Karides atıklarından kitosan üretim koşullarının optimizasyonu ve kitosandan elde edilen yenilebilir film kaplamanın kirazların raf ömrüne etkisi
Optimization of chitosan production conditions from shrimp waste and to investigate the edible coating effects held from chitosan on shelf life of cherries
Yazar: KADER TOKATLI
Danışman: YRD. DOÇ. ASLIHAN DEMİRDÖVEN
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında Marmara Denizi'nden avlanan karideslerin atıkları kullanılarak kitin ve kitosan üretim koşullarının optimizasyonu; elde edilen kitosanların karakterizasyonu; yenilebilir film olarak kullanımları için uygun koşulların belirlenmesi ve kirazlara kaplanarak kirazların raf ömrüne etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Karides atıklarından kitin üretiminin gerçekleştirildiği optimum noktanın deminerilizasyon süresinin 132.61 dakika, deminerilizasyonda kullanılan HCl konsantrasyonunun 0.73M, deproteinizasyon sıcaklığının 60.50°C, deproteinizasyon süresinin 75.65 dakika ve deproteinizasyonda kullanılan NaOH konsantrasyonunun ise 0.95M olduğu belirlenmiştir. Karides atıklarından kitin üretim koşullarının optimizasyonu sonucunda elde edilen kitin, kitosan üretim koşullarının optimizasyonu amacıyla kullanılmıştır. Optimizasyon sonucunda %40'lık NaOH ile 120°C'de 300 dakikalık deasetilasyon süresi kullanılarak elde edilen kitosan Kitosan-1; %50'lik NaOH ile 100°C'de 720 dakikalık deasetilasyon süresi kullanılarak elde edilen kitosan ise Kitosan-2 olarak tanımlanmıştır. Tanımlanan kitosanlar ise deasetilasyon derecesi, moleküler ağırlık, viskozite, metal içeriği, beyazlık indeksi ve SEM ile karakterize edilmiştir. 


Tez çalışmasının sonraki aşamasında ise kirazlar belirlenmiş olan uygun film formülasyonu ile hazırlanan 4 farklı kaplama solüsyonu ile kaplanmış ve kontrol, Kitosan-1, Kitosan-2, Ticari-1 ve Ticari-2 ile kaplanmış olmak üzere 5 gruba ayrılmıştır. Her bir örnek grubu 4°C'de 25 gün ve 20°C'de 15 gün süre ile depolanarak kitosan kaplamanın fizikokimyasal ve mikrobiyolojik kalite üzerine etkisi 5 günde bir örnekleme yapılarak incelenmiştir. Sonuçlar değerlendirildiğinde kitosan ile kaplanmış kirazların su aktivitesi, doku, askorbik asit, toplam antosiyanin, toplam fenolik madde ve antioksidan kapasite açısından daha üstün özelliklere sahip oldukları belirlenmiştir. Mikrobiyolojik analizler dikkate alındığında ise özellikle karides atıklarından üretilen kitosanların yüksek antimikrobiyal etki gösterdikleri saptanmış ve kirazların raf ömrünün artırılmasında etkili bir şekilde kullanılabilecekleri sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The objectives of this thesis were to optimize chitin and chitosan production conditions from shrimp wastes sourced from Marmara Sea, to characterize of the obtained chitosans, to determine of appropriate conditions for their use as edible film and to determine effects of the edible coating on shelf-life of cherries. The optimum conditions for chitin production were observed at using 0.73 M hydrochloric acid for 132.61 minute at room temperature for demineralization and 0.95 M for 75.65 minute at 60.50°C for deproteinization. The obtained chitin was used for optimization of chitosan production. After optimization Chitosan-1, obtained by deacetylation with 40% sodium hydroxide at 120°C for 300 min, and Chitosan-2, carried out by deacetylation with 50% sodium hydroxide at 100°C for 720 min, were defined. The obtained chitosans were characterized by their degree of deacetylation, molecular weight, viscosity, metal content, whiteness index and SEM micrographs. 


In the next stage of the thesis, cherries were coated with 4 different coating solutions which were prepared with appropriate film formulation and were divided into 5 groups including control, Chitosan-1, Chitosan-2, Commercial-1 and Commercial-2. Sample groups were stored for 25 days at 4°C and 15 days at 20°C and the effects of chitosan coating on the physicochemical and microbiological quality of cherries were investigated in five days period. The results showed that cherries coated with chitosan were exhibited superior characteristics in terms of the water activity, texture, ascorbic acid, total anthocyanin, total phenolic and antioxidant capacity. Considering the microbiological analysis; the chitosans, especially produced from shrimp waste, showed high antimicrobial effect and can use effectively for improving the shelf-life of cherries.