Akademik Veri Yönetim Sistemi
ŞÜMNÜ S. G. (Yürütücü)
TÜBİTAK Uluslararası İkili İşbirliği Projesi, 2016 - 2018
Nanolifler yüksek yüzey alanı/hacim oranından dolayı makro boyuttaki maddelerden farklı mekanik, elektriksel ve optik özelliklere sahiplerdir. Bu sebeple, nanoliflerin son yıllarda başta tekstil olmak üzere biyomedikal, kozmetik ve ilaç sanayi gibi birçok alanda kullanımı yaygınlaşmaktadır. Ancak, gıda sanayinde kullanımı ile ilgili yeterli çalışma bulunmamaktadır. Nanolif elde etmek için kullanılan yöntemler arasında elektroeğirme, basit düzeneği, ucuz kurulumu ve kısa işlem süresi ile öne çıkmaktadır. Elektroeğirme yöntemi ile sentetik maddelerden nanolif üretimi yaygınken, son yıllarda biyopolimer esaslı nanolif üretimine olan ilgi artmıştır. Bu çalışmada baklagil proteinleri ve hidroksipropil metil selüloz (HPMC) kullanarak nanolif üretimi hedeflenmiştir. Çözelti özellikleri, işlem değişkenleri ve çevresel faktörler nanoliflerin morfolojik yapısını etkilediğinden, homojen nanolif üretimi için en uygun koşullar belirlenmelidir. Elektroeğirme yöntemi ile elde edilecek nanolifler, geniş yüzey alanı ile gıda ambalajlama sektörü için umut verici malzemelerdir. Klasik ambalajlara alternatif olarak geliştirilen aktif ambalajlar, gıdaların raf ömrünü uzatmak için belirli hedef doğrultusunda modifiye edilirler. Oksidasyon, ceviz gibi yüksek yağ miktarına sahip ürünlerde tat ve kokuyu bozan, raf ömrünü azaltan en önemli sorundur. Projede, antioksidan içeren aktif ambalajlar ile gıdaların oksidasyon hızının azaltılması amaçlanmaktadır. Elektroeğirme yöntemi ile elde edilen antioksidan madde içeren nanolifler, yüksek yüzey alanı/hacim oranına sahip olmasından dolayı aktif ambalajlama için avantajlı bir seçenektir. Literatürde, elektroeğirme yöntemi ile elde edilen antioksidan madde içeren nanoliflerin gıdaların raf ömrü üzerindeki etkisine dair bir çalışma bulunmamaktadır.
Projede ilk olarak baklagil proteinleri (soya, bezelye ve mercimek) ve HPMC çözeltileri farklı konsantrasyonlarda hazırlanacaktır. Hazırlanan çözeltilere elektroeğirme özelliklerini artırması için farklı oranlarda taşıyıcı polimer matriksi (polietilen oksit (PEO), polivinil alkol (PVA), polivinilirolidone (PVP)) çözeltileri eklenecektir. Nanolif oluşumunu etkileyen en önemli faktörler yüzey gerilimi, reolojik özellikler ve iletkenliktir. Taşıyıcı polimer matriksi (PEO veya PVA veya PVP) eklenmiş ve eklenmemiş çözeltilerin yüzey gerilimi, reolojik özellikleri ve çözelti iletkenlikleri ölçülecektir. Ayrıca ön işlem olarak yüksek basınçlı homojenizasyon (mikroakışkanlaştırma) yöntemi uygulanacak ve elde edilen çözeltiler karakterize edilecektir. Hazırlanan çözeltiler, değişik elektroeğirme koşullarında işlem görecektir. Projenin ikinci aşamasında, elde edilen nanolifler morfoloijik açıdan incelenecektir. Nanolif oluşumu ve oluşan nanoliflerin homojen yapısı ve lif çapı göz önünde bulundurularak en uygun çözelti çeşidi, konsantrasyonu ve elektroeğirme parametreleri belirlenecektir. Liflerin olabilecek en düşük taşıyıcı polimer matriksi (PEO veya PVA veya PVP) konsantrasyonu ile hazırlanması amaçlanmaktadır. Ambalaj malzemesi olarak kullanmak için elde edilen nanoliflerin rengi, su buharı geçirgenliği ve oksijen geçirgenliği belirlenecektir. Projenin üçüncü aşamasında, belirlenen en uygun konsantrasyonlardaki çözeltilere farklı konsantrasyonlarda galik asit eklenecektir. Galik asit içeren nanolifler karakterize edilecektir. Son aşamada ise elde edilen galik asit içeren homojen nanolifler kullanılarak ceviz ambalajlanacak ve depolama süresince cevizin oksidasyonu peroksit değeri, dien ve trien konjügasyon miktarı ve tiyobarbiturik asit (TBA) değerleri belirlenerek incelenecektir. Benzer şekilde, galik asit içermeyen nanolifler cevizin ambalajlanmasında kullanılıp, depolama süresince oksidasyonları karşılaştırılacaktır.
Planlanan çalışmada protein ve karbonhidrat bazlı antioksidan madde içeren nanolif üretimi gerçekleştirilip, ambalajlanan cevizlerin oksidasyonunun depolama süresince azaltılması sağlanacaktır. Proje sonucunda gaz geçirgenliği düşük antioksidan özelliği yüksek nanolifler elde edilirse, elektroeğirme yönteminin gıdaların raf ömrünü uzatmak amacıyla aktif ambalaj üretiminde kullanımı mümkün olacaktır.
Projenin 24 ayda tamamlanması planlanmaktadır. Projede bir yürütücü, üç araştırmacı, bir doktora ve iki adet yüksek lisans öğrencisi bursiyer olarak yer alacaktır.