Nanoemülsiyon film üretimi ve bazı meyvelerin raf ömrü üzerine etkileri
Nanoemulsion film production and the effects of shelf life of some fruits
Yazar: NİLAY SULTAN GİRAY
Danışman: PROF. DR. TANER BAYSAL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Botrytis cinerea = Botrytis cinerea ; Karvakrol = Carvacrol ; Nanopartiküller = Nanoparticles

Özet:
Bu çalışmada, karvakrol esansiyel yağı içeren nanoemülsiyon üretimi gerçekleştirilmiş, saf karvakrol ve nanoemülsiyon formunun Botrytis cinerea küfüne karşı antimikrobiyal etkileri saptanmıştır. Daha sonra, HPMC ve zein film çözeltilerine saf halde karvakrol ve karvakrol nanoemülsiyonu ilave edilerek antimikrobiyal film oluşturulmuş ve karakterize edilmiştir. Antimikrobiyal içeren zein film çözeltisi ile çilek, HPMC film çözeltisi ile üzümler kaplanmış, depolama süresince (+4°C, %85 RH) seçilen hammaddelerin kalite özelliklerindeki değişim incelenmiştir.
Çalışmanın ilk aşamasında karvakrolün B.cinerea üzerine antimikrobiyal etkisi belirlenmiştir. 300 μl/L konsantrasyondaki karvakrol ve 1500 μl/L karvakrol nanoemülsiyonunun B.cineria yı tamamen inhibe ettiği görülmüştür. Karvakrol ve karvakrol nanoemülsiyonu içeren zein ve HPMC filmlerin mekanik özelliklerini ölçmek amacıyla, kaplama çözeltilerinden oluşturulan filmlerde analizler gerçekleştirilmiştir.
Karvakrol ve karvakrol nanoemülsiyonu zein film kalınlığında değişime yol açmıştır. Kopma anındaki direnci arttırmıştır. En yüksek kopma direnci saf karvakrol içeren grupta tespit edilmiştir. Uzama katsayısı değerlerine olumlu bir etkisi olmamıştır.
Karvakrol ve karvakrol nanoemülsiyonunun HPMC filme eklenmesi, HPMC film kalınlığı, kopma dirençleri ve uzama katsayılarında değişime yol açmamıştır (p>0.05). Karvakrol ve nanoemülsiyon içeren grupların kopma direnci kontrol grubuna göre düşük bulunmuştur (p>0.05).
Depolama süresinde, nanoemülsiyon içeren zein filmden alkol ve asetik asit ortamına salınım, saf karvakrol içeren zein filmden daha yüksektir. HPMC filmde ise hem alkol hem de asetik asit içeren ortamda nanoemülsiyon formda karvakrol içeren HPMC filmin salınım değerleri, nanoemülsiyon içeren HPMC filmin salınım değerlerine göre daha yüksektir.
Karvakrol ve nanoemülsiyon içeren zein ve HPMC filmlerin su buharı geçirgenlik testnde esansiyel yağın damlacık boyutunun da zein filmin SBG değeri üzerinde etkili olduğu saptanmıştır. HPMC filmlere esansiyel yağ eklenmesi, SBG değerlerini arttırmıştır (p>0.05).
Tez çalışmasının ikinci aşamasında ise çilek ve üzüm örneklerinde raf ömrü uygulaması yapılmıştır. Üzüm örneklerinin kalite analizlerinde SÇKM değeri tüm gruplarda artış göstermiştir. Depolama süresince grupların pH değerlerinde azalma; titrasyon asitliği değerlerinde artış tespit edilmiştir. Kaplama uygulamasının örneklerin ağırlık kaybını azalttığı saptanmıştır (p<0.05). HPMC'nin kaplama maddesi olarak kullanılmasının, örneklerin L* değerini arttırdığı, belirlenmiştir. Depolama sonunda toplam canlı sayıları sırasıyla 4.88±0.09, 1.67±0.06, 1.75±0.04, küf sayıları sırasıyla 4.64±0.19, 1.17±0.09 ve 2.78±0.19 log kob/g olarak tespit edilmiştir (p<0.05). Antimikrobiyal etkinlik testinde depolama sonunda en düşük B. cinerea sayısı karvakrol grubuna (2.56 ± 0.07 log kob/g) aittir.
