Monday, Jul 15th

Last updateThu, 11 Jul 2024 11am

Buradasınız: Home Makale Antibakteriyel Nanopartikül Katkılı Polivinil Klorür (PVC) Kompozit Filmlerin Özelliklerinin İncelenmesi

Antibakteriyel Nanopartikül Katkılı Polivinil Klorür (PVC) Kompozit Filmlerin Özelliklerinin İncelenmesi

ÖZET

Günümüzde ambalaj pazarı içinde en büyük kapasiteyi gıda ambalajı oluşturmaktadır. Sürekli artan inovasyona ve bilimsel ilerlemeye yol açmakta olan bu pazar aynı zamanda çevresel, ekonomik ve sağlıkla ilgili hususlara ilişkin önemli kaygıları da beraberinde getirmektedir. Geleneksel ambalajlama; gıdaları belirli düzeyde sadece dış etkenlerden koruyabilme özelliğine sahiptir. Yenilikçi ambalajlama ise; gıda kalitesinin korunması ve raf ömürlerinin uzatılması için uygun ambalaj malzemelerinin ve ambalajlama tekniklerinin kullanılması anlamına gelmektedir. Yenilikçi gıda ambalajı araştırmalarının temel amacı, çevre dostu malzemeler kullanırken, gıdanın daha sağlıklı, kullanışlı ve daha uzun raf ömrüne sahip olmasını sağlamaktır. Son zamanlarda çeşitli yenilikçi ambalaj malzemeleri geliştirilmiştir. Bunlar aktif ve akıllı ambalaj ile paketleme olarak sınıflandırılmaktadır. Aktif paketleme, geleneksel ambalajlamayla karşılaştırıldığında çabuk bozulan ürünün raf ömrünü iki katına çıkarabilir; akıllı paketler ise 'son kullanma tarihi' etiketleri kullanılmadan ürünün durumu hakkında net bilgiler, sinyaller verebilme kabiliyetindedirler. Özellikle meyve, sebze, et, balık gibi çabuk bozulan farklı gıdalar için, ambalaj malzemesinin oksijen geçirgenliği, kütle transferi ve ısı transferini sınırlama yeteneğine sahip olması gerekmektedir. Ayrıca mikrobiyal kontamine gıdaların hızla bozulduğu, sağlık ve ekonomi açısından yüksek risk oluşturduğu iyi bilindiği için son yıllarda biyolojik kontaminasyon özellikle dikkate alınmış ve antibakteriyel işlevlere sahip nanopartikül (NP) katkılı ambalaj malzemeleri gıda ambalaj sektöründe dikkat çekici hale gelmiştir. Antibakteriyel işlevlere sahip NP katkılı ambalaj malzemeleri, gıdanın korunmasını, güvenliğini, kalitesini artırarak ve gıda raf ömrünü uzatarak gıda ambalaj sektörünü etkileme potansiyeline sahiptir. Bu çalışma gıda endüstrisindeki aktif ve yenilikçi gıda paketleme yaklaşımlarına ilişkin güncel ve ilgi çekici bilgileri bir araya getirmekle birlikte, nanopartiküllerin antibakteriyel aktivitesini ve bunların polivinil klorür (PVC) filmlerdeki uygulamalarını rapor etmektedir. Literatür kapsamında incelenen tüm çalışmalar sonucunda nano katkıların bakterilere karşı davranışları bu çalışmada aktarılmıştır. 

Anahtar kelimeler: Polivinil klorür (PVC), nano katkı, antibakteriyel, gıda paketleme

 

1. Giriş

Polimerler, gıda uygulamalarında, ambalaj malzemelerinin hem nitelik hem de nicelik açısından en önemli sınıfıdır [Bajpai, 2022]. Polimerik malzemeler oldukça çeşitli ve çok yönlüdür. Esnek veya sert, şeffaf veya opak, ısıyla sertleşen veya termoplastik (ısıl yapışmalı), kristalin veya amorf olabilirler. Ayrıca, filmler halinde veya farklı şekil ve boyutta plastik kap halinde de üretilebilirler. Kesin olarak, metal veya camdan çok daha ucuzdurlar ve kesinlikle çok daha hafiftirler. Gıda ambalajlarında kullanılan polimer türlerinden bazıları; polietilen (PE), polipropilen (PP), polietilen teraftalat (PET), etilen vinil asetat (EVA), poliamidler (PA), polivinil klorür (PVC), poliviniliden klorür (PVdC) ve etilen vinil alkol (EVOH)’dur. PE ambalaj sektöründe en yaygın bilinen ve çok kullanılan sentetik bir polimerdir. Nem ve su buharına karşı iyi bir bariyere sahip fakat sıvı ve katı yağlara veya gazlara karşı (oksijen, karbondioksit) yüksek bir bariyer oluşturmazlar [Richard, 2011]. 

