Kolin klorür ve organik asit bazlı derin ötektik çözücülerin biyobozunur filmlerde plastikleştirici etkilerinin araştırılması ve karakterizasyonu

Günümüzde şehirleşmenin ve çalışan nüfusun hızla artması ile birlikte paketli hazır gıda ürünlerinin tüketimi de artmıştır. Bununla birlikte son yıllarda tüketicilerin doğal bileşenlerden oluşan ürünlere yönelmesiyle birlikte gıda endüstrisinde koruyucu ajanlar olarak doğal antimikrobiyal maddelerin kullanımı da giderek artmaktadır. Gıda ambalaj sistemlerinde kullanılabilecek doğal antimikrobiyal maddelerden biri de organik asitlerdir. Organik asitler, yeşil çözücüler olarak tanımlanan derin ötektik çözücülerin de (DÖÇ) yapısına girebilmektedir. DÖÇ'ler ise plastikleştirici olarak ambalaj sanayisinde kullanılabilecek ucuz ve çevre dostu ortamlardır. Çalışma ile geleneksel plastikleştiriciler yerine kullanılabilecek, doğal bileşenlerden oluşan, antimikrobiyal ve biyobozunur özellikte DÖÇ'ler geliştirilerek gıda ambalajlamada plastikleştirici ve antimikrobiyal ajan olarak kullanım olanakları araştırılmıştır. Çalışmada öncelikle kolin klorür ve organik asit bazlı (asetik asit (A), glikolik asit (Gli), glutarik asit (Glu), laktik asit (La), levulinik asit (Le), malik asit (M), pirüvik asit (P) ve sitrik asit (S)) DÖÇ'ler 1:1/1:2 molar oranlarda hazırlanmıştır. Berrak ve homojen karışım oluşturan DÖÇ'ler pH, uçuculuk, yoğunluk, viskozite ve yapı tayini analizleri ile antimikrobiyal özellikler yönünden karakterize edilmiştir. Antimikrobiyal özelliklerin belirlenmesi amacıyla üç adet Gram negatif bakteri (Escherichia coli, Salmonella Typhimurium ve Escherichia coli O157), üç adet Gram pozitif bakteri (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes ve Bacillus cereus), iki adet maya (Candida albicans ve Candida parapsilosis) ve iki adet küf (Aspergillus flavus ve Penicillium chrysogenum) kullanılmıştır. Daha sonra hem antibakteriyel hem antifungal etki gösteren DÖÇ'ler polilaktik asit (PLA) çözeltisine belirlenen oranlarda ilave edilerek çözeltiden dökme yöntemiyle laboratuvar şartlarında ambalaj filmleri üretilmiştir. Bu filmler de kalınlık, mekanik, optik, yapı tayini analizleri ile antimikrobiyal özellikler yönünden karakterize edilmiştir. DÖÇ'lerin FTIR spektrumları incelendiğinde kolin klorür ve organik asitlere özgü karakteristik pikler gözlenmiştir. DÖÇ'lerin tümü, yapılarındaki organik asitler sebebiyle beklenildiği gibi kuvvetli asit karakter (pH<1) göstermiştir. Uçuculuk değerlerinin %2,01-%53,63, yoğunluk değerlerinin 1,12-1,40 g/ml, viskozite değerlerinin ise 36,17-437333,33 mPa.s arasında olduğu gözlenmiştir. Bununla birlikte DÖÇ'lerin tümü antibakteriyel etki gösterirken, antifungal etki sadece asetik asit, levulinik asit ve pirüvik asit içeren DÖÇ'lerde gözlenmiştir. Antibakteriyel ve antifungal etki gösteren DÖÇ'ler %10, %20 ve %30 oranlarında PLA filmlere eklenerek öncelikle kopma kuvveti (KK) ve kopma uzaması (KU) yönünden değerlendirilmiştir. Daha sonra olası antimikrobiyal etkinlikleri de göz önüne alındığında %20 DÖÇ katkılı PLA filmlerin en uygun filmler olduğuna karar verilerek diğer analizler yapılmıştır. %20 DÖÇ katkılı filmlerin KK değerleri 16,19-18,41 MPa arasında, KU değerleri %91,34-%123,22 arasında, delme kuvveti değerleri 36,09-42,62 N arasında, delme uzaması değerleri 4,72-5,81 mm arasında, kalınlıkları 0,14-0,16 mm arasında, ∆E değerleri 1,59-2,82 arasında, opaklık değerleri ise 1,62-2,24 arasında tespit edilmiştir. FTIR spektrumları incelendiğinde DÖÇ'lere özgü karakteristik pikler filmlerde de gözlenmiştir. Filmlerdeki antimikrobiyal testler sonucunda ise muhtemelen PLA'nın hidrofobik yapısından dolayı antibakteriyel ve antifungal aktivite gözlenmemiştir.