit nanotaşıyıcıların immünstimulan mekanizmaları ve immünöterapötik uygulamaları
GİZEM TİNCER KÖNİG
Doktora
İngilizce
2013
Genetikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İHSAN GÜRSEL
- Algal esaslı biyofilmlerin üretimi ve deri bitim işlemlerinde kullanımı
Production of algal based biofilms and its use in the leather finishing process
NIMA POURRASOUL SARDROUDI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Deri MühendisliğiEge ÜniversitesiDeri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ARİFE CANDAŞ ADIGÜZEL ZENGİN
- Selüloz bazlı biyoplastik malzeme üretimi ve karekterizasyonu
Production and characterization of cellulose based bioplastic materials
ALİ ONUR TAŞDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriPamukkale ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM GÖK
- Polisakkarit içerikli tarımsal atıklardan biyoyakıt üretimine yönelik biyomalzemelerin geliştirilmesi
Development of biomaterials for biofuel production from polysaccharide-containing agricultural waste
ALEYNA ÇAĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyokimyaMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSİN DOĞAÇ