Investigation of the Use of Pectin-Based Biodegradable Film Containing Moringa oleifera Lam. (Moringaceae) as an Alternative to Plastic Packaging

Öz

In this study, lemon peels were used in the production of pectin-based film; the mechanical, biodegradable, optical and food moisture content preservation properties of the films were increased by adding Moringa oleifera leaf extract. Microwave and classical extraction methods were used in the process of obtaining pectin, 20 g of lemon peel was sieved through a 500 μm sieve and extracted in a solution acidified with lemon salt (citric acid) at a pH of 2. Moringa oleifera plant leaves were mixed in 70% ethanol in a magnetic stirrer for 24 hours, filtered and extracted by removing the organic solution in a 70 °C rotary evaporator. Moringa oleifera plant leaves extract (MO) were added to the pectin-based films obtained by both methods at the rates of 0%, 5%, 10%, 15%, according to the total volume of the film solution. At the end of the study, it was determined that the pectin-based films obtained by the classical extraction method containing 15%MO according to the total volume of the film solution are as suitable for use as plastic packaging.

Anahtar Kelimeler

• Biodegradable film
• sustainable packaging
• Moringa oleifera
• food waste

Moringa oleifera Lam. (Moringaceae) İçeren Pektin Kaynaklı Biyobozunur Filmlerin Plastik Ambalajlara Alternatif Olarak Kullanımının Araştırılması

Öz

Bu çalışmada limon kabukları pektin kaynaklı film eldesinde değerlendirilmiş; elde edilen filmlere Moringa oleifera yaprak özütü eklenerek filmlerin mekaniksel, biyobozunurluk, optik ve gıda nem içeriğini koruma özelliklerinin artırılması sağlanmıştır. Pektinin elde edilme aşamasında mikrodalga ve klasik ekstraksiyon yöntemleri kullanılmış, 20’şer g limon kabuğu 500 μm ölçekli elekten geçirilerek, limon tuzu (sitrik asit) ile asitlendilirilmiş pH’ın 2 olduğu çözeltide ekstrakt edilmiştir. Moringa oleifera bitkisi yaprakları %70’lik etanolde manyetik karıştırıcıda 24 saat karıştırılmış, süzülmüş ve 70 °C dönerli buharlaştırıcıda organik çözeltisi uzaklaştırılarak ekstrakt edilmiştir. Moringa oleifera bitkisi yaprakları özütü her iki yöntemle elde edilen pektin kaynaklı filmlere, film çözeltisinin toplam hacmine göre %0, %5, %10, %15oranlarında ilave edilmiştir. Çalışmanın sonunda film çözeltisinin toplam hacmine göre %15MYÖ içeren klasik ekstraksiyon yöntemi ile elde edilen pektin kaynaklı filmlerin plastik ambalajlar kadar kullanıma elverişli olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Biyobozunur film
• sürdürülebilir ambalaj
• ekoloji
• Moringa oleifera
• atık gıda

Kaynakça

1. Al-Sahlany, G. S. (2017). “Production of bodegradable film from soy protein and essential oil of lemon peel and use it as cheese preservative”. Basrah Journal of Agriculture Sciences, 27-35. doi: 10.33762 / bagrs.2017.134099.
2. Baek, S. K., Song, K. B. (2018). “Characterization of Active Biodegradable Films Based on Proso Millet Starch and Curcumin”. 9-99. doi:10.1002/star.201800174.
3. Bahtimur, E. D. (2018). “Limon Kabuklarından Antimikrobiyal Özellikli Yenilebilir Film Üretimi ve Karakterizasyonu”. Yüksek lisans tezi, Hacettepe Üniversitesi. Ankara-Türkiye
4. Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (2020). “Türkiye’nin Gıda Kayıpları ve İsrafını Önlenmesi, Azaltılması ve Yönetimine İlişkin Ulusal Strateji Belgesi ve Eylem Planı”.
5. Cellat, K. (2011). “Bazı Endemik Bitkilerin Uçucu Yağ Bileşenlerinin Ekstrakte Edilmesi ve İçeriklerinin Araştırılması”. Yüksek lisans tezi, Ankara Üniversitesi. Ankara-Türkiye
6. Civelek, B. (2019). “Plastik Ekstrüzyon Tezgahında Polimer Malzeme Karakterizasyon Sisteminin Kurulması”. Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi. Ankara-Türkiye
7. Çelikel, A., Akın, M. B. (2017). “Yenilebilir Filmler ve Peynir Teknolojisinde Kullanımı”. Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi 7 (2/2): 50-58.
8. Dash, K., Afzal, A., Dipannita, M. (2019). “Thorough Evaluation of Sweet Potato Starch and Lemon-waste pection based-edible films with nano-titania incusions for food packaging applications”. International Journal of Biological, 449-458. doi:10.1016/j.ijbiomac

