ECOSYNTHESIS OF FUNCTIONALIZED NANOSTRUCTURES FROM FOOD SOURCES AND ASSESSMENT OF THEIR BIOACTIVITIES IN FOOD PRODUCTS

Abstract

Bu çalışma, gümüş nanopartiküllerinin (AgNP’ler) ekolojik olarak sentezlenmesini göstermek amacıyla vişne (Prunus cerasus L.) posasından elde edilen özütün indirgeme maddesi olarak kullanımını araştırmaktadır. Sentez süreci; pH (5–8,5), reaksiyon süresi (1–35 dakika) ve sıcaklık (55–90°C) gibi faktörler optimize edilerek yürütülmüştür. Bu parametreler, AgNP’lerin boyutunu, şeklini ve kararlılığını önemli ölçüde etkilemiştir. En küçük nanopartikül boyut dağılımı (58 nm), 464 nm dalga boyunda belirgin bir emilim tepe noktası (0,94) gösteren S6 örneğinde elde edilmiştir. Optimum sentez koşulları pH 7,5, 80°C sıcaklık ve 30 dakikalık reaksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Bu örnek karakterize edilmiş ve nanokompozit film sentezi için seçilmiştir. Film üretimi için, nişasta esaslı filmlere AgNP’ler (%1, %2, %3 ve %4) dahil edilerek nişasta-gümüş nanokompozit (St-AgNC) filmleri üretilmiştir. Gliserol ve polietilen glikol plastikleştirici olarak kullanılmıştır. Bu nanokompozit filmler, 4°C'de saklanan çilek ve mantarlar için biyobozunur gıda ambalajı olarak tasarlanmıştır. Filmler, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve UV-Vis spektroskopisi kullanılarak karakterize edilmiştir. FTIR analizi, nişasta matrisinin gliserol ve AgNP’ler ile karıştırıldıktan sonra yapısal değişikliklere uğradığını göstermiştir. AgNP’lerin eklenmesiyle filmlerin esnekliği artmıştır. SEM görüntüleri, %4 AgNP içeren filmlerin düzgün bir yüzeye sahip olduğunu ortaya koymuştur. St-AgNC filmlerinin antibakteriyel aktivitesi Staphylococcus aureus, Escherichia coli ve Candida albicans üzerinde test edilmiştir. %4 AgNP içeren film (S4), sırasıyla 23.43 ± 2.05 mm, 20.65 ± 1.74 mm ve 15.82 ± 1.23 mm’lik inhibisyon bölgeleri göstererek güçlü antibakteriyel ve antifungal etki sergilemiştir. Antioksidan testleri, maksimum radikal temizleme aktivitesinin (%90,7) yaklaşık 20 dakika içinde %3 ve %4 AgNP içeren filmler için gerçekleştiğini ve AgNP’lerin yüksek antioksidan kapasitesini doğruladığını göstermiştir. Kalınlık ölçümleri, AgNP konsantrasyonunun film özelliklerini önemli ölçüde etkilediğini ortaya koymuştur. Film kalınlıkları kontrol (yalnızca nişasta), %1, %2, %3 ve %4 AgNP içeren filmler için sırasıyla 0.25, 0.22, 0.20, 0.18 ve 0.35 mm olarak belirlenmiştir. Kolorimetrik analiz, AgNP’lerin filmlerin renk özelliklerini büyük ölçüde etkilediğini, ancak nişasta içeriğinin pigmentasyon üzerinde bir etkisi olmadığını göstermiştir. Parlaklık parametresi (L*), AgNP konsantrasyonu ile negatif bir korelasyon göstermektedir. Nanokompozit filmlerin gıda paketleme uygulamalarındaki etkinliği, ağırlık kaybı metodolojisi kullanılarak değerlendirilmiştir. 4°C’de depolama sırasında kaplama teknikleri, kaplanmamış örneklere kıyasla işlenmiş çilek ve mantarlarda ağırlık kaybını önemli ölçüde azaltmıştır. Sonuçlar, %3 ve %4 AgNP içeren St-AgNC filmleriyle kaplanmış çilek (3B4, 4B4) ve mantar (3C4, 4C4) örneklerinin hem kalite hem de görünüm açısından 14 günlük depolama süresince tazeliğini ve raf ömrünü uzattığını göstermektedir. Bu çalışma, vişne posasının gümüş nanopartiküllerinin sentezi için ilk kez kullanıldığına dair öncü bir araştırmadır.