Biyopolimer-POSS esaslı gıda ambalaj filmlerinin sentezi ve migrasyon analizleri

Abstract

Gıdaların raf ömrünün uzatılması ve kalite kriterlerinin korunabilmesi konusu giderek önem kazanmaktadır. Bunun nedeni artan nüfus ve buna bağlı olarak gıda ihtiyacının artmasıdır. Gıdaların kaliteli bir şekilde, daha uzun süre saklanabilmesi amacıyla çeşitli ambalaj sistemleri üzerine çalışmalar yapılmakta ve bu durum nanoteknolojiye olan ilgiyi arttırmaktadır. Petrol türevlerinin gıda ambalajlarında kullanılmasına alternatif olarak, biyopoliper esaslı, çevre dostu nanoparçacıklar giderek önem kazanmaktadır. Nanokompozit filmlerin üretilmesinde kil, protein ve polisakkarit malzemelere ek olarak bitki eksraktları da ilave edilerek antibakteriyel özelliği daha kuvvetli, dayanıklı ve gaz geçirgenliği azaltılmış filmler üretilebilmektedir.Bu çalışmada gıda ambalajlarında kullanılmak üzere antimikrobial ve yüzey aktif özellik taşıyan nanokompozit filmler sentezlendi. Öncelikle nano ölçekli taneciklere sahip sodyum montmorillonit (Mt) kili antibakteriyel özellik taşıyan zerdeçal bitkisi ekstraktı curcuma longa (cc) ve sarımsak bitkisi ekstraktı garlik (gc) bileşikleriyle modifiye edilerek organokil sentezlendi. Bunun yanısra kil tabakalarına polihedral oligomerik silseskioksan (POSS) bağlanarak etkileri incelendi. Sentezlenen organokil mısır nişastası (CS) polimeri ile etkileştirildi ve antibakteriyel ve yüzey aktif nanokompozit filmler elde edildi. Bu çalışmada Ag+Mt-POSS-CC-CS, Mt-CC-CS ve Mt-GC-CS olmak üzere 3 farklı nanokompozit filmi sentezlenmiştir. Sentezlenen antibakteriyel ve yüzey aktif mısır nişastası / organokil nanokompozit filmler X ışını kırınımı (XRD), Fourier Transform Infrared Spektroskopi (FTIR) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile analiz edildi. Daha sonra mısır nişastası nanofilmlerinin Salmonella ve Staphylococcus aureus (S. Aureus) bakterilerine karşı antibakteriyel dirençleri ve Staphylococcus aureus, E. coli, Listeria Monositogenes ve Salmonella bakterilerine karşı yüzey aktif özellikleri incelendi. Sentezlenen nanokompozit filmlerin, gıda ambalaj filimlerinde önemli bir kriter olan migrasyon analizleri yapıldı ve sonuçları karşılaştırıldı.

Extending the shelf life of foods and maintaining the quality criteria are becoming increasingly important. The reason for this is the increasing population and consequently the increase in the need for food. In order to keep food in good quality for a longer period, various packaging systems are being worked on and this increases the interest in nanotechnology. As an alternative to the use of petroleum derivatives in food packaging, biopolymer-based, environmentally friendly nanoparticles are becoming increasingly important. In the production of nanocomposite films, in addition to clay, protein and polysaccharide materials, plant extracts can be added to produce stronger, durable and gas permeable reduced films.This study synthesized nanocomposite films with antimicrobial and surface-active properties to be used in food packaging. Firstly, organoclay was synthesized by modifying sodium montmorillonite (Mt) clay with nano-scale grains with turmeric extract curcuma longa (cc) with antibacterial properties and garlic extract (gc). In addition to this, polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) was bound to clay layers, and its effects were investigated. The organoclay that was synthesized was activated with corn starch (CS), and antibacterial and surface-active nanocomposite films were obtained. In this study, 3 different nanocomposite films as Ag+Mt-POSS-CC-CS, Mt-CC-CS and Mt-GC-CS were synthesized. The antibacterial and surface-active corn starch / organoclay nanocomposite films that were synthesized were analyzed by using the methods of X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). After this, the antibacterial resistances of the corn starch nanofilms against the bacteria Salmonella and Staphylococcus aureus (S. Aureus) and their surface-active properties against the bacteria Staphylococcus aureus, E. coli, Listeria Monositogenes and Salmonella were examined. The synthesized nanocomposite films were subjected to migration analyses, which are an important criterion for food packaging films, and their results were compared.