Elektro üretim yöntemiyle sodyum aljinat ve mısır nişastası içeren nanolif eldesine etki eden faktörlerin incelenmesi
Investigation of affecting factors on obtaining nanofibers with sodium alginate and corn starch via electrospinning
Yazar: AYŞE GÜL ŞENER
Danışman: YRD. DOÇ. DR. FİLİZ ALTAY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Elektroeğirme yöntemi = Electrospinning method ; Gıda endüstrisi = Food industry ; Nanolif = Nanofiber ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Nanoteknoloji = Nanotechnology

Özet:
Nanobilim ve nanoteknoloji çağımızın en önemli araştırma ve uygulama alanlarındanbiri olarak hızla gelişmektedir. Başlıca elektronik, malzeme, tekstil ve ilaç sanayindekullanımına yönelik çalışmaların yürütüldüğü bu teknolojinin gıda ve ziraat alanlarında da çeşitli uygulamaları öngörülmektedir. Gıdaların işlenmesi, yenifonksiyonel ürünlerin geliştirilmesi, biyoaktif maddelerin taşınması ve kontrollüsalınımı, patojenlerin tespiti, yeni paketleme ürünlerinin geliştirilerek raf ömrününuzatılması gibi uygulamalar nanoteknolojinin potansiyel gıda uygulamaları arasındayer almaktadır. Protein, karbonhidrat ve yağ kaynaklı nanoparçacıklarla, gıdaürünlerine içerik, tekstür, aroma anlamında istenilen özelliklerin kazandırılmasısağlanabilecektir.Polimer esaslı nanoliflerin üretimi için en etkin yöntem elektro üretim yöntemidir.Bu teknikte, polimer eriyik haline getirildikten veya uygun bir çözücüde çözüldüktensonra bir pompa yardımıyla besleme ucundan elektriksel alana fıskiye olarak verilir.Elektriksel alan besleme ucuna 50 kV'a kadar uygulanan yüksek gerilimle sağlanır.Sonuç olarak toplayıcı levhada biriken ağımsı yüzeyde çapları 30 nm'den 1mikronun üzerindeki değerlere kadar değişen lifler elde edilir.Bu çalışmada elektro üretim yöntemiyle sodyum aljinat ve mısır nişastası içerennanolif eldesine etki eden faktörler incelenmiştir. Elektro üretimde, besleme vetoplayıcı plaka arasındaki mesafe 9 cm, besleme debisi 3 ml/saat ve voltaj 28 kVolarak kullanılmıştır. Araştırma farklı polimer konsantrasyonlarında yapılmıştır.Çözeltilerin ve çözelti karışımlarının elektriksel iletkenlikleri ölçülmüştür. Beslemeçözeltilerinin reolojik özellikleri ölçülüp K ve n değerleri hesaplanmıştır. Beslemeçözeltilerinin ve bunlardan elde edilen liflerin ısısal özellikleri DTKtermogramlarında incelenmiştir. Sodyum aljinat ve mısır nişastası içeren çözeltikarışımlarından elektro üretim ile elde edilen nanoliflerin görüntüsü SEM ileçekilmiştir.Sonuç olarak elektro üretimle PVA ilavesi ile NaAlg ve MN'den nanolif eldeedilebildiği görülmüştür. Çalışmada vizkozitenin önemli bir parametre olduğu,besleme çözeltileri ile bunlardan elde edilen nanoliflerin ısısal özelliklerininbirbirinden farklı olduğu belirlenmiştir. SEM'den elde edilen nanolif görüntülerindeNaAlg ve MN içeren nanoliflerin görüntüleri SEM lif çaplarının genel olarak 100nm'nin altında olduğu görülmüştür. Bu çalışmadan elde edilen bulgularla elektroüretimle nanolif eldesinin istenilen şekilde ayarlanabileceği ve elde edilennanoliflerin gıda alanındaki potansiyel uygulamalarının artacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Nanoscience and nanotechnology are being the most important reserach andapplication areas. This technology has various applications primarily for electronic,computer, material, textile and drug industry, in beside of the potential food andagricultural applications. Food processing, development of novel functional foods,transport and controlled release of bioactive materials, detection of pathogens andextension of shelf-life by the improving of novel packaging materials are some of thepotential food applications of nanotechnology. Protein, carbonhydrate and lipidbased nanostructures can provide desired properties to food products in terms ofcontent, texture and flavor.Electrospinning is one of the known technologies for nonofiber production. In thistechnique, the polymer is melted or dissolved by a proper solvent and placed in asmall pipet-like glass container. Solution is given to the instrument by jet which has asmall tip. Electrical area occurs by the help of 50 kV voltage to the tip.In this study, affecting factors on obtaining nanofibers with sodium alginate and cornstarch via electrospinning was investigated.Electrical conductivity of feed solutions were measured, and also rheologicalproperties was measured and modeled. Thermal properties of both feed solutions andtheir nanofibers were investigated and compared to each other. The distance betweenfeed and plate was 9 cm, feed rate was 3 ml/hr and voltage was 28 kV. In researchdifferent polymer concentrations were used. In electrical conductivity measurementspure and mixed solutions were used, and every measurements repeated twice.Rheological properties was studied and K and n values were calculated. DTKthermogram was used to compare thermal properties of pure solutions and theirnanofibers. SEM was used to display anofibers by optical zoom between 1000 and50000 times.In conclusion, it was possible to produce nanofibers containing NaAlg or corn starchwith the addition of PVA solution.In this research it has seen that viscosity is animportant parameter during electrospinning and thermal properties of feed solutionsand their nanofibers are different. SEM pictures are helpful to show that nanofibers?diameter is generally under 100 nm. It may increase the applications of nanofibers infood area and also novel foods technologies.