Alglerden selüloz eldesinin ve gıda alanında kullanılabilirliğinin analitik yöntemlerle araştırılması

Abstract

Tez çalışmasında yenilebilir deniz yosunu türleri arasında yer alan Ulva rigida yeşil makroalg ve Chlorella vulgaris yeşil mikroalg türleri ile çalışılarak saflaştırma prosesi ile nanolifli yapılar elde edilmiştir. Ulva rigida yeşil makroalg türü ile saflaştırma prosesinin ulvan ekstraksiyonu ve ağartma işlemi basamaklarında merkezi kompozit tasarımı yanıt yüzey yöntemi uygulanmış ve saflaştırma işlemi başarıyla gerçekleştirilmiştir. Ulvan bileşenlerinin elde edildiği optimum koşullar pH 4,92; ekstraksiyon sıcaklığı 73 ⁰C, zaman 126 dk ve sıvı/katı oranı 68 mL/g olarak elde edilirken, ağartma işlemi için optimum koşullar pH 3,92, ekstraksiyon sıcaklığı 78 ⁰C, zaman 117 dk ve NaClO2 derişimi % 1,54 olarak belirlenmiştir. Chlorella vulgaris yeşil mikroalg türü ile yapılan saflaştırma prosesinde, hücre çeperi soyularak ön işlemden geçirilmiş örnek kullanılmıştır. Yapı karakterizasyon analizleri, Ulva rigida için elde edilen lifli ve nanolifli yapıların selülozun karakteristik özelliklerini, Chlorella vulgaris için elde edilen lifli ve nanolifli yapıların ise glukozamin gruplarının varlığını göstermiştir. Nanolifli yapılar, aljinat ve kitosan polisakkaritleri ile karıştırılarak biyonanokompozit karışımlar elde edilmiştir. Elde edilen karışımlar film ve kaplama işlemlerinde kullanılmıştır. Film eldesine yönelik yapılan çalışmalarda % 0,5’lik nanolifli yapının %0,5 aljinat ve kitosana ilave edildiği formülasyonların, daha homojen bir karışımla daha yüksek gerilme potansiyeline ve daha düşük su buharı geçirgenliğine sahip olduğu görülmüştür. Bursa siyah inciri kullanılarak, Ulva rigida yeşil makroalg türünden elde edilen nanolifli yapının ilave edildiği formülasyonlarla gerçekleştirilen kaplama işlemlerinin, meyvenin buzdolabı koşullarında 30’uncu gün sonunda, soğuk hava deposu koşullarında 42’nci günün sonunda kalite özelliklerini ve dayanıklılığını koruyarak raf ömrünü uzatmıştır. Bunun yanı sıra duyusal analizler sonucunda panalistler tarafından verilen beş ve üzeri yüksek puanlar meyvenin kabul edilebilirliği noktasında tüketicinin beğenisini olumlu yönde etkilemiştir. Elde edilen sonuçlar her iki türden elde edilen nanolifli yapıların, polisakkarit odaklı bir karışımda kuvvetlendirici dolgu materyali olarak kullanılabileceğini göstermiştir.In this thesis study, edible seaweed species Ulva rigida green macroalgae and Chlorella vulgaris green microalgae were studied and nanofibrous structures were obtained through the purification process. In the ulvan elimination and bleaching process steps of the purification process with Ulva rigida green macroalgae species, the response surface method with central composite design was applied and the purification process was successfully carried out. While the optimum conditions for obtaining Ulvan components were obtained as pH 4.92, extraction temperature 73 ⁰C, time 126 minutes and liquid/solid ratio 68 ml/g, the optimum conditions for bleaching process were determined as pH 3.92, extraction temperature 78 ⁰C, time 117 min and NaClO2 concentration 1.54%. In the purification process with Chlorella vulgaris green microalgae species, the sample that was pretreated by peeling the cell wall was used. Structure characterization analyses showed that fibrous and nanofibrous structures obtained for Ulva rigida had characteristic features of cellulose, while fibrous and nanofibrous structures obtained for Chlorella vulgaris had glucosamine groups. Bionanocomposite mixtures were obtained by mixing nanofibrous structures with alginate and chitosan polysaccharides. The mixtures obtained were used in film and coating processes. In studies conducted for film production, it was observed that formulations in which 0.5% nanofibrous structure was added to 0.5% alginate and chitosan had higher tensile potential and lower water vapor permeability with a more homogeneous mixture. The coating processes carried out with formulations to which nanofibrous structure obtained from the green macroalgae species Ulva rigida was added, using Bursa black fig, extended the shelf life of the fruit by preserving its quality characteristics and durability at the end of the 30th day in refrigerator conditions and at the end of the 42nd day in cold storage conditions. In addition, the high scores of five and above given by the panelists as a result of sensory analyses positively affected the consumer's taste in terms of acceptability of the fruit... The results obtained showed that nanofibrous structures obtained from both species can be used as reinforcing filling material in a polysaccharide-based mixture.