Elektro Üretim Yöntemiyle Sodyum Aljinat Ve Mısır Nişastası İçeren Nanolif Eldesine Etki Eden Faktörlerin İncelenmesi

Abstract

Nanobilim ve nanoteknoloji çağımızın en önemli araştırma ve uygulama alanlarından biri olarak hızla gelişmektedir. Başlıca elektronik, malzeme, tekstil ve ilaç sanayinde kullanımına yönelik çalışmaların yürütüldüğü bu teknolojinin gıda ve ziraat alanlarında da çeşitli uygulamaları öngörülmektedir. Gıdaların işlenmesi, yeni fonksiyonel ürünlerin geliştirilmesi, biyoaktif maddelerin taşınması ve kontrollü salınımı, patojenlerin tespiti, yeni paketleme ürünlerinin geliştirilerek raf ömrünün uzatılması gibi uygulamalar nanoteknolojinin potansiyel gıda uygulamaları arasında yer almaktadır. Protein, karbonhidrat ve yağ kaynaklı nanoparçacıklarla, gıda ürünlerine içerik, tekstür, aroma anlamında istenilen özelliklerin kazandırılması sağlanabilecektir. Polimer esaslı nanoliflerin üretimi için en etkin yöntem elektro üretim yöntemidir. Bu teknikte, polimer eriyik haline getirildikten veya uygun bir çözücüde çözüldükten sonra bir pompa yardımıyla besleme ucundan elektriksel alana fıskiye olarak verilir. Elektriksel alan besleme ucuna 50 kV’a kadar uygulanan yüksek gerilimle sağlanır. Sonuç olarak toplayıcı levhada biriken ağımsı yüzeyde çapları 30 nm’den 1 mikronun üzerindeki değerlere kadar değişen lifler elde edilir. Bu çalışmada elektro üretim yöntemiyle sodyum aljinat ve mısır nişastası içeren nanolif eldesine etki eden faktörler incelenmiştir. Elektro üretimde, besleme ve toplayıcı plaka arasındaki mesafe 9 cm, besleme debisi 3 ml/saat ve voltaj 28 kV olarak kullanılmıştır. Araştırma farklı polimer konsantrasyonlarında yapılmıştır. Çözeltilerin ve çözelti karışımlarının elektriksel iletkenlikleri ölçülmüştür. Besleme çözeltilerinin reolojik özellikleri ölçülüp K ve n değerleri hesaplanmıştır. Besleme çözeltilerinin ve bunlardan elde edilen liflerin ısısal özellikleri DTK termogramlarında incelenmiştir. Sodyum aljinat ve mısır nişastası içeren çözelti karışımlarından elektro üretim ile elde edilen nanoliflerin görüntüsü SEM ile çekilmiştir. Sonuç olarak elektro üretimle PVA ilavesi ile NaAlg ve MN’den nanolif elde edilebildiği görülmüştür. Çalışmada vizkozitenin önemli bir parametre olduğu, besleme çözeltileri ile bunlardan elde edilen nanoliflerin ısısal özelliklerinin birbirinden farklı olduğu belirlenmiştir. SEM’den elde edilen nanolif görüntülerinde NaAlg ve MN içeren nanoliflerin görüntüleri SEM lif çaplarının genel olarak 100 nm’nin altında olduğu görülmüştür. Bu çalışmadan elde edilen bulgularla elektro üretimle nanolif eldesinin istenilen şekilde ayarlanabileceği ve elde edilen nanoliflerin gıda alanındaki potansiyel uygulamalarının artacağı düşünülmektedir.

Nanoscience and nanotechnology are being the most important reserach and application areas. This technology has various applications primarily for electronic, computer, material, textile and drug industry, in beside of the potential food and agricultural applications. Food processing, development of novel functional foods, transport and controlled release of bioactive materials, detection of pathogens and extension of shelf-life by the improving of novel packaging materials are some of the potential food applications of nanotechnology. Protein, carbonhydrate and lipid based nanostructures can provide desired properties to food products in terms of content, texture and flavor. Electrospinning is one of the known technologies for nonofiber production. In this technique, the polymer is melted or dissolved by a proper solvent and placed in a small pipet-like glass container. Solution is given to the instrument by jet which has a small tip. Electrical area occurs by the help of 50 kV voltage to the tip. In this study, affecting factors on obtaining nanofibers with sodium alginate and corn starch via electrospinning was investigated. Electrical conductivity of feed solutions were measured, and also rheological properties was measured and modeled. Thermal properties of both feed solutions and their nanofibers were investigated and compared to each other. The distance between feed and plate was 9 cm, feed rate was 3 ml/hr and voltage was 28 kV. In research different polymer concentrations were used. In electrical conductivity measurements pure and mixed solutions were used, and every measurements repeated twice. Rheological properties was studied and K and n values were calculated. DTK thermogram was used to compare thermal properties of pure solutions and their nanofibers. SEM was used to display anofibers by optical zoom between 1000 and 50000 times. In conclusion, it was possible to produce nanofibers containing NaAlg or corn starch with the addition of PVA solution.In this research it has seen that viscosity is an important parameter during electrospinning and thermal properties of feed solutions and their nanofibers are different. SEM pictures are helpful to show that nanofibers’ diameter is generally under 100 nm. It may increase the applications of nanofibers in food area and also novel foods technologies.