Lipofilik maddelerin aljinat kitosan membranlı sıvı çekirdekli enkapsülasyonu
Liquid core encapsulation of lipophilic materials inside alginate chitosan membrane
Yazar: EMRE KARAOĞLAN
Danışman: DOÇ. DR. BERAAT ÖZÇELİK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Enkapsülasyon = Encapsulation ; Kontrollü salım = Controlled release

Özet:
Bu çalışmada sıvı yağların, aljinat-kitosan membranlı kapsüllerde, invers jelleşme metoduyla enkapsüle edilmesi amaçlanmaktadır. Bu kapsamda aljinat-Ca ve aljinat-kitosan jel membranlı kapsüller üretilecektir. Üretilen aljinat-kitosan jel membranlı kapsüller 30, 50 ve 70 oC'de 10'ar dakika ısıl işlemden geçirilip kitosanın termal büzüşme özelliğinden faydalanıp kapsül membran özellikleri izlenecektir. Üretilen mikrokapsüllerin, boyutları, membran kalınlıkları, çekirdek sızıntı miktarları, kuruma profilleri ve fiziksel membran dayanıklılıkları takip edilecektir. Ayrıca, elektrostatik atomizayon yöntemi damlatma metoduyla beraber kullanılarak akıma uygulanan voltajla kapsül boyutundaki değişim gözlencektir.0.38 mm iç çaplı uçlardan yapılan damlatma ve kaplama işlemi sonucu üretilen küresel kapsüllerin yağ emülsiyonunu sıvı halde çekirdeklerinde hapsettikleri gözlenmiştir. 0.38 mm iç çaplı uçlardan yapılan damlatma işlemi sonucu üretilen kapsüllerin ortalama çapları 15 g/L aljinat-Ca membranlı kapsüller için 3.57±0.10 mm, aljinat-kitosan (15 g/L, 10 g/L) membranlı 30 oC 50 oC ve 70 oC'de ısıl işlem görmüş kapsüller için sırayla 3.65±0.29 mm,3.58±0.27 mm, ve 3.46±0.22 mm'dir. Elektrostatik atomizasyon ile 0.6 mm iç çaplı uçlardan yapılan damlatma işlemi sonucu oluşturulan 10 g/L aljinat-Ca membranlı kapsüllerin çapı 5 kV seviyesinde 1.40±0.07 mm'e kadar düşmüştür. Aljinat-kitosan membranlı kapsüllerin çekirdek sızıntıları, aljinat-Ca membranlılara göre önemli ölçüde azalmıştır. DMA testlerinde %15 deformasyon düzeyinde kitosan kaplı kapsüllerin aljinat-Ca jel membranlı kapsüllerden daha güçlü mekanik özelliklere sahip olduğu gözlenirken, kapsüllere uygulanan ısıl işlemin de mekanik gücü arttırdığı gözlenmiştir. Membran kalınlığı tomografi cihazıyla yapılan ölçümler sonucu, 15 g/L aljinat-Ca membranlı kapsüller için 0.59±0.02 mm, ısıl işlem görmemiş, 30 oC 50 oC ve 70 oC'de ısıl işlem görmüş aljinat-kitosan (15 g/L, 10 g/L) membranlı kapsüller için sırayla 0.79±0.05 mm, 0.73±0.05 mm, 0.69±0.06 mm ve 0.64±0.04 mm olarak bulunmuştur.

Abstract:
The aim of this study is to encapsulate liquid core lipophilic ingredients within food grade polymer membranes consisting of Alginate-Ca and alginate-chitosan through inverse gelation method. In this context, microcapsules with alginate-calcium hydrogels and alginate-chitosan gel membranes will be produced. The alginate-chitosan membraned capsules will be heat treated at 30 oC 50 oC ve 70 oC to use the heat shrinking property of chitosan to improve the mechanical properties of the membrane. The capsules will be monitored for their size, shape, membrane thickness, core leakage, drying profiles and physical resistance. Moreover, electrostatic atomisation will be combined with the dripping method to monitor the capsule size with respect to the voltage applied.Liquid lipophilic core spheric capsules with alginate-Ca membrane and alginate-chitosan membrane were succesfully prepared by inverse gelation method with 0.38 inner diamater dripping tips. The mean diameter of 15 g/L alginate-Ca membraned capsules are found as 3.57±0.10 mm, and the mean diameters of alginate-chitosan membraned (15 g/L 10 g/L) capsules which are heat treated at 30 oC 50 oC ve 70 oC are 3.65±0.29 mm,3.58+0.27 mm and 3.46±0.22 mm respectively. The mean diameter of the 10 g/L alginate-Ca capsules produced by electrostatic atomization dripping through 0.6 mm inner diameter dripping tips were reduced down to 1.40±0.07 mm at 5kV. Alginate-chitosan membraned capsules have significantly lower amounts of core leakage when compared to alginate-Ca membraned ones and heat treatment of alginate-chitosan membraned capsules further decreases the leakage. Chitosan-alginate membranes were found to exhibit stronger mechanical properties compared to chitosan-alginate membranes on DMA tests at 15% strain levels and furthermore heat treatment of the chitosan coated improved the mechanical strength of these membranes. Membrane thickness of the chitosan coated capsules were found to be decreasing with improved heat treatment temperatures.