Akıllı ambalaj olarak kullanılmak üzere elektro üfleme yöntemi ile nanoliflerin üretimi ve karakterizasyonu
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Karabük Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu çalışmada, 2023'te Nobel Kimya Ödülü'ne konu olan karbon noktalar (CD'ler), biyoaktivite, toksik olmama, zararsızlık ve biyouyumluluk gibi özellikleriyle diğer birçok alanın yanı sıra aktif gıda paketleme alanı için de umut vaat eden malzemelerdir. Bu nedenle, son yıllarda CD’leri içeren kompozit filmler, gıda ambalajı uygulamaları için araştırılmaktadır. Ancak, bildiğimiz kadarıyla, film yapıları ile kıyaslandığında üstün özellikler gösteren nanofibröz matlara karbon noktaları eklenen herhangi bir çalışma yapılmamıştır. Bu çalışmada, atık malzeme olan kabak kullanılarak hidrotermal karbonizasyon yöntemiyle CD’ler üretilmiştir. Ardından, polivinil alkol (PVA) ve karboksimetil selüloz (CMC) karışımından, atık kabak karbon noktalarını (SPCD'ler) içeren kompozit nanofibröz matlar elektro-üfleme tekniği ile üretilmiştir. Sonuçlar, SPCD'lerin kondrosit hücreleri ve akciğer hücre tipleri üzerinde
çok düşük toksisite gösterdiğini ve bu nedenle SPCD'lerin gıda ambalajı uygulamalarında güvenle kullanılabileceğini ortaya koymuştur. SPCD'lerin nanofibröz matlara eklenmesi, antioksidan aktivitede, E. coli ve S. aureus'a karşı inhibe edici etkilerde ve mekanik dayanıklılıkta artışa yol açmıştır. Ceviz yağı üzerinde yapılan gerçek gıda denemeleri, SPCD'li kompozit nanofibröz matların, canlı bakteri sayısında büyük bir azalma ve lipit oksidasyonunda düşüş sağladığını, dolayısıyla ürünün dayanıklılığını artırdığını ortaya koymuştur. Ayrıca, bu nanofibröz matlar, 42. günün sonunda toprakta tamamen biyolojik olarak çözünmüştür. Bu nedenle, bu yeni kompozit nanofibröz matların, sürdürülebilir aktif gıda ambalajı için uygulanabilir bir gelecek sunduğu ve ambalaj endüstrisi için kapsamlı ve pratik bir çözüm önerdiği söylenebilir.
In this study, Carbon dots (CDs), which are the subject of the Nobel Prize in chemistry in 2023, are promising materials for the field of active food packaging as well as many other fields with properties such as bioactivity, non-toxicity, harmlessness, and biocompatibility. Therefore, in recent years, composite films containing CDs have been investigated for food packaging applications. However, as far as we know, no study has been carried out in which carbon dots are added to nanofibrous mats, which show superior properties compared to film structures. In this study, CDs were produced via hydrothermal carbonization from the waste material, the spent pumpkin. Then, composite nanofibrous mats from a blend of polyvinyl alcohol (PVA) and carboxymethyl cellulose (CMC), incorporating spent pumpkin carbon dots (SPCDs) were fabricated via the electro-blowing technique. Results showed that SPCDs performed very low toxicity on chondrocyte and lung cell types, indicating that SPCDs can be safely used in food packaging applications. Addition of SPCDs into nanofibrous mats led to increase in an antioxidant activity, inhibitory effects against both E. coli and S. aureus and mechanical strength. Conducting real food trials with composite nanofibrous mats, on walnut oils disclosed the large reduction in viable bacteria count and lipid oxidation, consequently extending the durability of the product. Also, these nanofibrous mats were completely degraded in the soil at the end of the 42nd day. Therefore, it can be said that this novel composite nanofibrous mats represent a viable future for sustainable active food packaging and offers a comprehensive and practical answer for the packaging industry.
In this study, Carbon dots (CDs), which are the subject of the Nobel Prize in chemistry in 2023, are promising materials for the field of active food packaging as well as many other fields with properties such as bioactivity, non-toxicity, harmlessness, and biocompatibility. Therefore, in recent years, composite films containing CDs have been investigated for food packaging applications. However, as far as we know, no study has been carried out in which carbon dots are added to nanofibrous mats, which show superior properties compared to film structures. In this study, CDs were produced via hydrothermal carbonization from the waste material, the spent pumpkin. Then, composite nanofibrous mats from a blend of polyvinyl alcohol (PVA) and carboxymethyl cellulose (CMC), incorporating spent pumpkin carbon dots (SPCDs) were fabricated via the electro-blowing technique. Results showed that SPCDs performed very low toxicity on chondrocyte and lung cell types, indicating that SPCDs can be safely used in food packaging applications. Addition of SPCDs into nanofibrous mats led to increase in an antioxidant activity, inhibitory effects against both E. coli and S. aureus and mechanical strength. Conducting real food trials with composite nanofibrous mats, on walnut oils disclosed the large reduction in viable bacteria count and lipid oxidation, consequently extending the durability of the product. Also, these nanofibrous mats were completely degraded in the soil at the end of the 42nd day. Therefore, it can be said that this novel composite nanofibrous mats represent a viable future for sustainable active food packaging and offers a comprehensive and practical answer for the packaging industry.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Aktif gıda ambalajı, Elektro-üfleme, Karbon noktaları, Polivinil Alkol, Karboksimetil selüloz, Nanofiberler., Active food packaging, Electro-blowing, Carbon dots, Polyvinyl alcohol, Carboxymethyl cellulose, Nanofibers.
