Polihedral oligomerik silseskuiokzan ve metal oksit katkılı nanokompozit aktif ambalaj film üretimi ve model gıdalarda raf ömrü üzerine etkisi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Hatice KAVUNCUOĞLU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hasan Yalçın
Eş Danışman: Mehmet Doğan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, polihedral oligomerik silseskuiokzan (POSS) ve metal oksit nanopartikülleri, etilen etil akrilat uyumlaştırıcısı ile birlikte düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) bünyesine katılarak çift vidali ekstrüderde aktif nanokompozit film (ANF) üretilmiştir. Okta amonyum (OA-POSS), N-Fenilaminopropil (AP-POSS) ve metakril (MA-POSS) POSS nanopartikülleri ağırlıkça %1, %3 ve %5 ZnO ve TiO2 nanopartiküllleri ise ağırlıkça %0,5, %1 ve %3 konsantrasyonlarında ilave edilmiştir. Filmler renk, kalınlık, mekanik, morfolojik özellikler, TGA (termogravimetrik analiz), DSC (diferansiyel taramalı kalorimetre) ve FTIR (fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi) analizleri ile karakterize edilmiştir. Kontrol filminin kopma mukavemeti (KM) değeri 10,9 olarak ölçülürken, POSS nanopartikülleri katkılı ANF'lerin KM değerleri 7,2-14,7 arasında, metal oksit nanopartikülleri katkılı ANF'lerin KM değerleri ise 7,5-18,1 arasında değişim göstermiştir. POSS ve metal oksit nanopartiküllleri ihtiva eden bütün ANF'lerin kopma anındaki uzama (KU) değerleri kontrol filminden düşük bulunmuştur. Filmlerin L* a* ve b* değerleri nanopartikül ilavesiyle değişirken LDPE bünyesine ilave edilen nanopartiküller genel olarak ambalaj filmini kalınlaştırmıştır. Filmlerin SEM (taramalı elektron mikroskopisi) fotoğrafları incelendiğinde, ANF'lerin polimer matriksinde büyük ölçüde homojen bir dağılım gösterdikleri, ancak bazı bölgelerde aglomeratların oluştuğu görülmüştür. TGA sonucunda POSS ilaveli ANF'ler için en yüksek ve en düşük T5 değerleri sırasıyla 432°C ve 448°C ile %5 MA-POSS ve %1 OA-POSS içeren filmlerde, metal oksit ilaveli ANF'ler için ise sırasıyla 434°C ve 443°C ile %3 TiO2 ve %1 TiO2 içeren filmlerde tespit edilmiştir. DSC analizi sonucunda, nanopartikül ilavesinin LDPE polimerinin toplam entalpi, erime sıcaklığı ve kristalizasyon derecesi değerlerini önemsenecek düzeyde etkilemediği saptanmıştır. Üretilen filmlerin ambalajlanmasında kullanıldıkları gıdaların raf ömrü üzerine etkisini incelemek maksadıyla kıyma ve ceviz içi numuneleri seçilmiştir. Kıyma örnekleri vakum paketleme yöntemi ile paketlenmiş ve 5±1ºC'de 7 gün depolanmıştır. Depolama süresince doğal mikrobiyal yük ve kontamine edilen E. coli O157: H7'nin inhibisyonunda OA-POSS ve AP-POSS'un antimikrobiyal etki gösterdiği, MA-POSS'un kontrol filmine kıyasla daha fazla bakteri gelişimine sebep olduğu gözlemlenmiştir. ZnO ve TiO2 içeren filmlerin kıyma numuneleri üzerine etkisi incelendiğinde her iki filmin de antimikrobiyal etkisinin olduğu fakat ZnO içeren filmin daha etkin olduğu saptanmıştır. %3 ZnO içeren film başlangıçta 5,22 log kob/g olarak belirlenen E. coli O157: H7 yükünü 7 günlük depolama süresi sonunda 2.81 log kob/g seviyesine indirmiştir. Ceviz numuneleri ise filmlerin lipid oksidasyonu üzerine etkisinin belirlenebilmesi amacıyla hızlandırılmış oksidasyon şartlarına tabi tutulmuştur. Bu amaçla, 24 saat ışık, 38ºC sıcaklık ve %33 relatif nem koşullarına ayarlanan test kabininde 14 gün depolanmış ve 0. 7. ve 14. günlerde oksidatif stabilite testleri uygulanmıştır. POSS içeren filmlerden oksidasyon düzeyini en etkili yavaşlatan film AP-POSS olmuştur. Ayrıca, ZnO nanopartikülü ilavesinin de olumlu etkisi olduğu saptanmıştır. Anahtar Kelimeler: Aktif ambalaj, polihedral oligomerik silseskuiokzan, nanoteknoloji, raf ömrü, kıyma, ceviz, antimikrobiyal etki, lipid oksidasyonu.