Dinamik ışık saçılım spektroskopisi ile zein polimerinin mikroreolojik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of the microrheologi̇cal properti̇es of zein polymer with dynamic light scatteri̇ng spectroscopy
Yazar: ECEM POYRAZ YILDIRIM
Danışman: PROF. MUSTAFA TAHSİN YILMAZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Mısırda bulunan prolamin proteinin diğer bir adı olan zein, geçmişten günümüze birçok ticari ürünün kaplanmasında kullanılmıştır. Şeker, fındık, meyve, pirinç, ilaç ve kapsüllü gıda kaplamalarında kullanılmaktadır. Aynı zamanda reçinede ve diğer biyoplastik polimerlerde işlenebilir. Gıda endüstirisinde birçok kullanım alanı olan zeinin fiziksel, kimyasal ve bioaktif özellikleri bilinmesine rağmen çok düşük konsantrasyonlarda kullanıldığında sergilediği akış davranışı bilinmemektedir. Mikroreolojik çalışmayla zein biyopolimerinin viskoelastik özellikleri belirlenmiştir. Bu çalışmada farklı konsantrasyonlarda zein (%0.02, 0.04, 0.08, 0.16 ve %0.32) %85'lik ethanol çözeltisinde çözündürülerek, bu polimerin mikroreolojik özellikleri belirlenmiştir. Bu amaçla, zein çözeltilerinin içine 2 μl hacminde bir prob (izleyici bir partikül) ilave edilerek bu prob partikülünün boyut olarak baskınlığı belirlenmiştir. Bu probun kullanılması ile zein polimerlerinin hareketi (Brownian haraket) takip edilerek, viskoelastik özellikleri belirlenmiştir. Viskoelastik özelliklerinin belirlenmesinde Dinamik Işı k Saçılım Spektroskopisi (DLS) tekniği kullanıldı. Bu ölçüm sırasında prob partikülün boyutunun zein çözeltisi içindeki partiküllerin boyutundan büyük olmasına ve izleyici partikül ile zein arasında herhangi bir kimyasal bir etkileşimin gerçekleşmemesine dikkat edilmiştir. Sonuç olarak, zein çözeltilerinde enerji depolama modülün enerji kayıp modül değerlerine göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu sonuç, zein polimerinin elastik özelliklerinin viskoz özelliklerine kıyasla daha baskın olduğunu ortaya koymaktadır.

Abstract:
Zein, another name for the prolamin protein found in maize, has been used to coat many commercial products from the past. Used in sugar, nut, fruit, rice, medicine and encapsulated food coatings. It can also be processed in resin and other bioplastic polymers. Although the physical chemical and bioactive properties of zein, which have many uses in the food industry, are known the flow behavior exhibited when used at very low concentrations is unknown. Viscoelastic properties of the zein biopolymer were determined by microrheology study. İn this study, zein (0.02, 0.04, 0.08, 0.16, and 0.32%) was dissolved in 85% ethanol solution at different concentrations, its microrhological properties were determined. For this purpose, a 2 μL volume of probe (a tracer particle) was added into the zein solutions to determine the size of this probe particle as a size. Using this probe, viscoelastic properties were determined by following the movement of the zein polymers (Brownian Motion). Dynamic Light Scattering (DLS) Spectroscopy technique was used to determine viscoelastic properties. During this measurement it has been noted that the size of the probe particle is larger than the size of the particles in the solution of the zein, and that no chemical interaction takes place between the probe particle and the zein. As a result, it was determined that the energy loss modulus values of the zein solutions are higher than the storage modulus values. This result reveals that viscose properties of the zein polymer are more dominant than elastic properties.