Biyopolimer temelli biyoaktif yenilebilir filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of biopolymer-based bioactive edible films
Yazar: DENİZ ARSLAN
Danışman: PROF. DR. AYŞE KARAKEÇİLİ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Antimikrobiyal aktivite = Antimicrobial activity ; Biyobozunurluk = Biodegradability ; Sürdürülebilirlik = Sustainability

Özet:
Turunçgiller, vücudun genel canlılığını ve sağlığını etkileyen dengeli bir diyetin önemli bir bileşenidir. Meyve hasat edildiğinde, oksijen tüketimi ile karbondioksit üretimi arasındaki gaz dengesindeki değişiklikler, depolama, işleme ve nakliye aşamalarındaki bozulmalar ve besin içeriğindeki kayıplar meyvenin çürümesine neden olan temel faktörlerdir. Organik turunçgil meyveleri, hasat sonrası uzun bir ömre sahip olsalar da özellikle mantar enfeksiyonları nedeniyle hasat sonrası çürümeye eğilimlidirler. BU tez çalışmasında, turunçgil meyvelerinin hasat sonrasında tat, doku ve besin değerlerininin tüketilene kadar korunması amacıyla doğal biyouyumlu kitosan bazlı bir paketleme malzemesinin üretimi ve karakterizasyonu amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, çapraz bağlayıcı ajanlar kullanılarak biyoaktif antifungal ajanın kitosan polimerine modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. Modifiye kitosan yapıların FTIR-ATR, TGA-DSC, SEM, WCA, WVP, su tutma kapasitesi ve optik analizleri yapılmıştır. Ayrıca, modifiye kitosan yapıların turunçgil meyvelerinde hastalıklara neden olan patojenik mantarlara ve oomisetlere karşı etkinliği ve sitotoksisitesi araştırılmıştır. FTIR-ATR analizleri, antifungal ajanın başarıyla kitosana modifiye edildiğini göstermiştir. TGA-DSC analizi, modifiye yapıların stabilitesini koruduğunu göstermiştir. SEM analizi sonrasında, modifiye yapıların morfolojilerinde değişiklik gözlemlenmemiştir.WCA analizi, modifiye kitosan yapıların kitosana kıyasla daha hidrofilik olduğunu göstermiştir. UV ışığına karşı modifiye kitosan yapıların, kitosana göre çok daha güçlü bir koruma sağladığı gözlemlenmiştir. Sitotoksisite testi, modifiye kitosan yapılarının hayvan hücrelerinde toksik etkisinin olmadığını ortaya koymuştur. Antifungal çalışmalar, modifiye kitosan yapıların birçok mantar ve oomiset türüne karşı etkili olduğunu kanıtlamıştır. Bu tez çalışması, TÜBİTAK tarafından 119N496 numaralı proje ile desteklenmiştir.

Abstract:
Citrus fruits are an important component of a balanced diet that affects overall vitality and health. When the fruit is harvested, changes in the gas balance between oxygen consumption and carbon dioxide production, deterioration during storage, processing, and transport, and losses in nutritional content are key factors leading to fruit spoilage. Although organic citrus fruits have a long shelf life post-harvest, they are particularly prone to post-harvest decay due to fungal infections. This thesis aims to produce and characterize a natural biocompatible chitosan-based packaging material to preserve the taste, texture, and nutritional values of citrus fruits until consumption. To this end, cross-linking agents were used to modify the chitosan polymer with a bioactive antifungal agent. The modified chitosan structures were analyzed using FTIR-ATR, TGA-DSC, SEM, WCA, WVP, water holding capacity, and optical analyses. Additionally, the effectiveness and cytotoxicity of the modified chitosan structures against pathogenic fungi and oomycetes responsible for diseases in citrus fruits were investigated. FTIR-ATR analyses indicated that the antifungal agent was successfully modified onto chitosan. TGA-DSC analysis demonstrated that the modified structures maintained their stability. SEM analysis revealed no significant changes in the morphology of the modified structures. WCA analysis showed that the modified chitosan structures were more hydrophilic compared to chitosan. It was observed that the modified chitosan structures provided significantly stronger protection against UV light compared to chitosan. Cytotoxicity tests showed that the modified chitosan structures did not have toxic effects on animal cells. Antifungal studies confirmed that the modified chitosan structures were effective against various fungal and oomycete species. This thesis was supported by TÜBİTAK under project number 119N496.