9. Dünya Doğayı Koruma Vakfı (WWF) (2018). “Plastik kapanından çıkış: Akdeniz’i Plastik Kapanından Kurtarmak”. Erişim adresi: https://www.wwf.org.tr/?7820/plastik-raporu Son Erişim Tarihi: 09.09.2021. Filgen Bioscience & Nanoscience. (2021).”Rel Assay Diagnostics”.
10. Galus, S., Uchański, P., Lenart, A. (2013). “Colour, mechanıcal propertıes and water vapour permeabılıty of pectın fılms”. Acta Agrophysica, 20(3): 375-384.
11. Greenpeace (2019). “Packaging away the Planet”. Erişim Adresi: https://www.greenpeace.org/usa/reports/packaging-away-the-planet-2019/ Son Erişim Tarihi: 25.12.2021
12. Greenpeace, T. (2020). “Türkite’de plastik atık ithalatı son 15 yılda 173 kat arttı”. Erişim Adresi: https://www.greenpeace.org/turkey/basin-bultenleri/turkiyede-plastik-atik-ithalati-son-15-yilda-173-kat-artti/ Son Erişim Tarihi: 18.10.2021
13. Güleşçi, N., İmdat, A. (2016). “Beslenmede Yer Alan Antioksidan ve Fenolik Madde İçerikli Çerezler”. Gümüşhane Üniversitesi Sağlık Bilimleri Dergisi, 109-125.
14. Güzel, M., Akpınar, Ö. (2017). “Turunçgil Kabuklarından Elde Edilen Pektinlerin Karakterizasyonu ve Karşılaştırılması”. Akademik Gıda, 17-28. doi: 10.24323/akademik-gida.304274
15. Güzel, M., Karapınar, Ö. (2017). “Turunçgil Kabuklarının Biyoaktif Bileşenleri ve Antioksidan Aktivitelerinin Belirlenmesi”. Dergipark, 153-167.
16. Ibrahima, F. I., Figen, K. (2019). “Moringa (Moringa oleifera) Bitkisinin Özellikleri”. 5.Uluslararası Öğrenci Sempozyumu Bildiriler Kitabı, 140-162.
17. José G.B Derraik. (2002). “The pollution of the marine environment by plastic debris: a review”. Marine Pollution Bulletin, 842-852. doi:https://doi.org/10.1016/S0025-326X(02)00220-5
18. Kahraman, M. U. (2015). “Plastik Ambalaj Atıklarından Yapı Malzemesi Üretimi”. Yüsek lisans tezi, Hacettepe Üniversitesi. Ankara-Türkiye
19. Karabulut, H., Şükrü, G. M. (2016). “Antioksidanlar”. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, 65-76.
20. Karakuş, E., Zehra, A. (2019). “Gıda Atıklarından Çevre Dostu Biyobozunur Ambalaj Malzemesi Üretimi”. The Journal of Food, 1008-1019. doi: 10.15237 / gida.GD19102
21. Kayaardı, S., Söbeli, C., Uyarcan, M., Uyanık, B. (2016). “Yenilebilir Ambalajlar”. 92-94.
22. Kayan, A., Küçük, A. (2020). “Plastik Kirliliğin Çevresel Zararları ve Çözüm Önerileri”. İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi 2 (22), 403-427.
23. Kılınç, M. , Tomar, O., Çağlar, A. (2017). “Biyobozunur Gıda Ambalaj Malzemeleri” . Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi , 17 (3) , 988-996. doi: 10.5578/fmbd.66307
24. Kodal, B. (2008). “Antioksidan Özellikteki Yenilebilir Filmlerin Sığır Kıymasının Oksidatif Stabilitesine Etkileri”. Yüksek lisans tezi, Ankara Üniversitesi. Ankara-Türkiye
25. Mohdaly, A. A., Sarhan, M. A., ve Smetanskaa, I. (2009). “Antioxidant Properties of Various Solvent Extracts of Potato Peel, Sugar Beet Pulp and Sesame Cake”. Society of Chemical Industry 218-226.
26. Özkök, G. K., Caba, Z. T. (2019). “Investigation of Biodegradable Coatings Produced from Three Different Protein Sources for White Cheese Packaging”. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi 23(1), 1-12. doi: 10.29050/harranziraat.408889
27. PAGEV. (2020). “Türkiye Plastik Sektör İzleme Raporu 2020/3”. Erişim adresi: https://pagev.org/turkiye-plastik-sektor-izleme-raporu-2020 Son Erişim Tarihi: 04.03.2022. Omnicalculator. (t.y.). “Plastic Footprint Calculator”. Erişim Adresi: https://www.omnicalculator.com/ecology/plastic-footprint#how-to-calculate-plastic-footprint Son Erişim Tarihi: 08.12.2021
