Pişirme parametrelerinin akrilamid oluşumu üzerine etkilerinin altın nanopartikül temelli kolorimetrik sensör ile incelenmesi
Investigation of the effects of cooking parameters on acrylamide formation using gold nanoparticle based colorimetric sensor
Yazar: RABİA BERNA DEMİREL
Danışman: PROF. DR. SİBEL EMİR DİLTEMİZ
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Yemek pişirme = Cooking

Özet:
Bu çalışmada pişirme parametrelerinin akrilamid (AA) oluşumu üzerine etkilerinin incelenmesi amacıyla AA tayini için kolorimetrik bir sensör yöntemi geliştirilmiştir. Kimyasal olarak tasarlanmış bu kolorimetrik sensör altın nano partiküller (AuNP) arasındaki mesafe değişimine dayanmaktadır. Bu amaçla AuNP, algılama molekülü olarak kullanılan ditiyotreitol (DTT) ile modifiye edilmiştir. Ardından elde edilen AuNP-DTT konjugasyonuna ait tiyol grubunun AA ile reaksiyona girmesi ile bir eklenti oluşturulmuş ve bu eklenti AuNP'lerin toplanmasına ve karakteristik kırmızı renklerinin maviye dönüşmesine neden olmuştur. Çözelti ortamında, artan AA seviyeleri ile gerçekleşen renk değişimleri çıplak gözle ayrıt edilebilmiş ve artan dalga boyunda karakteristik pik değerleri UV-Vis spektroskopisinde elde edilmiştir.
Ardından farklı sıcaklık ve sürelerde pişirilmiş/kahverengileştirilmiş somun ekmek, tost ekmeği ve pandispanya numunelerine ait AA içeriklerinin kolorimetrik analizi amacıyla filtre kâğıdı tabanlı bir renk kiti tasarlanmıştır. Tasarlanan renk kiti üzerindeki renk değişimi artan AA derişimleri ile saniyeler içerisinde gerçekleşmiş ve bir akıllı telefon uygulaması aracılığı ile RGB (kırmızı-yeşil-mavi) değerleri belirlenmiştir. Elde edilen veriler bu tasarımın, var/yok analizlerinde ve pişirme parametreleri açısından karşılaştırmalı analizlerde hızlı ve tahribatsız bir araç olarak yerinde uygulama potansiyeli olduğunu göstermektedir.
Pişirilmiş/ızgara yapılmış yiyeceklere ait pişirme/ızgara performans puanları hesaplanmıştır. Tüm pişirmeler için AA içerikleri ve performansları açısından en optimum pişirme/ızgara parametresi belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, a colorimetric sensor method was developed for the determination of acrylamide in order to examine the effects of cooking parameters on acrylamide (AA) formation. This chemically designed colorimetric sensor is based on distance variation between gold nanoparticles (AuNPs). For this purpose, AuNPs were modified with dithiothreitol (DTT), which was used as a sensing molecule. AA was then added to the resulting AuNP-DTT conjugation, and the added AA reacted with the thiol group, causing the AuNP to aggregate and its characteristic red color to change to blue. In the solution environment, color changes with increasing AA levels could be distinguished with the naked eye, and characteristic peak values at increasing wavelengths were obtained in UV-Vis spectroscopy.
Then, a filter paper-based color kit was designed for the colorimetric analysis of AA contents of loaf bread, toast bread and sponge cake samples baked/brown at different cooking temperatures and cooking times. Color changes from red to blue on the color kit with increasing AA concentration in cooked products occurred within seconds, and the RGB (red-green-blue) values were easily determined via a smartphone application. The data obtained show that the design is a fast and non-destructive tool and it has the potential for on-site application in presence/absence analyzes and comparative analyzes in terms of cooking parameters.
Loaf bread, toast bread and sponge cake experimental sets cooked/grilled with different cooking/grilling parameters were also evaluated in terms of cooking/grilling performance and their scores were calculated. For all cooking, the most optimum cooking parameter was selected in terms of both AA content and cooking/grilling performance.