Ses dalgaları, manyetik alan ve elektrik alan etkisinde kurutulan gıdalarda mikotoksinlerin tayini ve fiziksel/kimyasal parametrelerin incelenmesi
Determination of mycotoxines in food samples dried under sound wave, magnetic and electrical field and assessment of physical/chemical parameters
Yazar: EMİNE NUROĞLU
Danışman: PROF. DR. ORHAN İÇELLİ ; DOÇ. DR. SEZGİN BAKIRDERE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyofizik = Biophysics ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Kanser, ülkemizde son yıllarda kardiyovasküler sistem hastalıklarından sonra ikinci sıraya yükselerek günümüzün en önemli sağlık sorunlarından birisi haline gelmiştir. Tüketilen gıdalardaki toksik maddeler kansere neden olan en önemli sebeplerden biridir. Gıda maddelerinde, gerek doğal florasında bulunan, gerekse sonradan yetersiz sıhhi şartlar nedeniyle bulaşabilen mikroorganizmalar tarafından, koşullar uygun olduğu takdirde bazı değişikliklere uğrayarak halk sağlığını olumsuz yönde etkileyen mikotoksinler oluşmaktadır.
Ülkemizin yedi bölgesine baktığımız zaman, Anadolu coğrafyasının yemek kültüründe incir, üzüm, kırmızıbiber ve fındık gibi sebze ve meyveleri güneş altında kurutmak vazgeçilmez hale gelmiştir.  Ancak meyveleri güneş altında kurutma sırasında mikotoksinlerin oluşmasından dolayı başta kanser olmak üzere çeşitli hastalık riskleri ortaya çıkmaktadır.
Bu tez çalışması kapsamında, gıdalarda mikotoksin oluşumunun kaynağına inilerek, kurutma teknikleri bakımından yeni bir teknik geliştirme amacı güdülmüştür. Gıdaların kurutulması için üzerinde daha önce literatürde çalışılmamış etüvde manyetik alan altında kurutma, güneşte manyetik alan altında kurutma, güneşte elektrik alan altında kurutma ve güneşte ses ortamında kurutma gibi dört ayrı teknik ilk defa bu tez çalışmasında geliştirilmiştir. Bu tekniklerden etüv içerisinde manyetik alanda kurutma tekniği ve güneş altında manyetik alanda kurutma teknikleri için sabit 300 µT manyetik alan, güneş altında elektrik alanda kurutma tekniği için sabit 125 V/m elektrik alan ve güneş altında ses ortamında kurutma tekniği için sabit ortalama 95 dB ses şiddeti kullanılmıştır. Bu tekniklerle ve halkın kendi yöntemleriyle kuruttukları gıdalar (incir, üzüm, kırmızıbiber ve fındık) arasında LC-MS/MS Spektrometre cihazı ile yapılan analizler sonucunda kurutma teknikleri ile mikotoksin miktarları arasında karşılaştırma yapılmıştır. Karşılaştırma sonrasında tasarlanan tekniklerle kurutulan gıdalarda mikotoksin oluşumunun engellendiği ya da cihazın gözlenebilme sınırlarının altına indiği görülmüştür. Bu tez çalışmasında ayrıca istatistiksel değerlendirme de yapılmıştır. Bu değerlendirmelerden Kruskal-Wallis H Testi sonuçlarına göre etüvde manyetik alanda kurutma tekniğinin diğer kurutma tekniklerine göre gıdaların daha hızlı kuruduğu ve Ki-Kare Bağımsızlık Testi ile ise kurutma yöntemleri ve mikotoksin değerleri arasında anlamlı bir ilişki olduğu, etüv içerisinde manyetik alanda kurutma ve Güneş altında manyetik alanda kurutma yöntemlerindeki tüm mikotoksin değerlerinin gözlenebilme sınırının altında olduğu, ayrıca Güneş altında elektrik alanda kurutma ve Güneş altında ses dalgalarıyla kurutma yöntemlerinde incir hariç diğer tüm gıdalar için mikotoksin değerleri gözlenebilme sınırının altında olduğu görülmüştür.
Bu tez çalışmasında, kurutulan gıdaların, yapısında bulunan Al, B, Co, Cu, Hg, Se, Cr, Pb, Mn, Ni, Sr ve V elementlerinin nicel tayinleri ICP-MS cihazı ile ve P, S, Cl, K, Ca ve Sr elementlerinin nicel tayinleri ise EDXRF cihazı ile yapılmıştır. Nicel tayinler sonrası gıdalarda etkin elektron yoğunluğu (  ) değerleri ZXCOM programı ile hesaplanmış ve gıdalar arasında karşılaştırma yapılmıştır. Bu çalışma kapsamında ilk defa diğer elementlere göre içerikleri çok daha fazla olduğundan gıdaların özellikle Ca ve K element konsantrasyonları ile etkin elektron yoğunluğu arasında bir korelasyon olduğu görülmüştür. Gıdaların Ca ve K element konsantrasyonları ile etkin elektron yoğunluğu arasında non-lineer bir ilişki olduğu görülmüştür. 