PVC, PE’den sonra ikinci büyük miktarlarda üretilen ve kullanılan ticari sentetik bir polimerdir. PVC, yüzlerce uygulamada kullanılabilmesini sağlayacak kadar geniş bir özellik yelpazesine sahiptir. Doğası gereği polardır ve polar olmayan çözücülere karşı dayanıklıdır. Ayrıca alev geciktirici ve kendi kendine sönebilen bir polimerdir. Saf PVC beyaz, kırılgan bir katıdır (her ne kadar farklı PVC çeşitleri çok esnek olacak şekilde tasarlanmış olsa da) ve güçlüdür. PVC filmler şişirme ekstrüzyon yolu ile üretilebilir ayrıca asit, baz, katı ve sıvı yağa karşı mükemmel dirence sahiptir. Bitkisel yağ ve meyveli içeceklerde şişirme şişe şeklinde kullanılabilir. Bir film olarak PVC serttir, yüksek uzama, nispeten düşük gerilme ve yırtılma dayanımına sahiptir. Nem buharı iletim hızı nispeten yüksektir, ancak maden suyu, meyve suyu ve meyveli içeceklerin şişelerde paketlenmesi için yeterlidir [Richard,2011]. Özellikle et gibi ürünleri sarmak için kullanılır, nem buharına karşı iyi bir bariyer sağlar fakat oksijen geçirgenliğinin ürünün nefes almasına izin verdiği durumlar da vardır. Bu durum taze etin kırmızı rengini korumasına, sebze ve salata gibi ürünlerin daha uzun süre taze kalmasına olanak tanır.

Gıda paketleme tekniklerindeki yenilik ve son trendler, tüketici tercihlerinin ve müşteri yaşam tarzlarının değişmesinin bir sonucudur. Bu durum temiz, yüksek kaliteli ve güvenli, taze, kullanışlı, sağlıklı ve uzun raf ömrüne sahip tüketime hazır gıda ürünlerine olan talebi artırmıştır [Alves, 2023, Majid, 2018, Soltani 2021]. Bununla birlikte gıda paketleme teknolojileri de modern toplumun taleplerine, endüstriyel üretimdeki yeni trendlere ve dağıtım uygulamalarındaki eğilimlere (pazarların küreselleşmesi ve internetten alışveriş) yanıt olarak, gıda güvenliği ve kalite özelliklerinden ödün vermeden sürekli olarak gelişmektedir. [Soltani 2021, Ahmed, 2017].

Gıda ambalajlama konusundaki mevzuat, küresel pazarlar ve gıda israfı gibi çevresel kaygılar nedeniyle hâlâ bazı zorluklara sahiptir. Avrupa'da her yıl gıda atığı kaybı ve üretimi, ülkelere ve sektörlere göre değişmekle birlikte yaklaşık 89 milyon ton civarındadır [Realini, 2014]. Bu miktar, gıda tedarik zinciri boyunca durdurulması gereken büyük bir tehdittir. Bu sorunun olası çözümlerinden biri, ürünlerin raf ömrünü uzatarak daha güvenli, daha sağlıklı ve daha özgün gıdalara daha uzun sürede taze şekilde ulaşmak ve dolayısıyla gıda israfını azaltmaktan geçmektedir [Ahmed, 2017, Realini, 2014].

