Production of Biocomposite Packages from Natural SAPs and Investigation of Their Usability in Tomatoes

Yıl 2025, Cilt: 1 Sayı: 1, 40 - 50, 31.01.2025

Bilge Nur Yüce Ferat Topal

Öz

In this study, composite packages that prevent plastic pollution and maintain food integrity for a prolonged period were produced. Natural superabsorbent polymers, which absorb water molecules that cause spoilage or are formed during spoilage in these packages, were produced from lemon, grapefruit, and pomegranate peels, which are domestic or factory waste. These characterized super-absorbents were mixed with bioplastic. The composite plates were then subjected to a series of analytical tests, including degradation, water absorption, and durability assessments. The experimental setup involved the packaging of cherry tomatoes in the plates under study, with 3 distinct groups of plates being tested under ambient conditions over a period of 10 days. It was observed that the tomatoes in the control group, which were packaged in polystyrene, deteriorated on the 6. day. However, it was determined that the tomatoes stored in the bio-composite plates, which had been treated with super-absorbent polymers derived from lemon peel and grapefruit peel, remained stable and were safely stored for a period of 10 days.

Anahtar Kelimeler

Starch , Bioplastic , Super absorbent polymer , Biodegrability , Tomato

Etik Beyan

Bu çalışmada, “Yükseköğretim Kurumları Bilimsel Araştırma ve Yayın Etiği Yönergesi” kapsamında uyulması gerekli tüm kurallara uyulduğunu, bahsi geçen yönergenin “Bilimsel Araştırma ve Yayın Etiğine Aykırı Eylemler” başlığı altında belirtilen eylemlerden hiçbirinin gerçekleştirilmediğini taahhüt ederiz.

Doğal SAP’lardan Biyokompozit Paket Üretimi ve Domateste Kullanılabilirliğinin Araştırılması

Öz

Bu çalışmada plastik kirliliğini önleyen, gıdaların daha uzun süre bozulmadan kalmasını sağlayan kompozit ambalajlar üretilmiştir. Bu ambalajlarda bozulmaya neden olan veya bozulma sırasında ortaya çıkan su moleküllerini absorplayacak doğal süper emici polimerler evsel veya fabrika atığı olan limon, greyfurt ve nar kabuklarından üretilmiştir. Karakterizasyonu yapılan bu süper emiciler biyoplastik ile karıştırılmıştır. Üretilen kompozit tabakların bozunma, su emme ve dayanım testleri gerçekleştirilmiştir. Değerlerin birbirine yakın olmasından dolayı 3 deney grubu ile çeri domatesler paketlenmiş ve oda koşullarında 10 gün süre boyunca test edilmiştir. Kontrol grubu polistiren tabaktaki domateslerin 6. günde bozulduğu görülürken, limon kabuğu ve greyfurt kabuğundan elde edilen süper emici polimer katkılı biyokompozit tabaklarda gıdalar sağlam bir şekilde 10 gün saklandığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Nişasta , Biyoplastik , Süper emici polimer , Biobozunurluk , Domates