28. PAGEV (t.y.) Plastikler Nasıl Üretilir?. Erişim adresi: https://pagev.org/plastik-nasil-uretilir Son Erişim Tarihi: 18.03.2022.
29. Resmi Gazete (2017). “Ambalaj Atıklarının Konrolü Yönetmeliği”. Erişim Adresi: https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2017/12/20171227-12.htm Son Erişim Tarihi: 18.01.2022.
30. Sabu, S., Ashita, T., S, S. (2020). “Chitosan and Lemon Peel Extract Coating on Quality and Shelf Life of Yellowfin Tuna (Thunnus albacares) Meat Stored Under Refrigerated Condition”. Indian Journal of Fisheries, 114-122. doi:10.21077 / ijf.2019.67.1.91361-15
31. Shih, M.-C., Chang, C.-M., Sue-Ming, K., Tsai, M.-L. (2011). “Effect of Different Parts (Leaf, Stem and Stalk) and Seasons (Summer and Winter) on the Chemical Compositions and Antioxidant Activity of Moringa oleifera”. International Journal of Molecular Sciences, 77-88. doi:10.3390/ijms12096077
32. Sıfır Atık. (t.y.). Sıfır Atık Erişim Adresi: https://sifiratik.gov.tr/organik-atik Son Erişim Tarihi: 14.02.2022.
33. Siripatrawan, U., Vitchayakitti, W. (2016). “Improving Functional Properties of Chitosan Films as Active Food Packaging by İncorporating with Propolis”. Food Hydrocolloids, 695-702. doi: 10.1016/j.foodhyd.2016.06.001
34. Söbeli, C., Uyarcan, M., Kayaardı, S. (2019). “Biyobozunur Ambalaj Materyallerinin Gıda Endüstrisinde Kullanımı”. Plastik & Ambalaj Teknolojisi 57-63.
35. T.C. Cumhurbaşkanlığı Strateji ve Bütçe Başkanlığı. (t.y.). “Sürdürülebilir Kalınma için Okyanusları, Denizleri ve Deniz Kaynaklarını Korumak ve Sürdürülebilir Kullanmak”. Erişim Adresi: http://www.surdurulebilirkalkinma.gov.tr/amaclari/surdurulebilir-kalkinma-icin-okyanuslari-denizleri-ve-deniz-kaynaklarini-muhafaza-etmek-ve-surdurulebilir-kullanmak/ Son Erişim Tarihi: 07.10.2021
36. T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı. (t.y). Moringa Kadın Çiftçi Projesi. Gaziantep İl Tarım ve Orman Müdürlüğü. Erişim Adresi: https://gaziantep.tarimorman.gov.tr/Link/31/Moringa-Kadin-Ciftci-Projesi Son Erişim Tarihi: 10.10.2021.
37. Temiz, H., Yeşilsu, A. F. (2006). “Bitkisel Protein Kaynaklı Yenilebilir Film ve Kaplamalar”. Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi, 41-50.
38. TMMOB Ziraat Mühendisleri Odasi (2020) Limon Raporu/2019 Erişim adresi: https://www.zmo.org.tr/genel/bizden_detay.php?kod=32342&tipi=17&sube=0 Son Erişim Tarihi: 02.02.2022.
39. Topal, M., Arslan Topal, I., Aslan, S. (2011). “Limon Kabuğu Kullanılarak Sulu Çözeltilerden Cu(II) giderimi”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 265-270.
40. Tural, S., Türker Sarıcaoğlu, F., Turhan, S. (2017). “Yenilebilir Film ve Kaplamalar: Üretimleri, Uygulama Yöntemleri, Fonksiyonları ve Kaslı Gıdalarda Kullanımları”. Akademik Gıda (15), 84-94. doi: 10.24323 / akademik-gida.306077
41. Turhan, İ., Nedim, T., Karhan, M. (2006). “Turunçgil Kabuk Yağlarının Elde Edilmesi ve Gıda Endüstrisinde Kullanımı”. Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi, 71-77. doi: 10.17216/Limnofish.42340
42. Xu, Y., Rehmani, N., Alsubaie, L., Kim, C., Sismou, E., Scales, A. (2018). “Tapioca Starch Active Nanocomposite Films and Their Antimicrobial Effectiveness on Ready to Eat Chicken Meat”. Food Packaging and Shelf Life, 86-91. doi: 10.1016/j.fpsl.2018.02.006