Çabuk bozulan gıdaların, uygun şekilde işlenmediği, paketlenmediği ve depolanmadığı sürece hızla bozulma eğiliminde olması ve bu durumun önlenmesi gıda güvenliği ve gıda endüstrisi için küresel bir önceliktir. Gıdanın bozulması, mikrobiyolojik risklere karşı hassasiyeti veya mikrobiyal enzimlerin çürüme gibi biyolojik reaksiyonları sonucu doğal olarak meydana gelir ve raf ömrünün kısalmasına, dolayısıyla bozulmaya ve kalite kaybına neden olur [Ahmed, 2017, Realini, 2014]. Bu nedenle, endüstrinin, toplumun ve tüketicilerin taleplerinin yanı sıra düzenleyici ve yasal gereklilikleri bir araya getirmek amacıyla ambalaj ve gıda endüstrisi için yenilikçi çözümler ve gelişen teknolojik konseptler sunma konusunda eşsiz bir fırsat ortaya çıkmıştır. Geleneksel ambalaj uygulamasını geride bırakacak ve mevcut beklentiye cevap olacak yenilikçi ambalaj uygulaması, gıda ambalajının işlevinin basit bir koruma yönteminden uygun, güvenli ve yenilikçi ambalaja uyarlanması ve geliştirilmesi süreçlerini kapsamaktadır [Alves, 2023]. Şekil 1’de yenilikçi paketleme sisteminin sınıflandırılması verilmektedir.

Akıllı paketleme ve aktif paketleme yenilikçi ambalajlama grubu içerisinde karıştırılmaması gereken iki farklı sistemdir. Akıllı paketleme, gıda kalitesinin anında izlenmesine olanak sağlar ve ürünlerin kalitesi hakkında bilgiyi tanımlayabilir, kaydedebilir, inceleyebilir veya iletebilir. Bu ambalajlar daha satın alma aşamasında tüketici için hızlı ve doğru bilgi aktarımından sorumludur [Hazer, 2023]. Aktif paketleme ise özellikle gıdanın tazeliğini veya raf ömrünü uzatmak için ambalajın içeriğiyle etkileşime girerek gıdanın mevcut ortamındaki değişiminden görevlidir.

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 1. Yenilikçi paketleme sisteminin sınıflandırılması

2. Aktif Paketleme Sistemleri

Geleneksel ambalajlama sisteminin performansını artırmak için ambalaj malzemesine veya ambalaj üst boşluğuna kasıtlı olarak dahil edilmiş katkı maddelerinden oluşan sistemlere aktif paketleme sistemleri denir [Ishfaq, 2017, Dobrucka 2014]. Aktif paketleme teknolojisi kavramları, tüm geleneksel özellikleri sağlar ve bunun yanında oksijen ve etilen tutucular, gaz temizleyiciler veya yayıcılar, nem emiciler, aroma/koku emiciler, antimikrobiyal ve antioksidan madde sistemleri gibi diğer yenilikçi özellikleri de içerir [Alves, 2023,]. Şekil 2’de aktif paketleme teknolojisi alanları verilmiştir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 2. Aktif Paketleme Teknolojisi

Tüm bu özellikler, aktif paketleme teknolojilerinde, sistem performansını arttırmak için bilinçli olarak paketlemeye dahil edildikleri için geleneksel paketleme işlevlerinin ötesine geçen iyi bir inovasyon örneğidir. Aktif paketleme kavramı, paketlenmiş gıdaların güvenliğini, kalitesini ve raf ömrünü artırmaya yönelik bir teknoloji olarak nitelendirilmektedir [Dey,2019]. 

2.1. Antimikrobiyal paketleme sistemleri

Antimikrobiyal paketleme aktif paketleme sistemleri altında yer alan ve son yıllarda oldukça dikkat çekici hale gelen yenilikçi paketleme sistemlerinden biridir. Sistem, istenen sonucu elde etmek için ürünle veya paket ile gıda sistemi arasındaki boşlukla etkileşime girer [Rooney, 1995, Brody, 2001]. Benzer şekilde, antimikrobiyal gıda ambalajı, paketlenmiş gıdada veya ambalaj malzemesinin kendisinde mevcut olabilecek mikroorganizmaların büyümesini azaltacak, inhibe edecek veya geciktirecek şekilde etki eder. Antimikrobiyal ambalajlama, uçucu antimikrobiyal ajanlar içeren poşetlerin/pedlerin paketlere eklenmesi, ya da doğrudan polimerlere dahil edilmesi şeklinde olabilir. Ayrıca, polimer yüzeylere kaplanma veya doğal olarak antimikrobiyal olan polimerlerin kullanımı olmak üzere çeşitli şekillerde olabilir.

