Koaksiyal elektropüskürtme yöntemi ile çörek otu yağının nanoenkapsülasyonu
Nanoencapsulation of black seed oil by coaxial electrospraying
Yazar: ELİF ATAY
Danışman: DOÇ. DR. AYLİN ALTAN METE
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Son zamanlarda; gıdaların yapısını, dış görünüşünü, tadını, kokusunu olumsuz yönde etkilemeyen ve istenilen zamanda faaliyet gösterebilen enkapsüle maddelerinin kullanımına olan ilgi artmaktadır. Enkapsülasyon için yaygın olarak birçok farklı yöntem  kullanılmaktadır. Fakat bu yöntemler yüksek sıcaklık kullanımı, kullanılan organik maddelerin enkapsüle edilmiş hassas bileşiğe zarar vermesi ve aynı zamanda kalıntı olarak kalan organik maddelerin toksik olması gibi dezavantajlara sahiptirler. Elektropüskürtme yöntemi bu dezavantajlara sahip olmayan ve yüksek enkapsülasyon verimli yeni bir teknolojidir. Çörek otu yağı sağlık üzerine faydalı etkileri olduğu bilinen ancak gıda endüstrisinde yeterince değerlendirilmeyen bir yağdır. Bu çalışmanın amacı, koaksiyal elektropüskürtme prosesi kullanılarak çörek otu yağının enkapsüle edilmesi ve depolama stabilitesinin belirlenmesidir. Bağımsız değişkenler olarak; kabuk çözelti konsantrasyonu (%14, 17, 20 (a/h)), voltaj (15, 16.5, 18 kV), toplayıcı ile iğne arasındaki mesafe (14, 15.5, 17 cm) ve çekirdek çözeltisi akış hızı (0.40, 0.55, 0.70 mL/sa) seçilmiştir. Çörek otu yağının yağ asitleri ve uçucu yağ bileşimi belirlenmiştir. Elektropüskürtme prosesi için hazırlanan çözeltilerin reolojik özellikleri incelenmiştir. Elde edilen partiküllerin kimyasal yapıları, enkapsülasyon verimi ve 55 gün boyunca 25 ve 60°C'de depolama sonrasında oksidatif kararlılığı belirlenmiştir. Sonuçlar; voltaj, akış hızı ve kabuk çözelti konsantrasyonun parçacıkların morfolojisi ve kapsülleme etkinliği üzerindeki etkilerinin anlamlı olduğunu göstermiştir. Parçacıkların çapı 116.4 ile 257.1 nm aralığında değişmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) sonuçlarına göre küresel partiküller düşük konsantrasyon ve voltaj değerlerinde elde edilmiştir. Çekirdek çözelti akış hızının artması, iğne ucundan damlama miktarını artırmıştır. Enkapsüle edilmemiş yağdaki peroksit, p-anisidin ve totoks değerindeki artış; enkapsüle edilmiş numunelerdeki artışa göre hem 25°C'de hem de 60°C'de daha yüksek bulunmuştur. Enkapsüle edilmemiş 25°C'de depolanan yağın peroksit değerindeki artış 55 günün sonunda %726 olarak bulunmuştur. Fakat enkapsülasyon verimi yüksek olan numunenin 55 gün depolama sonrasında peroksit değerindeki artış %111'dir.  Enkapsüle edilmemiş 25°C'de depolanan yağın peroksit değeri 55 günün sonunda 19.50 meq 02/kg yağ iken, enkapsülasyon verimi yüksek olan numunenin 55 gün sonundaki peroksit değeri 4.52 meq 02/kg yağ'dır. Elektropüskürtme yöntemi ile gerçekleştirilen enkapsülasyon işlemi, çörek otu yağının bozunmasını yavaşlatarak oksidatif kararlılığını artırmıştır. Sonuçlar, çörek otu yağının nano boyutta enkapsüle edilebileceğini göstermiştir.

Abstract:
In recent years, there has been an increasing interest for using encapsulated materials that are not adversely affecting structure, appearance, taste and odor of food. There are many different methods commonly used for encapsulation. However, these methods have disadvantages such as high temperature, damaging of encapsulated materials during preparation step due to organic materials and toxicity of the residual organic materials. Electrospraying is a new technology with high encapsulation efficiency without these disadvantages. Black seed oil is known to have beneficial health effects but it is not used sufficiently in the food industry. The aim of this study was to encapsulate black seed oil using coaxial electrospraying process and to determine its storage stability. Concentration of shell solution (14, 17, 20% (a/h)), applied voltage (15, 16.5, 18 kV), distance between collector and needle (14-15.5-17 cm) and flow rate of core solution (0.40, 0.55, 0.70 mL/h) were selected as an independent variables. Fatty acids composition and essential oils of black seed oil were determined. The rheological properties of the solutions prepared for the electrospraying process were investigated. The chemical structures, encapsulation efficiency and oxidative stability for 55 days at 25 ve 60°C of particles were determined. Results showed that he effects of voltage, flow rate and concentration of shell solution on morphology and encapsulation efficiency of particles were significant. The diameter of particles was changed in the range of 116.4 to 257.1 nm. According to the SEM results, the spherical particles were obtained at low concentration and voltage values. Increasing the flow rate of the core solution increased the amount of dripping from the needle. The increase in peroxide, p-anisidine and totox values of non-encapsulated oil was found to be significant both at at 25 °C and 60 °C when compared to that of encapsulated samples. The increase in peroxide value of the oil stored at 25°C without encapsulation was found to be 726% after 55 days. However, the increase in peroxide value of the sample with high encapsulation efficiency was 111% after storage of 55 days. The peroxide value of oil sample without encapsulation was 19.50 meq 02/kg oil, while peroxide value of encapsulated oil with high encapsulation efficiency was 4.52 meq 02/kg oil after 55 days storage of both samples at 25°C. The encapsulation performed by electrospraying method increased the oxidative stability of black seed oil by slowing the degradation of the oil. Results showed that black seed oil could be encapsulated at the nanoscale.