Reach Us +44-1477412632

Nanotechnology applications in foods-packagings and importance for seafoods

Göknur Sürengil, Berna Kılınç*

Ege Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi, Su Ürünleri Avlama ve İşleme Teknolojisi Bölümü, Bornova, İzmir

Corresponding Author:
Berna KILINÇ
Ege Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi
Su Ürünleri Avlama ve İşleme Teknolojisi Bölümü
35100, Bornova, İzmir -TÜRKİYE
Tel: (+90 232) 388 40 00-5230
Fax: (+90 232) 3747450
E-mail: [email protected]
 
Visit for more related articles at Journal of FisheriesSciences.com

Abstract

Nanotechnology 100 nanometer scale in a small and rapidly developing science and technology field. Each area of nanotechnology to create advanced products with new techniques, medicine, health, food, packaging materials and systems, pharmaceutical, electronic industries, such as benefits. Utilization of nanotechnology in the food sector to a limited extent useful and impor-tant, although still used. In recent years, studies worldwide food industry is seeking ways to exploit this technology the most. On the other hand more recently because of the increase in consumption of food, fresh food is prepared and to be resistant for a long time became a prio-rity and has focused on these issues. Especially in terms of food quality and shelf life of pro-cessed meat and fishery products and packing of fresh fruits and vegetables are underway. Na-notechnology in the food industry creates new food and intelligent packaging systems. Especi-ally recently developed edible films, antimicrobial packaging, biodegradable materials, such as technological systems nanosensörler food safety and shelf life can be controlled. Nanofood technology is gaining increasing importance in the world although precise information be ob-tained about the effects on public health and the environment. In this article, nanotechnology, and aquatic products industry has been compiled to date information about the fields and met-hods.

Özet:

Nanoteknoloji 100 nanometre ölçeğinden küçük boyutlarda gerçekleştirilen ve hızla gelişen bilim ve teknoloji alanıdır. Her alanda yeni tekniklerle gelişmiş ürünler yaratan nanoteknoloji; tıp, sağlık, gıda, paketleme materyalleri ve sistemleri, ilaç, elektronik gibi sektörlerde fayda sağlamaktadır. Gıda sektöründe nanoteknolojiden yararlanılması faydalı ve önemli olmasına rağmen hala sınırlı ölçüde kullanılmaktadır. Son yıllarda tüm dünyadaki çalışmalar gıda sana-yide bu teknolojiden en fazla yararlanma yolları arayışındadır. Diğer yandan son zamanlarda hazır gıdaların tüketimde artışın fazla olmasından dolayı gıdaların taze ve uzun süre dayanıklı olması önem kazanmış, bu konular üzerine yoğunlaşılmıştır. Özellikle gıdaların raf ömrü ve kalitesi açısından işlenmiş et ve su ürünleri ile taze meyve-sebzelerin ambalajlanmasında ça-lışmalar devam etmektedir. Nanoteknoloji ise gıda sanayide yeni gıda ve akıllı ambalaj sis-temleri yaratmaktadır. Özellikle son dönemde geliştirilen yenilebilir filmler, antimikrobiyal paketlemeler, biyobozunur malzemeler, akıllı ambalajlama, nanokopozit ambalajlar, nanosen-sörler gibi teknolojik sistemlerle gıdaların güvenliği ve raf ömrü kontrol altına alınabilmekte-dir. Dünyada nanogıda teknolojileri gittikçe önem kazanmakta olsa da halk sağlığı ve çevre üzerine etkileri hakkında kesin bilgiler edinilememiştir. Bu makalede nanoteknoloji ve su ürünleri sektöründe kullanılan alanlar ve yöntemler hakkında güncel bilgiler derlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Nanoteknoloji, Su ürünleri, Nanogıda, Nanokompozitler

