Sinamaldehit içeren polilaktik asit esaslı nanolif ambalajın kaymak raf ömrü üzerine etkisi - Tırancıoğlu, Elif; Sarıcaoğlu, Furkan Türker; Bursa Teknik Üniversitesi Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı; Lisansüstü Eğitim Enstitüsü (Bursa, 2024)
Plastik ambalaj gıda sanayisinde yaygın olarak kullanılan ambalaj malzemelerindendir. Petrol kaynaklı sentetik ambalaj malzemeleri uzun süre parçalanamadığından dolayı çevre koruma ve toksik madde miktarı gibi dezavantajlara sahiptir. Artan çevre sorunlarının önüne geçilmesi için sentetik ambalaj malzemelerine alternatif olarak biyobozunur gıda ambalaj malzemelerinin kullanımı artmaktadır. Biyobozunur ambalaj malzemeleri, plastik ambalajlara göre, kullanım ömürlerini içerir, sonra doğaya karışarak çevreyi korur ve geride kalan doğaya zararlı, saklanan maddeleri bırakmazlar. Çünkü bu malzemelerin ürettiği, selüloz, protein gibi doğal kaynaklar (biyobozunur) madde olarak kullanılmaktadır. Biyobozunur malzemelerin başında üstün, selüloz üyeleri, polihidroksialkonatlar, polilaktik asit, poli-β-hidroksi bütirat, polikaprolakton, polivinilalkol ve kitosan gibi ürünler bulunmaktadır. Nanolif üretiminde elektro-eğirme yönteminin sanayide uygulanabilirliğinin zor olması; düşük verimli üretim, elektriksel alana ihtiyaç ve daha az homojen liflerin üretim yöntemiyle çalışmalar çözelti-üflemeli eğirme yöntemine kaymıştır. Çözelti-üflemeli eğirme yöntemi yüksek verimli üretim, elektriksel alana ihtiyaç duymaması ve homojen lif üretimi sebebiyle öne çıkmaktadır. Son zamanlarda ise, bu iki yöntemin avantajlarının birleştiği yüksek verimli üretim, düşük voltaj kullanımı ve homojen lif üretimiyle elektro-üflemeli eğirme yöntemiyle yapılan çalışmalarda artış görülmektedir. Bu çalışmada biyobozunur özelliğe sahip olan polilaktik asit (PLA) esaslı sinnamaldehit ilaveli nanoliflerin elektro-üflemeli eğirme yöntemi ile üretilmesi ve karakterizasyonunun belirlenmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışmada; PLA çözeltisi 4 farklı oranda sinamaldehit içerecek şekilde hazırlanmıştır. Bu amaçla sadece PLA çözeltisi kontrol grubu olarak kullanılmıştır. PLA çözeltisi içerisine PLA kuru ağırlığının %20, %30 ve %40'ı oranında sinnamaldehit ilave edildikten sonra çözeltiler manyetik karıştırıcı üzerinde 30 dakika daha karıştırılarak homojen karışım oluşturulmuştur. Hazırlanan çözeltiden steril bir enjektöre 20 ml alınarak enjektör pompasına yerleştirilmiş ve elektro-üflemeli eğirme sistemine yerleştirilerek nanolifler oluşturulmuştur. Nanolifler mekanik, bariyer, morfolojik ve termal analizlere tabi tutulmuştur. Üretilen nanolifler kaymak kutu kapaklarının iç kısımlarına yapıştırılarak kaymaklara uygulanmıştır. Kaymak örneklerine ise kimyasal (pH, peroksit), mikrobiyal (toplam canlı sayısı, koliform sayısı, küf-maya sayısı), renk analizleri ve duyusal tadım testleri yapılmıştır. Sinnamaldehit konsantrasyonu arttıkça nanoliflerin