Tüm bu araştırmalar doğrultusunda insan sağlığı odaklı ve yeni tasarım eksenli bir çalışma yapılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Yeni Tasarlanan Kurutma Teknikleri, Mikotoksinler, LC-MS/MS, ICP-MS, EDXRF, ZXCOM, Etkin Elektron Yoğunluğu, İnsan Sağlığı

Abstract:
Cancer, rising to the second place after cardiovascular diseases in recent years, has become one of the most important health problems in our country today. Toxic substances in the consumed food are one of the main reasons causing cancer. Mycotoxins, which affect public health adversely, develop in foodstuff from microorganisms which either exist in their natural flora or metastasize because of inadequate sanitary conditions undergoing some changes if conditions are appropriate. When we look at the seven regions of our country, drying fruit and vegetables such as figs, grapes, red peppers, and hazelnuts under the sun has been an irreplaceable method in the food culture of Anatolia. However, risks of various diseases, especially cancer emerge while fruit is being dried under the sun due to the development of mycotoxins during the process of drying fruit under the sun.
Within the scope of this thesis, it has been aimed to develop a new method with regard to drying method by going down to the source of the development of mycotoxins in food and its sub-branch, aflatoxin. In order to dry the food, four different methods which have not been studied before such as drying under magnetic field, drying under magnetic field in the sun, drying in electrical field under the sun and drying in sound environment under the sun in the drying oven have been developed. A comparison between the amount of mycotoxin and aflatoxin and these methods and the food which people dry (fig, grape, red pepper and hazelnut) with their own methods has been made after the analysis performed by the LC-MS/MS Spectrometer device. After the comparison, in recognition of the existence of mycotoxins and aflatoxins, it has been seen that drying period is different in each method and that the method chosen slows down the development of toxic chemicals or avert it. Statistical evaluation has been carried out. The results of Kruskal-Wallis H Test have revealed that food dries faster in the drying oven compared to other drying methods. X-Square Independence Test has shown that that there is a significant relationship between drying methods and mycotoxin values and all mycotoxin values with the drying methods of drying under magnetic field and drying under magnetic field in the sun are below the limit of observability. It was also found that mycotoxin values for all foods except fig with the drying methods of drying under the sun in electrical field and under the sun with sound waves were under the limit of observability.
In addition, quantitative determination of the elements Al, B, Co, Cu, Hg, Se, Cr, Pb, Mn, Ni, Sr and V, which exist in the nature of dried food has been performed with ICP-MS device and quantitative determination of the elements P, S, Cl, K, Ca and Sr has been performed with EDXRF device. After quantitative determinations, effective electron density values (  ) have been calculated using ZXCOM  program and comparisons between the foods have been made. Within this study, a correlation between the concentrations of Ca and K elements and effective electron density has been established for the first time as their contents are more than the other elements. It has been seen that there is a non linear relation between the concentrations of Ca and K elements and effective electron density.
In line with these explorations, a human health oriented and a new design based study has been carried out.

Key words: New designed Drying Methods, Mycotoxins, LC-MS/MS, ICP-MS, EDXRF, ZXCOM, Effective Electron Density, Human Health