2.1.1. Gıda ambalaj malzemelerinde kullanılan antimikrobiyal ajanlar

Gıda ambalajlarında kullanılmak üzere gıda ile uyumlu güçlü antimikrobiyal özelliklere sahip doğal ve sentetik bileşikler araştırılmıştır. Bunlar, organik asitler ve bunların tuzları, bakteriyosinler, antimikrobiyal peptidler, metaller, yağ asidi esterleri ve bitki esansiyel yağlarıdır [Jorge, 2016, Padgett, 1998, Özdemir, 2003]. Organik asitler geleneksel olarak birçok kültürde gıdaların korunmasında kullanılmıştır. Organik asitlerin antimikrobiyal etkisi öncelikle pH'ın düşürülmesi, mikrobiyal sitoplazmanın asitleştirilmesi, enzimatik aktivitenin bozulması ve hücresel metabolizmanın askıya alınması yoluyla gerçekleşir [Samelis, 2003]. Bakteriyosinler, faydalı mikroplar tarafından üretilen antimikrobiyal peptitlerdir [Balciunas 2013]. Bunlar, toksik olmayan yapıları, güvenlikleri, ısı toleransları ve gıda kaynaklı patojenlere ve bozulmaya neden olan mikroplara karşı geniş antimikrobiyal spektrum nedeniyle gıda ambalajında antimikrobiyal bileşenler olarak umut verici adaylardır. Son çalışmalar, kümes hayvanları da dahil olmak üzere taze ürünler ve et ürünlerinin paketlenmesi için biyolojik olarak parçalanabilen polimerlere katılan birçok geçiş ve alkalin toprak metalinin antimikrobiyal etkinliğini test etmiştir [Fernandez, 2010]. 

Metal bazlı nanopartiküllerde yaygın olarak kullanılanlar arasında gümüş nanopartikül (AgNp), altın (Au), bakır oksit (CuO), demir (Fe), çinko oksit (ZnO) ve titanyum oksit (TiO2) bulunmaktadır. Ag bakteri, mantar ve virüs gibi çok çeşitli mikroorganizmalara karşı etkili olan önemli metalik NP'ler arasında yer alır ve ökaryot hücreler üzerinde en düşük toksisiteye sahiptir. Ambalaj malzemelerinin kullanılmasında genelde tavsiye edilir ancak yüksek maliyet kullanımı sınırlandırır. CuO ve ZnO yaygın olarak kullanılan bir diğer NP'lerdir ve antimikrobiyal özellik açısından oldukça etkilidirler. Ayrıca ZnO NP'ler UV geçişini azaltır, daha az toksiktir ve diğer NP'lere göre daha ucuzdur [Özdemir, 2021, Dehghania, 2019]. 

Özellikle son yıllarda tüketiciler sentetik ürünlere göre doğal ürünleri tercih ediyor ve bu nedenle doğal türevli antimikrobiyal maddeler, tüketicilere daha düşük bir risk algısı sundukları için antimikrobiyal ambalajlarda giderek daha önemli hale geliyor. Antimikrobiyal ambalajlarda kullanılan doğal bileşikler, bakteriyosinler, enzimler ve bitki ekstraktları gibi biyolojik olarak türetilmiş bileşenler olarak sınıflandırılabilir. Kurkumin [Hazer, 2023], lignin [Sandra,2013], kitosan [Köker, 2021], sarımsak yağları [Benkeblia 2004], sarımsak ve soğan özleri [Satya, 2005], karanfil ve tarçın yağları [Matan 2006], brokoli, yaban turpu, lahana, karnabahar, lahana, şalgam gibi yaygın bitkilerde bulunur ve antimikrobiyal paketleme uygulamalarında kullanılması önerilmektedir.

3. Gıda Ambalajlarında Kullanılan PVC Kompozit Filmlerin Antibakteriyel/Antimikrobiyal Özelliklerini İnceleyen Çalışmalar

Belirli durumlarda, gıdayla temas eden malzemelerde kullanılan bileşikler için ilgili toksikolojik verileri dikkate alan bireysel migrasyon sınırları belirlenmiştir. Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA), 1935/2004 Sayılı Yönetmeliğin (EC) 10. maddesine atıfta bulunarak, maddelerin gıdayla temas eden malzemelerden gıdaya geçmesinden kaynaklanan risklerin değerlendirilmesi gerektiğini şart koşmaktadır. Cushen ve ark. (2013), PVC nanokompozitinden tavuk etine gümüş geçişini değerlendirmek için endüktif olarak eşleşmiş plazma kütle spektrometrisini (ICPMS) kullanmışlardır. Gümüş göçünün bir kez daha Avrupa Birliği mevzuatı tarafından belirlenen mevcut göç sınırlarının altında [0,001 mg/kg] olduğu zaman yasal olduğunu raporlamışlardır [Cushen, 2013].

