Üzüm Posası ve Yaprağından Yeşil Sentez Yolu ile Elde Edilen Gümüş Nanopartiküllerin Bazı Meyve Sebzelerin Aktif Ambalajlanmasında Kullanımı

Üzüm posası ve yaprağı, dünyada en büyük üzüm üreticileri arasında yer alan ülkemizin önemli atık çıktılarındandır. Günümüzde bu atıklar genel olarak toprak düzenleyici, organik gübre, doğal boyaların elde edilmesi ve gıdalarda koruyucu olarak değerlendirilmektedir. Ancak bu tür uygulamalar katma değerli ürünlerin israfına yol açabilmektedir. Üzüm atıkları polifenoller, diyet lifleri ve vitaminler dahil olmak üzere iyi bir besin ve biyoaktif bileşen kaynağı olmaları nedeniyle katma değerli fonksiyonel gıda özellikleri açısından önemli bir role sahiptir. Bu bilgiler ışığında bu çalışmada üzüm posası ve yaprağından elde edilen antimikrobiyal ve antioksidan gümüş nanopartiküllerin (AgNP) aktif meyve sebze ambalajı üretiminde kullanımı ile ürünlerin raf ömrünün ve kalitesinin arttırılması amaçlanmıştır. Çalışmada, kurutulan üzüm posası ve üzüm yapraklarından yeşil sentez yöntemi ile gümüş nanopartikül eldesi sağlanmıştır. Elde edilen gümüş nanopartiküller %0,5 ve %1 oranlarında lineer düşük yoğunluklu polietilen (LLDPE) ile karıştırılıp aktif ambalaj filmi üretimi gerçekleştirilmiştir. Öncelikle nanopartikül ilavesinin, filmlerin yapısal ve fiziksel özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Daha sonra elde edilen aktif ambalaj filmleri ile çilek, karadut, enginar çanağı ve hazır salata ürünleri paketlenerek +4 ºC'de 15 gün depolanmıştır. Depolamanın 0., 3., 5., 7., 10. ve 15. günlerinde fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik analizler gerçekleştirilmiştir. Yeşil sentez yöntemi ile üzüm yaprağı ve üzüm posasından AgNP'ler sentezlenmiştir. Sentezlenen AgNP'ler UV-VIS spektroskopisi, FTIR, XRD, TGA/DTA ve SEM ile karakterize edilmiştir. Çalışmada elde edilen AgNP'lerin termal profiline bakıldığında ise 300-350°C'lere gelindiğinde bile sadece % 10'luk bir ağırlık kaybının olması AgNP'lerin termal özelliklerinin iyi olduğunu göstermiştir. SEM görüntülerinde üzüm yapraklarından ve üzüm posasından elde edilen küresel morfolojiye sahip nanopartiküllerin boyutlarının sırasıyla 26,3-55 nm ve 33,04-57,1 nm aralığında olduğu tespit edilmiştir. Nanopartikül ilavesinin, aktif ambalaj filmlerinin gerilme mukavemeti ve yüzde uzama miktarı değerlerinde artış sağlayarak ambalajın mekanik dayanıklılığını arttırdığı belirlenmiştir. Gerek üzüm yaprağı gerekse üzüm posasından elde edilen gümüş nanopartikül ilavesinin LLDPE filmlerin oksijen ve su buharı geçirgenlik hızlarını azalttığı bulunmuştur. 0,5 YP kodlu filmlerin oksijen geçirgenliği hızının, nanopartikül içermeyen kontrol grubuna göre yaklaşık % 17 oranında azaldığı belirlenmiştir. Çilek örneklerinin başlangıç maya-küf sayısı 3,75 log kob/g olarak belirlenmiştir. Depolamanın sonunda en yüksek maya-küf sayısı (5,37 log kob/g) kontrol örneğinde, en düşük maya-küf sayısı (2,93 log kob/g) üzüm yaprağından elde edilen % 0,5 AgNP ilaveli filmlerle ambalajlanan örneklerde saptanmıştır. AgNP ilaveli ambalaj filmlerinin çilek örneklerinde antimikrobiyal etki göstererek logaritmik artışın önüne geçtiği ve toplam fenolik madde içeriğindeki kayıpları kontrol grubuna göre etkili bir şekilde azaltarak çilek kalitesinin ve tazeliğinin korunmasında etkili olduğu saptanmıştır. Nanopartikül ilavesinin çilek örneklerinde olduğu gibi karadut örneklerinin de asitliğini korumada ve mikrobiyal gelişimi sınırlayarak raf ömrünü arttırmada etkili olduğu saptanmıştır. Karadut örneklerinde depolama sonunda en düşük toplam fenolik madde içeriğine kontrol grubu örneklerinin (94,94 mg/100 g GAE) en yüksek toplam fenolik madde içeriğine üzüm posasından elde edilen % 1 AgNP ilaveli filmlerle ambalajlanan örnek grubunun (160,83 mg/100 g GAE) sahip olduğu tespit edilmiştir. AgNP'lerin ilavesi karadut örneklerindeki fenolik bileşiklerin daha iyi korunmasına katkı sağlamıştır. Enginar örnekleri incelendiğinde depolama sonunda başlangıca göre a* ve b* değerlerindeki en yüksek değişim kontrol grubu örneklerinde, en az değişim üzüm yaprağından elde edilen %0,5 AgNP ilaveli filmlerle ambalajlanan örneklerde belirlenmiştir. AgNP ilavesinin enginar örneklerinin renk ve tazeliğini korumada etkili olduğu görülmüştür. Tüm enginar örneklerinde depolama boyunca toplam fenolik madde miktarının başlangıca göre önemli oranda azaldığı görülürken depolama sonunda en yüksek kaybın kontrol grubu örneklerinde olduğu tespit edilmiştir (p<0,05). Kontrol grubu enginar örneklerin TAMB değerlerinde 10. ve 15. günlerde önemli düzeyde artış gözlenirken (p<0,05), AgNP ilaveli filmlerle ambalajlanan örneklerin TAMB değerlerinde ise önemli ölçüde azalma tespit edilmiştir (p<0,05). Hazır salata örneklerinin pH değerleri incelendiğinde kontrol grubu örneklerinde 10. ve 15. günlerde asitlik artarak pH değeri azalmıştır. Bunun yanı sıra pH değerindeki en az değişimin üzüm yaprağından elde edilen % 0,5 AgNP ilaveli filmlerle ambalajlanan örneklerde olduğu gözlemlenmiştir. AgNP ilaveli filmler ile ambalajlanan örneklerin kontrol örneklerine kıyasla depolama başlangıcına göre daha az değişim gösterdiği ve depolama sonunda en yüksek antioksidan aktivite değerlerine sahip oldukları tespit edilmiştir. Sonuç olarak, AgNP ilavesi yapılan filmlerin, kontrol grubuna kıyasla çilek, karadut, enginar ve hazır salata örneklerinde kalite özelliklerinin korunması, mikrobiyolojik güvenliğin sağlanması ve raf ömrünün uzatılması açısından daha etkili olduğu düşünülmektedir. Bu bulgular, AgNP içeren filmlerin gıda muhafazasında önemli bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.