Sebzelerin pestisit güvenliğinin sağlanmasında ultrases ve düşük şiddet elektrik akımının birlikte kullanılma olanaklarının belirlenmesi
Determination of ensuring opportunities of combination of ultrasound and low intensity electric current for pesticide safety of vegetable
Yazar: ONUR BASANÇELEBİ
Danışman: PROF. DR. MUHARREM CERTEL
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Kimya = Chemistry

Özet:
Gıda güvenliğinin sağlanabilmesi için gerekli üretim şartlarının yerine getirilememesi ve üretim aşamasındaki yanlış uygulamalardan dolayı sebzelerin yüksek oranda pestisit kalıntısı yüküne sahip olabildikleri pek çok çalışmada bildirilmektedir. Pestisit kalıntıları, insan ve çevre sağlığını tehdit etmesinin yanı sıra ciddi oranlarda ekonomik kayıplara da neden olabilmektedir. Bu nedenle sebzelerdeki pestisit kalıntılarının insan sağlığına ve ürün kalitesine zarar vermeyen yöntemlerle uzaklaştırılması toplum sağlığı açısından oldukça önemlidir. 
Bu çalışmanın amacı; yenilikçi yöntemlerden olan ultrases ve elektrik akımı uygulamalarını birlikte kullanarak (elektrosonikasyon) sebzeleri, insan sağlığı açısından daha güvenli hale getirecek pratik bir yöntem geliştirmektir. Bu amaçla günlük yaş sebze tüketiminde önemli yeri olan domates ve marul, çalışma materyali olarak belirlenmiştir. Çalışmaya konu olması açısından Antalya Tarım İl Müdürlüğü verilerine göre son yıllarda domates ve marullarda sıkça kalıntılarına rastlandığı bildirilen captan, thiamethoxam ve metalaxyl pestisitleri seçilmiştir. Pestisit kalıntılarını gidermek için farklı düzeylerde ultrases ve elektrik akımı denemeleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca literatür bilgileri ışığında, ultrases ve elektrik akımının eş zamanlı olarak uygulanmasının pestisitlerin degradasyonu üzerine sinerjist etkiler doğurabileceği düşünülmüş ve bu amaçla farklı frekanslara (24 ve 40 kHz) sahip ultrases işlemi ile farklı akımlardaki (0,2 A, 0,8 A ve 1,4 A) elektroliz ünitesi bir araya getirilerek denemeler gerçekleştirilmiştir. Ticari pestisit preparatları kullanılarak model sistemde ve sebze örneklerinde uygulamalar yapılmıştır. Örneklerdeki pestisit kalıntıları QuEChERS yöntemi kullanılarak ekstrakte edilmiş ve GC-ECD sistemi kullanılarak kalıntı düzeyleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar sebzeler arasında ve model sistem ile kıyaslanarak değerlendirilmiştir. 
Pestisit kalıntı miktarlarını tespit etmek için kullanılan analitik yöntemin validasyon sonuçları, yöntemin kabul edilebilir değerlerde sonuçlar ürettiğini göstermektedir. Kalıntıları azaltıcı uygulama denemelerine ait bulgular değerlendirildiğinde ise pestisit kalıntılarını azaltıcı en etkili denemenin ultrasonik işlemci destekli elektrosonikasyon işleminin (1,4 A elektrik akımı + 24 kHz ultrases) 10 dakika boyunca uygulanması olduğu sonucuna varılmıştır. Captan, thiamethoxam ve metalaxyl için elde edilen en yüksek düzeyde giderim oranlarının domates numunesinde  sırasıyla %94,24, %69,80, %95,06 olduğu, marul numunesinde sırasıyla %92,57, %81,99 ve %93,09 olduğu tespit edilmiştir. Sebzeler kendi içinde kıyaslandığında, hem domates hem de marul örnekleri için denemelerin sırasıyla metalaxyl, captan ve thiamethoxam pestisitlerinin degradasyonları üzerinde etkili olduğu sonucuna varılmıştır. En yüksek giderimin sağlandığı domates numunelerindeki metalaxyl pestisitinin, kontrol numunesine kıyasla 20 kat degrade olduğu belirlenmiştir. 
Sonuç olarak, kalıntı giderimi konusunda geliştirilen yöntemin çalışma kapsamındaki pestisitlerin kalıntılarını önemli düzeylerde azalttığı tespit edilmiştir. İlgili yöntem kullanılarak "Türk Gıda Kodeksi Pestisitlerin Maksimum Kalıntı Limitleri Yönetmeliği"nde belirtilen müsade edilebilir değerlerin üzerinde captan, thiamethoxam ve metalaxyl kalıntısı içeren domates ve marul örneklerinde kabul edilebilir sınır değerlerinin altına düşürülebileceği ve böylelikle bu ürünlerin kalıntı açısından güvenle tüketilebileceği mümkün görülmektedir.

Abstract:
Many studies have reported that vegetables can have a high pesticide residue burden due not to fulfilling the required production conditions to ensure food safety and misapplications in food production phase. Pesticide residues can cause serious economic losses as well as threaten human and environmental health. For this reason, the removal of pesticide residues in vegetables by methods which do not harm human health and product quality, is very important in terms of public health.
The purpose of this study is to develop a practical method in order to provide safer vegetables for human health by using a combination of innovative methods ultrasound and low intensity electrical current techniques (electrosonication). For this purpose, tomato and lettuce, which have an important place in daily vegetable consumption, were selected as study material. According to the data provided by the Antalya Provincial Directorate of Agriculture; captan, thiamethoxam and metalaxyl pesticides, which have been reported to be frequently found in tomato and lettuce samples in recent years, have been selected. Ultrasonic and electric current experiments were carried out at different levels to remove the pesticide residues. In addition, in the light of literature information, simultaneous application of ultrasound and electrical current is thought to have synergistic effects on the degradation of pesticides. For this purpose, the experiments were carried out by the combining the electrolysis unit with different currents (0,2 A, 0,8 A and 1,4 A) and ultrasonic processes with different frequencies (24 and 40 kHz). Applications were performed in the model system and in vegetable samples by using commercial pesticide preparations. The pesticide residues in the samples were extracted using the QuEChERS method and the residue levels were determined using the GC-ECD system. The results obtained were evaluated among the vegetables and compared with the model system.
The validation results of the analytical method used to determine pesticide residue quantities show that the method produces results at acceptable values. When the findings of reducing application experiments for residues were evaluated, it was determined that the most effective methods to decrease the pesticide residues was to apply ultrasonic processor assisted electrosonication experiment (1,4 A electrical current + 24 kHz ultrasound) for 10 minutes. The highest percentages of removal rates for captan, thiamethoxam and metalaxyl were 94.24%, 69.80%, 95.06% for tomato samples; 92.57%, 81.99% and 93.09% for the lettuce samples, respectively. When the vegetables were compared within themselves, it was concluded that the experiments for both tomatoes and lettuce samples were effective on the degradation of metalaxyl, captan and thiamethoxam pesticides, respectively. It was determined that the metalaxyl pesticide in the tomato samples with the highest removal rate is 20 times more degraded than the control sample.
When the findings are evaluated, it can be said that the method developed for the residue removal gives very successful results. It is possible that certain levels of pesticide residues above the permissible values indicated in the "Turkish Food Codex Regulation On Maximum Residue Limits of Pesticides" may be reduced below the acceptable limit values using the relevant method.