Brito ve ark. 2023 yılında yaptıkları çalışmada, SiO2/Ag nanopartiküllerin polivinilklorür (PVC) filmler üzerindeki etkileşimini ve antimikrobiyal aktivitenin etkilerini incelemişlerdir. Staphylococcus aureus (S.aureus, Gram-pozitif) ve Escherichia Coli (E.Coli, Gram-negatif) bakterilerine karşı mevcut antimikrobiyal konsantrasyonlara sahip PVC filmler çözeltiden dökme yöntemi ile oluşturulmuş ve gümüş konsantrasyonu 12.5, 25 ve 100 μg mL−1 şeklinde değiştirilmiştir. Antimikrobiyal ajanların tüm konsantrasyonlarında artan oranlarda 24 saat sonra E. Coli ve S. Aureus mikroorganizmalarına karşı etkisinin de arttığı mikrobiyolojik testlerle doğrulanmış ve raporlanmıştır. Hatta 100 μg mL-1 SiO2/Ag'deki PVC film, S. Aureus (Gram pozitif) için CFU mL-1 değerlerini yaklaşık %97.8 oranında azaltmıştır [Brito,2023]. 

Shahrima ve ark. 2019 yılında antimikrobiyal uygulamalar için gümüş nanopartiküller (AgNP) ve ZnO nanotellerle kaplanmış PVC filmlerin özelliklerini incelemişler ve S. Aureus'a karşı 24 saat boyunca anlamlı antimikrobiyal etkinlik gözlemlemişlerdir. Saf PVC filme göre AgNP kaplı PVC filmler bakteriyel tutunmayı bir kat azaltırken, AgNP/ZnO kaplı PVC filmler ise bakteriyel tutunmayı neredeyse iki kat daha azaltmıştır (Şekil 3). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 3. 24 saatlik inkübasyondan sonra filmin kültürlenebilirliği [Shahrima,2019].

PVC yüzeylere eklenen S. Aureus hücreleri ise Şekil 4'te gösterilmiştir. Kırmızı oklar AgNP'ler ve ZnO nanotelleri üzerindeki hücreleri gösterir. ZnO nanotellerinin AgNP kaplı PVC'nin antimikrobiyal etkinliğini güçlendirdiği açıktır. Daha az sayıda kültürlenebilir hücreye rağmen, AgNP/ZnO kaplı PVC yüzeyinde hücre dışı polimerik maddelerin kanıtlarının tespit edildiğine dikkat edilmelidir.

Şekil 4. (a) PVC yüzeyinde, (b) AgNP kaplı PVC yüzeyinde ve (c) AgNP/ZnO kaplı PVC yüzeyinde S. Aureus [Shahrima,2019].

Sonuçlar hem AgNP kaplı PVC'nin hem de AgNP/ZnO kaplı PVC’nin, cihazla ilişkili enfeksiyonlarda bulunan en yaygın patojenlerden biri olan S. Aureus üzerinde önemli bir antimikrobiyal etkiye sahip olduğunu göstermiştir. ZnO ise antimikrobiyal etkinliği büyük ölçüde güçlendirmiştir [Shahrima,2019].

Cheng ve ark. 2006 yılında yüzeyi değiştirilmiş antibakteriyel TiO2/Ag+ nanopartiküllerin hazırlanışı ve PVC filmler üzerindeki özelliklerinin incelenmesi adına yaptıkları çalışmada, PVC- TiO2/Ag+ kompozitlerinin iyi antibakteriyel özellik sergilediğini raporlamışlardır. Çözeltiden dökme yöntemi ile hazırlanan kompozit filmlerin E.Coli ve S.Aureus bakterilerine karşı 0 ve 24 saat sonundaki antibakteriyel etkisi incelenmiştir. Sonuçlar filmlerin her iki bakteri içinde sırasıyla %93.3 ve %96,7 oranında etkili olduğunu göstermiştir [Cheng, 2006].

