Modifiye nanokillerin biyobozunur gıda ambalajlarında kullanımı
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: KEREM İLASLAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Fatih Törnük
Eş Danışman: Muhammed Zeki Durak
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Dünya üzerinde gıdaya olan talep gün geçtikçe artarken bu talebi karşılayacak kaynaklar sınırlı kalmaktadır. Bu nedenle gıda bilimciler gıdaların üretiminin yanında onların muhafazasının sağlanması konusunda da çalışmalar yapmaktadır. Gıdaların muhafaza yöntemlerinden biri de nanokompozit ambalaj filmleridir. Ambalaj filmlerinin gıdayı korumasının yanında biyobozunur özellikte olması kalıcı kirliliği azaltarak doğanın korunmasını sağlamaktadır. Bu çalışmada, doğada yaygın olarak bulunan halloysit ve montmorillonit nanokilleri polimer ile interkalasyonunu artırabilmek için çeşitli sürfaktanlar ile organomodifiye edilmiştir. Daha sonra gümüş nitrat ile etkileştirilerek nanokillere antimikrobiyal özellik kazandırılmıştır. Antimikrobiyal özellikteki organomodifiye nanokillerin Zeta potansiyel, partikül boyutu, temas açısı, spektroskopik, renk, in vitro salım, morfolojik ve antimikrobiyal analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen modifiye nanokil numuneleri biyobozunur özellikteki polikaprolakton (PCL) polimeri içerisine %5 oranında katılarak solvent döküm yöntemi ile nanokompozit filmler üretilmiştir. Filmlerin mekanik, bariyer, termal, morfolojik, renk, spektroskopik ve antimikrobiyal karakterizasyonları yapılmıştır. Nanokompozit filmler ayrıca sığır kıyması ve ekmek olmak üzere 2 model gıda üzerinde test edilmiştir. Nanokompozit filmlerin saf PCL filme göre sırası ile çekme direnci ve kopma anındaki uzama miktarı en fazla %40 ve %262 oranında artmıştır. Nanokompozit filmlerin oksijen ve su buharı geçirgenliği ise saf PCL filme göre sırası ile en fazla %37 ve %71 oranında azalmıştır. Termal analizlerde nanokil ilavesinin PCL'nin erime sıcaklığını çok etkilemediği ancak kristalizasyon sıcaklığını yaklaşık 1 °C artırdığı görülmüştür. Taramalı elektron mikrokopisi, organomodifiye edilen nanokillerin polimer içerisinde daha düzgün bir dağılımı olduğunu göstermiştir. Nanokompozit filmler gıda patojenleri olan Gram-pozitif Staphylococcus aereus, Listeria monocytogenes ve Gram-negatif Escherichia coli O157:H7 ve Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium bakterileri üzerine inhibisyon etkisi göstermiştir. Nanokompozit filmler ile ambalajlanan ve depolanan sığır kıymasındaki toplam mezofilik aerobik ve toplam koliform bakteri gelişimi saf PCL filme göre yaklaşık 1 log10 kob/g kadar azalma gösterirken, nanokompozit filmlerin laktik asit bakterilerinin üzerinde sınırlı bir etkisi olmuştur. Ekmekte ise küf/maya gelişimini yavaşlatmıştır. Bu bulgular gümüş ile antimikrobiyal özellik kazandırılmış halloysit ve montmorillonitin PCL filmlere katıldığında gıdalardaki mikrobiyal gelişmeyi yavaşlatarak gıdaların bozulmasını yavaşlattığını göstermektedir. Bunun yanında PCL filmlerin mekanik ve gaz bariyer özellikleri de iyileştirilerek kullanım özellikleri geliştirilmiştir.