Nanokompozit ambalaj filmi üretimi ve bazı gıdaların ambalajlanmasında kullanım olanaklarının araştırılması
Nanocomposite film production and investigation of its possible usage on some foods packaging
Yazar: SÜLEYMAN POLAT
Danışman: PROF. DR. HASAN FENERCİOĞLU
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Ambalajlama = Packaging ; Gıda ambalajı = Food packaging ; Gıda endüstrisi = Food industry

Özet:
Çalışma kapsamında, düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) ve polipropilen (PP) polimerlerine sırası ile gümüş nanopartikülü içerikli titanyum dioksit (Ag+TiO2) veya çinko oksit (ZnO) nanopartikülü farklı oranlarda eklenerek nanokompozit filmler üretilmiş ve nanopartikül ilavesinin, filmlerin yapısal ve fiziksel özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Daha sonra elde edilen nanokompozit filmlerin, gıdaların kalite özellikleri üzerine etkisi muz, taze limon suyu ve pastörize süt örnekleri ile belirlenmiştir. Bunun için ekstrüzyon tekniği ile film olarak şekillendirilen polimerler, gıda örneklerine uygun boyutlarda kesilip, ısıl yapıştırma ile poşet haline getirilmiştir. 
Nanopartikül ilavesi, nanokompozit filmlerin gerilme mukavemeti ve yüzde uzama miktarı değerlerinde azalışlara neden olmuştur. ZnO nanopartiküllerinin, Ag+TiO2' ye kıyasla nanokompozit filmlerin germe mukavemetini daha çok azalttığı belirlenmiştir. Gerek Ag+TiO2, gerekse ZnO nanopartikülü ilavesi filmlerin oksijen ve su buharı geçirgenliği hızını azaltmıştır. Üretilen filmlerden çoğunun izoktan, etil alkol ve asetik asitte yapılan toplam migrasyon testlerinde izin verilen 10 mg/dm2 değerini aşmadığı görülmüştür. Ancak, %3 ve %5 oranında çinko oksit nanopartikülleri içeren LDPE esaslı filmlerin asitli gıdaları temsil eden %3' lük asetik asit içinde yapılan analizlerinde toplam migrasyon değeri sırasıyla 15.93 ve 23.29 mg/dm2 olarak belirlenmiştir. Filmlere %5 oranında Ag+TiO2 veya ZnO nanopartikülü ilavesi, E. coli' ye karşı antibakteriyel etki özelliği kazandırmıştır. 
LDPE esaslı ambalajların, muz örneklerinin olgunlaşmasını geciktirerek uzun süreli muhafazasında PP esaslı filmlere göre daha iyi sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Ayrıca, nanopartikül ilavesi, muz örneklerinde etilen salınımını azaltmış ve şeker içeriğinin de artmasını önlemiştir. LDPE esaslı filmlere %5 oranında Ag+TiO2 ilavesi ile üretilen filmlerin, limon suyu ve sütün bazı kalite özelliklerini kontrol grubuna göre daha iyi koruduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, Ag+TiO2 (TiO2 as the career core coated with 5% of nano-silver particles) or zinc oxide (ZnO) nanoparticles added with different ratio to low density polyethylene or polypropylene polymers respectively, to produce nanocomposite films. Effects of nanoparticles were investigated on structural and physical properties of the films. The effects of nanocomposite films on quality was analyzed on banana, lemon juice and milk samples. Therefore, the films formed as a film from polymers by extrusion method, were cut to the appropriate size for food samples and were made into bags by heat sealing.
Adding nanoparticles in nanocomposite films were caused a decrease in tensile strength and percent elongation values. ZnO nanoparticles were decreased the tensile strength of nanocomposite films more than the Ag+TiO2. The addition of nanoparticles were reduced the oxygen and water vapor permeability rate of films. The migration tests of the most films in isooctane, ethyl alcohol and acetic acid were showed that the total migration limit of 10 mg/dm2 was not exceeded. However, the migration tests of LDPE based films containing 3% and 5% ZnO nanoparticles in 3% acetic acid which is representing acidic foods, were determined 15.93 and 23.29 mg/dm2, respectively. Adding of 5% Ag+TiO2 or ZnO nanoparticles in films were showed antibacterial effect against to E. coli.
LDPE-based packages were showed better results to delaying the ripening of banana samples in  the long term preservation than the PP-based packages. Also, adding of nanoparticles were given  important properties to the packaging film as reducing the release of ethylene and keeping a low sugar content in banana samples.
LDPE-based films containing 5% Ag+TiO2 were showed better results to conserve some quality of lemon juice and milk samples than the control packages.