Braga ve ark. 2019 yılında, Quercetin (antioksidan) ve gümüş NP’leri (antimikrobiyal) içeren polivinilklorür (PVC) filmlerin özelliklerini değerlendirmek üzere çalışma gerçekleştirmişlerdir. %0.4 Quercetin ve farklı konsantrasyon seviyelerinde (%1, %4, %8) gümüş nanopartiküller (AgNPs) içeren PVC tabanlı filmler çözeltiden dökme yöntemiyle elde edilmiş ve filmlerin karakterizasyon testleri raporlanmıştır. Quercetin ve AgNPs'nin PVC matrisine eklenmesi filmlerin termal, mekanik ve optik özelliklerini etkilediği; çekme testleri sonucu filmlerin mekanik dayanıklılığında bir iyileşme olduğu; ayrıca, kontrol PVC filmine kıyasla AgNPs konsantrasyonundaki artış ile rijitliğin arttığı görülmüştür. Gıda patojenleri (E.Coli, Salmonella Typhimurium ve Listeria Monocytogenes) karşı antimikrobiyal aktivite testleri, 37°C ve 24 saat süreyle inkübe edilerek gerçekleştirilmiştir. PVC tabanlı filmlerin tümünde, üç farklı bakteri için de büyümeyi etkili bir şekilde inhibe ettikleri gözlemlendi. PVC ve PVC-Quercetin filmlerde tam bir büyüme inhibisyonu elde edilememiş olmasına rağmen, kolonilerin sayısında ve boyutunda belirgin bir azalma gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, PVC tabanlı filmlerin bakteriyel yüzey kontaminasyonuna karşı etkili olduğunu ve bunun büyük ölçüde düşük nem içeriği ve su bariyer özelliklerinden kaynaklandığını göstermektedir [Braga, 2019].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 5. AgNP'li Quercetin ve Quercetin içeren PVC bazlı filmlerin antimikrobiyal deneyleri [Braga, 2019].

Farklı zamanlarda Quercetin ve AgNP'lerle birleştirilmiş PVC bazlı filmlerin 2,2- Diphenyl-1-picrylhydrazy (DPPH) tüketimi Şekil 6 ile gösterilmektedir. PVC Quercetin filminde 24 saat sonra gözlemlenen yüksek (60.44 ± 6.36%) antioksidan aktivite, Quercetin molekülünde sunulan hidroksil gruplarına ve bunların çözeltideki DPPH serbest radikallerinin hızla kaçırılmasını destekleyen düşük oksidasyon potansiyeline bağlı olduğunu raporlamışlardır. Ayrıca beklendiği gibi kontrol PVC filmlerinde antioksidan aktivite gözlenmemiş ve PVC-Quercetin + AgNP filmlerinin de antioksidan aktivitesi, önemli bir istatistiksel artış göstermemiştir [Braga, 2019].

Şekil 6. AgNP'li Quercetin ve Quercetin içeren PVC bazlı aktif filmlerin antioksidan aktivite sonuçları [Braga, 2019].

Chen ve ark. 2004 yılında, antibakteriyel partikül (AP)/PVC kompozit hazırlanmasında başlıca faktörler üzerine yaptıkları çalışmada, AP’lerin yüzey özellikleri ve dolgu içeriğinin AP/PVC kompoziti özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. AP/PVC kompoziti hazırlamak için antibakteriyel partikül olarak gümüşlü zirkonyum fosfat seçilmiştir. Ayrıca, kompozitin mekanik özellikleri üzerindeki etkisi olan arayüz uyumluluğu da tartışılmıştır. Deneysel sonuçlar, antibakteriyel PVC kompozitin, antibakteriyel toz dolgu içeriği %1,5 iken neredeyse %100 bir antibakteriyel özelliğe sahip olduğunu göstermiştir [Chen, 2004]. 

Li ve ark. 2009 yılında gıda patojenlerini etkisiz hale getirmek için iki farklı (93,75 ve 187,5 μg cm -2) miktarda çinko oksit (ZnO) toz kaplı PVC filmin antimikrobiyal aktivitelerini incelemişlerdir. Escherichia Coli, Staphylococcus Aureus, Aspergillus Flavus ve Penicillium Citrinum bakterilerine karşı etkilerin incelenebilmesi için filmler çözeltiden dökme yöntemi ile hazırlanmıştır. Sonuçlar E. Coli ve S. Aureus'a karşı nano katkı miktarı 93,75'ten 187,5 μg cm−2'ye arttıkça sırasıyla 17,5'ten 19,8 mm'ye ve 18,5'ten 20,5 mm'ye inhibisyon bölgesinin çapı artmıştır. Fakat A. Flavus ve P. Citrinum'a karşı etkili öldürme göstermemiştir [Li, 2009].