kalınlığı 0,087 µm'den 0,072 µm'e kadar azalırken nanoliflerin sarılığını ifade eden b* parametresinin 1,95±0,05 'den 7,32±0,17'e arttığı gözlenmiştir. Kopma kuvveti (KK), en yüksek PLACin20'de 2,87±0,17 MPa, en düşük PLACin40'ta 0,92±0,08 MPa olarak ölçülmüştür. Kopma uzaması (KU) sinnamaldehit konsantrasyonu arttıkça %8,32±1,53'den %55,13±3,70'e kadar artmıştır. Patlama kuvveti (PK) incelendiğinde en düşük değer PLACin0'da 110,77±9,73 g, en yüksek PLACin30'da 217,20±11,91 g olarak ölçülmüştür. Patlama uzaması (PU) değerinde ise en düşük değer PLACin0'da 1,47±0,06 mm, en yüksek değer PLACin30'da %4,85±0,24 mm olarak ölçülmüştür. Sinnamaldehit miktarı arttıkça su buharı geçirgenliği (SBG) değerinin 4,665 g.mm/m².h. kPa'dan 3,988 g.mm/m².h. kPa'ya azaldığı belirlenmiştir. Morfolojik özellikleri değerlendirildiğinde; konsantrasyon arttıkça, nanolif çaplarının 623,23 nm'den 291,58 nm'ye azaldığı gözlemlenmiştir. Nanoliflerin termal özelliklerine bakıldığında ise sinnamaldehit konsantrasyonun artmasıyla camsı geçiş sıcaklığının (Tg) 61,10 °C'den 23,87 °C'ye, soğuk kristalizasyon sıcaklığının (Tcc) 74,23 °C'den 61,16 °C'ye ve erime sıcaklığının (Tm) 172,50 °C'den 163,75°C'ye düştüğü tespit edilmiştir. Termal dekompozisyon sıcaklığı (Td) 356,09 °C ile 363,28 °C arasında değişmiş olup farklılık istatistiksel açıdan önemsiz bulunmuştur. İlk kütle kayıplarının görüldüğü sıcaklıklar sırasıyla Sinnamaldehit için 27,59 °C ve PLACin0 için 47,64 °C olarak ölçülmüştür. PLACin0 için kütlesel kaybın en büyük oranda yaşandığı sıcaklık ise 178,59 °C'de olarak belirlenmiştir. Sinnamdehit ilave edilmiş PLA nanoliflerde ise en yüksek kütlesel kayıbın 187,92 °C'de olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak sinnamaldehit ilavesinin nanoliflerin termal dayanımını arttırdığı ortaya konulmuştur. Nanoliflerle kaplanan kaymak örneklerinde yapılan pH, peroksit sayısı, toplam canlı ve küf-maya sayıları nanolif uygulanmamış kontrol numunesiyle karşılaştırıldığında sinnamaldehit konsantrasyonu arttıkça bu değerlerin artış hızlarında azalma gözlemlenmiştir. pH değeri 6,50±0,07 ile 6,92±0,01 arasında, peroksit değeri 5,19±0,10 ile 0,94±0,02 meq O2/kg yağ arasında değişim göstermiştir. Toplam canlı sayısı >3000 ile 210±28,28 arasında gözlemlenmiştir. Küf ve maya sayısına bakıldığında küf sayısı 0- 220±28,28 ve maya sayısı 0- 100±0,01 aralıklarında değer almıştır. Ayrıca yapılan duyusal tadım testinde panelistler kontrol numunesi ve sinnamaldehit ilaveli PLA nanolifleri ile kaplanmış kaymak numuneleri arasında fark algılamamıştır. Sonuç olarak yapılan analizler değerlendirildiğinde; sinnamaldehit ilaveli PLA içerikli nanoliflerin antioksidan ve antimikrobiyal aktivite göstererek kaymakta raf ömrünü uzatılmasına yardımcı olabileceği ortaya konulmuştur.
Tez (Yüksek Lisans) -Bursa Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü,2024
Kaynakça 62-69 sayfa
Keywords: Antioksidan aktivite; Nanolif