Kaynakça

• Referans1 Atalay, D., Türken, T., & Erge, H. S. (2018). Pektin; kaynakları ve ekstraksiyon yöntemleri. Gıda / The Journal of Food, 43(1), 1002–1018. https://doi.org/10.15237/gida.gd18089.
• Referans2 Annapoorani, S. G., Nivedha, R. B. ve Devi, S. Y. (2016). Development of disposable baby diaper with microencapsulated natural fragrance finish. International Journal of Applied Research, 2(7), 685 687.
• Referans3 Ao, Z., ve Jane, J. (2007). Characterization and modeling of the a- and b-granule starches of wheat, triticale, and barley. Carbohydrate Polymers, 67, 46 55.
• Referans4 Binici, H., Sevinç, A. H., Eken, M., & Demirhan, C. (2014). Mısır koçanı katkılı ısı yalıtım malzemesi üretimi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 29(2), 13–26. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.242831.
• Referans5 Finnie, S. M., Jeannotte, R., Morris, C. F. ve Faubion, J. M. (2010). Variation in polar lipid composition among near-isogenic wheat lines possessing different puroindoline haplotypes. Journal of Cereal Science, 51, 66 72.
• Referans6 Guilbert, S., Gontard, N. ve Cuq, B. (1995). Technology and applications of edible protective films. Packaging Technology and Science, 18, 339 346. https://doi.org/10.1002/pts.2770080607.
• Referans7 Imam, S. H., Cinelli, P., Gordon, S. H. ve Chiellini, E. (2005). Characterization of biodegradable composite films prepared from blends of poly (vinyl alcohol), cornstarch, and lignocellulosic fiber. Journal of Polymers and the Environment, 13(1), 47 55.
• Referans8 Kaçmaz, V., & Tiske İnan, S.S. (2023). Enzimatik çapraz bağlama yöntemiyle üretilen yenilebilir aktif protein kaplamanın taze tavuk kanat etlerinin raf ömrü üzerine etkisi [Yüksek Lisans Tezi, Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
• Referans9 Kitz, A. ve Dominguez-Villar, M. (2017). Molecular mechanisms underlying Th1-like Treg generation and function. Cellular and Molecular Life Sciences, 74(22), 4059 4075.
• Referans10 Kosuth, M., Mason, S. A. ve Wattenberg, E. V. (2018). Anthropogenic contamination of tap water, beer, and sea salt. PLOS One, 13(4), e0194970. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0194970.
• Referans11 Kuz, P. (2017). Nişasta bazlı biyoplastik malzemeler [Yüksek Lisans Tezi, Namık Kemal Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
• Referans12 Kyrikou, I. ve Briassoulis, D. (2007). Biodegradation of agricultural plastic films: A critical review. Journal of Polymers and the Environment, 15, 125 150.
• Referans13 Makroo, H. A., Naqash, S., Saxena, J., Sharma, S., Majid, D. ve Dar, B. N. (2021). Recovery and characteristics of starches from unconventional sources and their potential applications: A review. Applied Food Research, 1,100001.
• Referans14 Malinconico, M., Immirzi, B., Massenti, S., La Mantia, F. P., Mormile, P. ve Petti, L. (2002). Blends of polyvinyl alcohol and functionalized polycaprolactone: A study of the melt extrusion and post-cure of films suitable for protected cultivation. Journal of Material Science, 37, 4973 4978.
• Referans15 Mambrey, S., Schreiber, N. ve Schmiemann, P. (2022). Young students' reasoning about ecosystems:The role of systems thinking, knowledge, conceptions, and representation. Research in Science Education, 52, 1 20. https://doi.org/10.1007/s11165-020-09917-x.
• Referans16 Nagaswarna, R. (n.d.). Overview of disposable diaper parts and their purpose. Retrieved fromhttps://www.fibre2fashion.com/industryarticle/pdffiles/12/1124.pdf.
• Referans17 Navarro, A., Chang, E., Chang, P., Yoon, S. Y. ve Manrique, A. (2013). Separation of dyes from aqueous systemsby magnetic alginate beads. Trends in Chromatography, 8, 31–41.
• Referans18 Nithya, R., Mohanrasu, K. ve Arun, A. (2024). Agro-based bioplastic production and its application. InBiodegradable Polymers, Blends and Biocomposites (pp. 143–164). CRC Press.https://doi.org/10.1201/9781003304142.
• Referans19 Nunes, T. G., Guillot, G. ve Bordado, J. M. (2000). Low-, stray-field imaging and spectroscopic studies of thesodium polyacrylate water uptake. Polymer, 41(12), 4643–4649.
• Referans20 OECD. (2023). Global plastics outlook: Plastic waste collected for recycling (Edition 2022). OECD EnvironmentStatistics.
• Referans21 OECD, Food and Agriculture Organization of the United Nations. (2020). OCDE-FAO Perspectivas Agrícolas2020–2029. OECD.
• Referans22 OCDE-FAO Perspectivas Agrícolas; OECD: Paris, France, 2020. ISBN 978-92-64-41895-0.
• Referans23 Paulsen, E., Barrios, S. ve Lema, P. (2019). Ready-to-eat cherry tomatoes: Passive modified atmosphere packagingconditions for shelf life extension. Food Packaging and Shelf Life, 22, 100395.
• Referans24 Rao, A. V. ve Rao, L. G. (2007). Carotenoids and human health. Pharmacological Research, 55(3), 207–216.
• Referans25 Raji, Z., Khodaiyan, F., Rezaei, K., Kiani, H. ve Hosseini, S. S. (2017). Extraction optimization andphysicochemical properties of pectin from melon peel. International Journal of Biological Macromolecules, 98,709–716.
• Referans26 Sağdıç, S. (2023). Meşe ağacı palamudu nişastası bazlı antibakteriyel özelliğe sahip biyoplastik nişasta/halloysitnanotüp/karanfil esansiyel yağı ve biyoplastik nişasta/halloysit nanotüp/gümüş nanopartikül kompozitmateryallerin hazırlanması ve karakterizasyonu [Yüksek Lisans Tezi, Akdeniz Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
• Referans27 Tharanathan, R. N. (2003). Biodegradable films and composite coatings: Past, present, and future. Trends in FoodScience & Technology, 14, 71–78. https://doi.org/10.1016/S0924-2244(02)00280-7.
• Referans28 Tester, R. F., Karkalas, J. ve Qi, X. (2004). Starch-composition, fine structure and architecture. Journal of CerealScience, 39, 151–165.
• Referans29 Vilpoux, O. F. ve Santos Silveira Junior, J. F. (2023). Global production and use of starch. In Starchy CropsMorphology, Extraction, Properties and Applications (pp. 43–66). Elsevier. https://doi.org/10.1016/C2019-900584-4.
• Referans30 Ar, İ. ve Küçük, S. (2022). Süper emici polimer sentez yöntemleri ve uygulamaları. Aintelia Bilim Notları, 1(1),15–17.
• Referans31 Yakışık, H. (2020). Plastik atıklar ve sürdürülebilirlik: Türkiye’de plastik atık yönetimi. Giresun Üniversitesiİktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, 9(2), 36–55.