Avokado çekirdeği nişastasından üretilen filmlerin özelliklerinin belirlenmesi
Determination of the properties of films produced from avocado seed starch
Yazar: AYŞE GÜL AŞIKKUTLU FİDAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MERAL YILDIRIM YALÇIN
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Biyopolimerler, çeşitli çevre kirliliğine sebep olan sentetik polimerler yerine alternatif olarak ortaya çıkmaktadır. Son yıllarda mevcut kaynakların azalması nedeniyle çeşitli gıda atıklarından yenilebilir ambalaj materyali üretim çalışmaları önem kazanmıştır. Biyobozunur polimerler ile üretilen ambalajlar petrol bazlı polimerlerin aksine çevreyle uyumludur ve çevre kirliliğine neden olmazlar. Yenilebilir film ve kaplamalara çeşitli antimikrobiyal maddeler, ekstraktlar ve esansiyel yağlar katılarak, kaplanan gıdanın raf ömrünü korumanın yanında depolama sırasında kalite kayıplarını azaltılabilir, aktif bileşenler ile gıdalara yeni özellikler kazandırılabilir ve gıdaların besin içeriğini arttırabilir. Çeşitli biyopolimerlerden yenilebilir film ve kaplamalar yapılabilmektedir. En çok tercih edilenlerden biri de nişastadır. Avokado çekirdeği, nişasta içeriği yüksek tarımsal bir atıktır. Avokado çekirdeğinde bulunan nişasta gıda üretiminde pek çok farklı uygulamada kullanım potansiyeline sahiptir. Bu çalışmada avokado çekirdeğinden sodyum metabisülfit ile ekstrakte edilen nişastanın, plastikleştirici olarak çeşitli oranlarda gliserol ilave edilip elde edilen filmlerin fiziksel, mekanik ve bariyer özelliklerinin belirlenmesi, karşılaştırılması ve optimum formülasyondaki filmin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, farklı oranlarda nişasta (%3-5) ve gliserol (%0,75-1,75) kullanılarak tam faktöriyel deney tasarımı yapılmış, üretilen filmlerin çeşitli fiziksel (kalınlık, yoğunluk, opaklık), mekanik (kopma mukavemeti, kopma anındaki maksimum uzama) ve bariyer (suda çözünürlük, su buharı geçirgeniği) özellikleri incelenmiştir. Yapılan optimizasyon çalışmasında maksimum mekanik özellikler (0,85 N/mm2 kopma mukavemeti ve %12,18 kopma anındaki maksimum uzama), minimum suda çözünürlük (%13,52) ve su buharı geçirgenliği (0,73 gmm/m2h kPa) özelliklerine sahip optimum film formülasyonu %4 nişasta ve %1 gliserol içeren film şeklinde belirlenmiştir. Optimum noktadaki filmin özellikleri doğrulama çalışması yapılmıştır ve aynı formülasyondaki filme mavi kelebek sarmaşığı (Clitoria ternatea) ekstraktı eklenerek tavuk göğüs etlerinin ambalajında bozulma indikatörü olarak kullanımı test edilmiştir. Tavuk göğüs etlerinin 3 gün boyunca oda sıcaklığında bozulması, pH değişimleri ve Toplam Mezofilik Aerobik bakteri sayımı ile izlenmiştir. Bozulma sırasında ambalaj içerisindeki filmlerin renk değişimi gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma ile avokado çekirdeğinden elde edilen nişasta ve gliserol kullanılarak hazırlanan filmin mekanik ve bariyer özelliklerinin gelişmesi için bir optimum formülasyon belirlenmiştir. Ayrıca üretilen filmin ekstrakt ilavesi ile pH indikatör film olarak kullanım potansiyeli olabileceği ortaya konulmuştur. 

Anahtar Kelimeler: Avokado Çekirdeği Nişastası, Yenilebilir Film, Optimizasyon, Mavi kelebek sarmaşığı

Abstract:
Biopolymers are emerging as an alternative to synthetic polymers that cause various environmental pollution. In recent years, due to the decrease in available resources, edible packaging material production studies from various food wastes have gained importance. Unlike petroleum-based polymers, packaging produced with biodegradable polymers are environmentally compatible and do not cause environmental pollution. By adding various antimicrobial substances, extracts and essential oils to edible films and coatings, in addition to preserving the shelf life of the coated food, quality losses during storage can be reduced, new properties can be given to foods with active ingredients and the nutritional content of foods can be increased. Edible films and coatings can be made from various biopolymers. One of the most preferred is starch. Avocado seeds are an agricultural waste with a high starch. The starch found in avocado seeds has the potential to be used in many different applications in food production. In this study, it was aimed to determine and compare the physical, mechanical and barrier properties of the films obtained by adding various proportions of glycerol as plasticizer to starch extracted from avocado seed with sodium metabisulfite and to determine the film in optimum formulation. For this purpose, a full factorial experimental design was performed using different proportions of starch (3-5%) and glycerol (0.75-1.75%). Various physical (thickness, density, opacity), mechanical (tensile strength, maximum elongation at break) and barrier (water solubility, water vapor permeability) properties of the films were investigated. In the optimization study, the optimum film formulation with maximum mechanical properties (0.85 N/mm2 tensile strength and 12.18% elongation), minimum water solubility (13.52%) and water vapor permeability (0.73 gmm/m2h kPa) properties was determined as the film containing 4% starch and 1% glycerol. A verification study was conducted for the properties of the film at the optimum point and blue butterfly pea flower (Clitoria ternatea) extract was added to the film in the same formulation and its use as a spoilage indicator in the packaging of chicken breast meat was tested. The deterioration of chicken breast meat at room temperature for 3 days was monitored by pH changes and Total Mesophilic Aerobic bacteria count. The color change of the films inside the package was observed during deterioration. As a result, an optimum formulation was determined for the development of mechanical and barrier properties of the film prepared using glycerol and starch obtained from avocado seeds with this study. It was also revealed that the produced film could have the potential to be used as a pH indicator film with the addition of extract.

Keywords: Avocado Seed Starch, Edible Film, Optimization, Blue Butterfly Pea Flower