Çilek örneklerinin depolama süresince SÇKM değeri kontrol ve kaplama yapılan tüm gruplarda artış göstermiştir (p<0.05). Kaplama uygulamasının, çileklerin ağırlık kaybını azalttığı saptanmıştır (p<0.05). Depolama süresince nanoemülsiyon grubunun antosiyanin ve L* değerlerinde artış tespit edilmiştir. Kaplama uygulanan gruplarda ise hem aerobik mezofilik bakteri sayısı hem de küf sayısı <1 Log kob/g olarak sabit kalmıştır. Antimikrobiyal etkinlik testinde 14. günde karvakrol ve naoemülsiyon içeren gruplarda B.cinerea tamamen inhibe edilmiştir.

Abstract:
In this thesis, production of nanoemulsions containing carvacrol essential oil and nanoemulsion of carvacrol were carried out and antimicrobial effects were detected against Botrytis cinerea. Later, antimicrobial film was formed and characterized by adding pure carvacrol and carvacrol nanoemulsion to HPMC and zein film solutions. Strawberry coated zein film solution, grapes coated with HPMC film solution and changes in quality properties were examined during storage (+4 °C).
In the first part of the thesis, antimicrobial effect of carvacrol on B.cinerea was determined. 300 μl / L carvacrol and (1500 μl/L) carvacrol nanoemulsion completely inhibit B.cineria. In order to measure the mechanical properties of zein and HPMC films containing carvacrol and carvacrol nanoemulsions, analyzes were carried out on films.
Carvacrol and carvacrol nanoemulsion changed the thickness of zein film. It increased the tensile strength. The highest tensile strength was determined in carvacrol group. Carvacrol and nanoemulsion form did not have a positive effect on elongation values.
The addition of carvacrol and carvacrol nanoemulsion to the HPMC film did not cause any change in HPMC film thickness, tensile strength and elongation coefficients (p> 0.05). The tensile strength of the groups containing carvacrol and nanoemulsion was lower than the control group (p> 0.05).
During storage, the release of nanoemulsion-containing zein film in alcohol and acetic acid medium is higher than that of pure-carvacrol-containing zein film (p <0.05). In HPMC film, the release values of HPMC film containing carvacrol in nanoemulsion form in both alcohol and acetic acid medium are higher than that of HPMC film containing nanoemulsion (p <0.05).
Water vapor permeability (WVP) test of zein and HPMC films containing carvacrol and nanoemulsion; the droplet size of essential oil was effective on the WVP value of the zein film. Adding essential oil to HPMC films increased WVP values (p> 0.05).
In the second stage of the thesis study, quality of strawberry and grape samples during storage was investigated. In the quality analysis of grape samples, the water-soluble dry matter value increased in all groups. Decrease in pH values of groups during storage; increase in titration acidity values was detected. Coating application was found to reduce the weight loss of the samples (p <0.05). It has been determined that using HPMC as coating material increases L * value of samples. At the end of storage, aerobic mesophilic count was 4.88 ± 0.09, <1, 1.76 ± 0.04, and the mold numbers were 4.64±0.19, 1.69±0.09 and 2.78±0.19, respectively (p <0.05). Carvacrol group was the most effectient for inhibion of B. cinerea (2.56 ± 0.07 log kob / g).
The TSS values of strawberry samples increased for control groups during storage (p <0.05). Coating application reduce the weight loss of strawberries (p <0.05). An increase in anthocyanin values and L * values of nanoemulsion group was detected during storage. The coated groups, both the total viable aerobic and molds counts detected <1 Log kob / g. In the antimicrobial effect test, B.cinerea was completely inhibited in groups containing carvacrol and naoemulsion on the 14th day.