Fındık kabuğu atıklarının kitosan bazlı gıda ambalaj filmlerinde kullanımı
Utilization of nutshell wastes in chitosan-based food packaging films
Yazar: MERVE ŞAHİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜLYA ÇAKMAK ; DOÇ. DR. ECE SÖĞÜT
Hitit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Biyobozunurluk = Biodegradability ; Fındık kabuğu = Hazelnut shell ; Gıda ambalajı = Food packaging ; Kitosan = Chitosan ; Lignoselülozik yapı = Lignocellulosic structure ; Optimizasyon = Optimization

Özet:
Bu tez çalışmasının ilk kısmında, fındık kabuklarının değerlendirilmesi amacıyla alkali ekstraksiyon yöntemiyle lignoselülozik bileşenler elde edilmiştir. Yanıt yüzey yöntemi ile Box-Behnken tasarımı kullanılarak oluşturulan deney tasarımı ile bağımsız değişken olarak seçilen alkali (NaOH) konsantrasyonu (%1, 6,5 ve 12 w/v), ekstraksiyon sıcaklığı (30, 65 ve 100°C) ve ekstraksiyon süresinin (30, 75 ve 120 dk), lif verimi, hemiselüloz, selüloz, lignin, selüloz/hemiselüloz, lignin/hemiselüloz içeriği ve su tutma kapasitesine etkisi incelenmiştir. Elde edilen regresyon analizi sonuçlarına göre lif verimi ve selüloz içeriğinin maksimize edilmesine karar verilmiştir. Bu amaçla gerçekleştirilen optimizasyonda; %1 NaOH, 100°C ekstraksiyon sıcaklığında 30 dakikalık ekstraksiyon işleminin optimum nokta olduğu belirlenmiştir. Optimum noktayı doğrulamak amacıyla gerçekleştirilen deneysel analiz sonucunda lif verimi ve % selüloz değerinin model tarafından tahmin edilen sonuçlarla aynı grupta olduğu bulunmuştur (p>0,05).
Tezin ikinci kısmında belirlenen bu optimum noktada ekstrakte edilen fındık kabuğu tozu (EL) ve ham fındık kabuğu tozunun (HL) kitosan ambalaj filmi yapısında dolgu maddesi olarak kullanılmasına karar verilmiştir. %1, 5, 10 ve 20 (Ağırlıkça, kitosan temelinde) oranında HL veya EL ilave edilerek üretilen filmlerin su buharı geçirgenliği, optik, mekanik ve termal özellikleri, Fourier dönüşümü kızılötesi spektrumları, antimikrobiyal özellikleri ve filmlerin yüzey morfolojisi gibi özellikleri incelenmiştir. Film yapısına eklenen HL veya EL ile film kalınlığı ve parlaklığı artmıştır. En düşük su buharı geçirgenliği ve en yüksek termal kararlılığa sahip olan filmin %1 EL olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In the first part of this thesis, lignocellulosic compounds were obtained by alkaline extraction method for the utilization of hazelnut shell wastes. According to experimental design prepared with response surface method and Box-Behnken design, alkaline (NaOH) concentration (1, 6,5, and 12% w/v), extraction temperature (30, 65, and 100°C) and extraction time (30, 75, and 120 min) were selected as independent variables. For evaluation of extraction conditions, the fiber yield, percent hemicellulose, cellulose, and lignin, cellulose/hemicellulose, lignin/hemicellulose content and water absorption capacity were selected as (dependent) responses. According to the result of regression analysis, it was decided to maximize the fiber yield and the cellulose content. For this purpose, in optimization analysis; 1% NaOH, 100°C extraction temperatures and 30 min extraction time was selected by the model. At this optimum point alkaline extraction experiment analysis was performed. It was found that the extraction efficiency and cellulose % were in the same group as the results predicted by the model (p>0,05). 
In the second part of this thesis, the extracted hazelnut shell powder (EL) at the given optimum extraction condition or raw hazelnut shell powder (HL) was added into the biodegradable chitosan film as fillers. The film properties such as water vapor permeability, optical, mechanical and thermal properties, Fourier transform infrared spectra, antimicrobial properties and surface morphology of the films produced by adding HL or EL at a rate of 1, 5, 10 or 20% (on chitosan basis) were investigated. According to the results, film thicknesses and brightness value were increased with HL or EL filler addition. Besides, it was determined that 1% EL film had the lowest water vapor permeability and the highest thermal stability.