4.Sonuçlar

Sonuç olarak ambalaj teknolojisi, gıda ürünlerinin raf ömrünün uzatılmasında oldukça önemlidir. Ambalajın işlevi hakkında bilgi sahibi olmak, tüm ambalajlama sistemini optimize etmek için dikkat edilmesi gereken noktalardan biridir. Aktif ambalajlama, gıda endüstrisi ve tüketiciler için bilinen ve gelişen bir teknolojidir ancak aktif ve yenilikçi ambalajlamada devam eden yeniliklerin gıda kalitesi, güvenliği ve stabilitesinde daha fazla iyileşme sağlaması beklenmektedir. Ambalajlama çalışması, mevcut malzemeler, gıda, dağıtım sistemi, raf ömrü ve beşikten mezara kadar olan tüm çevresel etki hakkında bilgi gerektirir. Yaklaşık yirmi yıldır birçok farklı et ürünü için çeşitli ambalaj malzemeleri geliştirilmiş ve test edilmiştir. Etlerde nispeten daha kolay uygulanması ve az sayıda düzenleyici engel nedeniyle, antimikrobiyal aktif bileşenlerin taşıyıcıları aktif filmlerin kullanımına ilişkin çok sayıda araştırma raporu yapılmıştır. Gıda ambalajı, gıdaları bakteriyel enfeksiyonlardan korumak için çok önemlidir. Doğal antibakteriyel ajanların toksisitesi düşük olmasına rağmen üretim maliyetinin yüksek olması geniş uygulama alanlarını engellemektedir. Bu nedenle gıda sektörünün hızla artan talebini karşılamak için daha ucuz, daha güvenli gıda ambalajları geliştirilmelidir. 

5. Referanslar

• Ahmed I, Lin H, Zou L, Brody AL, Li Z, Qazi IM et al., A comprehensive review on the application of active packaging technologies to muscle foods. Food Control 82:163–178 (2017).

• Alves J., Pedro D. Gaspar, Tânia M Limaa and Pedro D. Silvaa, what is the role of active packaging in the future of food sustainability, A systematic review, J Sci Food Agric 2023; 103: 1004–1020. 

• Bajpai, S. Chouksey, and V. Raj, Green composites for food packaging, Green Sustainable Process for Chemical and Environmental Engineering and Science, 2022, Pages 237-259 Chapter 12.

• Balciunas, E.M., Castillo Martinez, F.A., Todorov, S.D., de Melo Franco, B.D.G., Converti, A., de Souza Oliveira, R.P., 2013. Novel biotechnological applications of bacteriocins: a review. Food Control 32, 134–142.

• Benkeblia N, (2004), Antimicrobial activity of essential oil extracts of various onions (Allium cepa) and garlic (Allium sativum). LWT Food Sci Technol 37:263–268. 

• Braga, Lilian R., et al. Evaluation of the antimicrobial, antioxidant and physicochemical properties of Poly (Vinyl chloride) films containing quercetin and silver nanoparticles. Lwt, 2019, 101: 491-498.

• Brito D.C., Sabrina, Et Al. A Comprehensive Approach to The SiO2/Ag Nanoparticles’ Interaction on Polyvinyl Chloride Films and The Effects of Antimicrobial Activity. Brazilian Journal of Physics, 2023, 53.4: 111.

• Brody, A.; Strupınsky, E. R.; Klıne, L. R. Odor Removers. Active Packaging for Food Applications. Lancaster, Pa.: Technomic Publishing Company, Inc. P, 2001, 107-17.

• Cheng, Qilin, et al. Surface-modified antibacterial TiO2/Ag+ nanoparticles: Preparation and properties. Applied Surface Science, 2006, 252.12: 4154-4160.

• Chen, X., Li, C., Zhang, L., Xu, S., Zhou, Q., Zhu, Y., & Qu, X. (2004). Main factors in preparation of antibacterial particles/PVC composite. China Particuology, 2(5), 226-229.

• Cushen M., Kerry J., Morris M., Cruz-Romero M., Cummins E., Migration and exposure assessment of silver from a PVC nanocomposite, Food Chemistry 139 (2013) 389–397.

• Dehghania S., Peighambardousta V, S., Peighambardoustb J., Hosseinic S. V., Regenstein J. M., Food Packag. Shelf Life. 2019, 22, 100391.

