Yağların oksidasyon ürünlerinin belirlenmesi için altın nanopartikül esaslı florometrik nano-sensör geliştirilmesi
Development of gold nanoparticle based fluorometric nano-sensor for determination of oxidation products of oils
Yazar: NİDA ELİF YAVUZ
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA BENER ; DOÇ. DR. BURCU BEKDEŞER
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Altın = Gold ; Floresan = Fluorescence ; Lipid peroksidasyonu = Lipid peroxidation ; Otoksidasyon = Autoxidation

Özet:
Yağların oksidasyonunda oluşan son ürünler yemeklik yağların tat ve kokularının değişmesine, dolayısıyla bozulmasına neden olmaktadır. Yağların kalitelerinde oluşan bu olumsuz değişiklikler raf ömürlerini de kısaltacağından gıda endüstrisinin önemli sorunlarından biridir. Yağ ve yağ içeren gıdalar başlıca etken hava oksijeni olmakla birlikte oksidasyona uğrarken, ışık, sıcaklık ve çok değerlikli metal iyonları ile oksidasyon hızlanmaktadır. Bu olaya lipid oksidasyonu denmektedir. Bu proses kendiliğinden oluşan, serbest radikal zincir reaksiyonudur ve üç aşamada gerçekleşmektedir. Bu aşamalar başlangıç, gelişme ve sonlanma basamaklarıdır. Başlangıç aşamasında, serbest radikaller yağda çözünmüş olan moleküler oksijeni yakalayarak peroksil radikallerini oluşturmaktadır. Gelişme aşamasında gerçekleşen net reaksiyon oksijen ile doymamış yağ asitlerinin tepkimeye girmesini ve oksidasyonunun primer ürünleri olan hidroperoksitlerin oluşmasını kapsamaktadır. Son aşamada, radikaller birbiriyle reaksiyona girerek reaktif olmayan ürünler meydana getirirler. Bu tez çalışması kapsamında, yağlarda primer ve sekonder peroksidasyon ürünlerinin tayini için altın nanoparçacık esaslı florometrik nano-sensör geliştirilmiştir. Böylelikle bu tez çalışması kapsamında yağ numunesindeki primer ve sekonder oksidasyon ürünlerinin tayin edilmesi için floresans özelliği gösteren floresein izotiyosiyanat varlığında altın nanoparçacıklar (FITC-AuNP) kullanılarak florometrik nano-sensör geliştirilmiş ve bu nano-sensörü kullanarak toplam oksidasyon değerinin hesaplanması sağlanmıştır. Literatürde bu oksidasyon ürünlerinin belirlenmesiyle ilgili birçok yöntem bulunmasına rağmen tüm oksidasyon ürünlerini birlikte tayin edebilen bir yöntem mevcut değildir ve geliştirilen nano-sensör bu alanda literatürde bir ilk olmaktadır. Literatürde yer alan diğer yöntemlerin zahmetli kimyasal işlemler içermesi, toksik çözücüler kullanması ve analiz sürelerinin uzunluğu gibi sakıncaları bulunmaktadır. Geliştirilen bu nano-sensör, yağ otooksidasyonunu izleyebilen ilk nano-sensör olarak hızlı sinyal alabilen ve her laboratuvara uyarlanabilecek pratik bir ürün olma avantajlarına sahiptir. Böylelikle, yağ numunesindeki tüm oksidasyon durumunu ve yağ kalitesini belirlemede bir belirteç olarak literatürde kabul gören toplam oksidasyon değerinin hesaplanması, tek bir nano-sensör kullanılarak mümkün olacak ve literatüre önemli katkı sağlayacaktır.

Abstract:
The end products formed in the oxidation of oils cause the taste and odor of edible oils to change, and thus to degradation. Since these negative changes in the quality of oils will shorten their shelf life, it is one of the important problems of the food industry. While oil and fat-containing foods undergo oxidation, although the main factor is air oxygen, oxidation is accelerated by light, temperature and multivalent metal ions. This phenomenon is called lipid oxidation. This process is a spontaneous, free radical chain reaction and takes place in three stages. These stages are initiation, development and termination. In the initial stage, free radicals capture the molecular oxygen dissolved in the oil and form peroxyl radicals. The net reaction during the development stage involves the reaction of oxygen with unsaturated fatty acids and the formation of hydroperoxides, the primary products of oxidation. In the termination stage, the radicals react with each other to form non-reactive products. Within the scope of this thesis, a gold nanoparticle based fluorometric nano-sensor was developed for the determination of primary and secondary peroxidation products in oils. Thus, within the scope of this thesis, a fluorometric nano-sensor was developed using gold nanoparticles (FITC-AuNP) in the presence of fluorescein isothiocyanate, which shows fluorescence, for the determination of primary and secondary oxidation products in the oil sample, and the total oxidation value was calculated using this nano-sensor. Although there are many methods for the determination of these oxidation products in the literature, there is no method that can determine all oxidation products together and the developed nano-sensor is a first in the literature in this field. Other methods in the literature have drawbacks such as laborious chemical processes, use of toxic solvents and long analysis times. This developed nano-sensor has the advantages of being the first nano-sensor to monitor lipid autooxidation, receiving fast signals and being a practical product that can be adapted to any laboratory. Thus, the calculation of the total oxidation value, which is accepted in the literature as an indicator in determining the entire oxidation state and oil quality in the oil sample, will be possible by using a single nano-sensor and will make a significant contribution to the literature.