• Dey A and Neogi S, Oxygen scavengers for food packaging applications: A review. Trends Food Sci Technol 90:26–34 (2019).

• Dobrucka R., Cierpiszewski R., Active and intelligent packaging food research and development- A review Polish Journal of Food and Nutrition Science, 64 (1) (2014), pp. 7-15.

• Fernández-Argüelles, M.T., Costa-Fernández, J.M., Pereiro, R., Sanz-Medel, A., 2010. Organically modified quantum dots in chemical and biochemical analysis. In: Rurack, K., Martínez-Máñez, R. (Eds.), The Supramolecular Chemistry of Organic–Inorganic Hybrid Materials. John Wiley & Sons, Hoboken, NJ, USA, pp. 377–403.

• Hazer, S., Aytaç, A. Monitoring Food Quality‐Effect of Curcumin İn The Development Of Polyethylene/Thermoplastic Starch Based Smart Packaging. Journal Of Vinyl and Additive Technology, 2023, 29.5: 826-839.

• Köker H.S, Pe-sodyum kazeinat ve pe-kitosan karışımlarından biyobozunur film eldesi ve değişik plastikleştirici ve uyumlaştırıcıların etkisinin incelenmesi, Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı, 2021.  

• Li X., Xing Y., Yunhong Jiang, Yulong Ding, Weili Li, Antimicrobial activities of ZnO powder-coated PVC film toinactivate food pathogens, International Journal of Food Science and Technology 2009, 44, 2161–2168.

• Majid I, Ahmad Nayik G, Mohammad Dar S and Nanda V, Novel food packaging technologies: innovations and future prospective. J Saudi Soc Agric Sci 17:454–462 (2018).

• Matan N, Rimkeeree H, Mawson AJ, Chompreeda P, Haruthaithanasan V, Parker M, (2006), Antimicrobial activity of cinnamon and clove oils under modified atmosphere conditions. Int J Food Microbiol 107:180–185.

• Özdemir, M., Floros, J.D., 2003. Film composition effects on diffusion of potassium sorbate through whey protein films. J. Food Sci. 68, 511–516.

• Özdemir E., Orkan Ucar I., Akay R.G., Aytac A., The effect of Ag, ZnO, and CuO nanoparticles on the properties of the compatibilized polyethylene/thermoplastic starch blend films, J Vinyl Addit Technol.2021;27:543–554.

• Padgett, T., Han, I.Y., Dawson, P.L., 1998. Incorporation of food-grade antimicrobial compounds into biodegradable packaging films. J. Food Prot. 61,1330–1335.

• Realini CE and Marcos B, Active and intelligent packaging systems for a modern society. Meat Sci 98:404–419 (2014).

• Richard, Kirwan M. “Food and Beverage Packaging Technology”, Food and beverage packaging technology. John Wiley & Sons, 2011.

• Rooney, M. L. Overview of Active Food Packaging. In: Active Food Packaging. Boston, Ma: Springer Us, 1995. P. 1-37.

• Samelis, J., Sofos, J.N., 2003. Organic acids. In: Roller, S. (Ed.), Natural Antimicrobials for the Minimal Processing of Foods. Woodhead Publishing Limited, Cambridge, pp. 98–132.

• Satya VK, Radhajeyalakshmi R, Kavitha K, Paranidharan V, Bhaskaran R, Velazhahan R (2005) In vitro antimicrobial activity of zimmu (Allium sativum L., Allium cepa L.) leaf extract. Arch Phytopathol Plant Protect 38:185–192.

• Shahrima M., et al. Polyvinylchloride coated with silver nanoparticles and zinc oxide nanowires for antimicrobial applications. Materials Letters, 2019, 249: 108-111.

• Soltani Firouz M, Mohi-Alden K and Omid M, A critical review on intelligent and active packaging in the food industry: research and development. Food Res Int 141:110113 (2021). 

• Wheeler R.N., Poly (vinyl chloride) processes and products. Environ. Health Perspect., 123-128 (1981).

Cansel ÖZYÜREKLİ 1,2, Seda HAZER 1,2, Ayşe AYTAÇ 2,3

1 İLKA Plastik, Kimya Mühendisliği

2 Kocaeli Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü

3 Kocaeli Üniversitesi, Polimer Bilimi ve Teknolojisi Bölümü

Reklam Alanı

Reklam Alanı

Reklam Alanı

Reklam Alanı