Keywords

Nanotechnology, aquaculture, nanocomposite, nanofood

Giriş

Nanoteknoloji maddeler üzerinde 100 nano-metre ölçeğinden küçük boyutlarda gerçekleşti-rilen işleme, ölçüm, tasarım, modelleme ve dü-zenleme gibi çalışmalarla maddeye atom ve mo-lekül seviyesinde gelişmiş veya tamamen yeni fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikler kazan-dırmayı hedefleyen bilim ve teknoloji alanıdır (Tarhan ve ark., 2010). Nanoteknoloji genel ola-rak yeni ve hızla gelişen bir saha olarak görül-mektedir. Bunlar; üretim, işleme, cihaz ve sistem yapıların uygulamasında şekil ve boyut olarak nanometre ölçeğinde olması anlamına gelmekte-dir (Bouwmeester ve ark., 2008). Şimdiye kadar yürütülen nanoteknoloji araştırmalarının çoğu elektronik, ilaç ve otomasyon sektöründe olmuş-tur. Bu sektörlerden elde edilen bilgilerle nano-teknolojiyi gıda güvenliğindeki uygulamalar (ör. pestisitlerin ve mikroorganizmaların tespiti), çev-renin korunması (ör. su saflaştırma) ve nutrientle-rin dağıtımı gibi gıda ve tarım ürünlerinde kulla-nılmaya da adapte etmek mümkündür (Dursun ve Erkan, 2009). Ayrıca yeni tekniklerin gelişme-siyle beraber telaffuz edilmeye başlayan ‘nano-gıda’ tanımı nanoteknolojik teknikler veya aletler kullanarak yetiştirme, üretim, işleme veya gıda paketleme sırasında kullanılması olarak tanım-lanmaktadır (Joseph ve Morrison, 2006). Bunlar-dan başka son dönemlerde nanoteknolojinin gıda endüstrisindeki uygulama alanlarından biri de gıdaların besin öğelerince zenginleştirilmesi ve yeni ürün geliştirilmesidir. Mikro besin öğeleri-nin kendi doğal özellikleri (fizikokimyasal) ve diğer besin öğeleriyle veya bileşenlerle etkile-şimleri biyoyararlılıklarını etkileyebilmektedir. Bu sayede nanoteknoloji ile, besin öğelerinin, proteinlerin ve antioksidanların vücudun spesifik bölgelerine ve hücrelerine daha etkili ve verimli ulaşması sağlanarak bu bileşenlerin etkinliği ve biyoyararlılığı arttırılmaktadır (İlyasoğlu ve El., 2010).

Çabuk bozulan gıdaların raf ömürleri atmosfe-rik oksijenin kimyasal etkisi ile aerobik mikroor-ganizmaların gelişimi ile oluşmaktadır. Bu fak-törlerin her biri tek başına veya birbiri ile bağ-lantılı olarak renk, tat ve kokuda değişiklikler meydana getirerek gıdaların kalitesinde bozul-maya neden olurlar (Kılınç ve Çaklı, 2001). Gı-daların bozulmasını geciktirmek amacıyla yapı-lan soğukta muhafaza tekniklerinin yanında am-balajlama tekniklerinin de uygulanması gıdaların tazeliklerinin daha uzun süre korunmasını sağla-maktadır (Kılınç ve Çaklı, 2004). Bu bozulma etmenlerine karşı gıdaların modifiye atmosferde paketlenmesi (MAP) veya vakum ambalajlama uygulamaları ile oksijenin etkisi kısmen önlen-mektedir. Ancak bu sistemlerle oksijen tamamen uzaklaştırılamaz, ayrıca paket malzemesinde bu-lunan ve dışarıdan gıdaya geçen oksijen etkisiz hale getirilemez (Sürengil, 2010). Tüketici istek-leri ise gıdanın ilk tazeliğini koruyacak ve gıdaya daha az korucu madde ile raf ömrünü artırıcı metotların geliştirilmesi yöndedir (Han, 2000). Bu amaçla yapılan paketleme metotlarından biri; aktif/akıllı paketleme sistemidir. Bu metotla de-ğişen tüketici istekleri, pazar koşulları yanı sıra sağlıklı olması göz önüne alınarak geliştirilmiştir (Floros ve Phelps, 1997). Aktif paketleme tek-nolojisinde gıda, ambalaj materyali ve çevre at-mosferi arasındaki ilişkiye göre dizayn edilmiştir. Bu sistemde paketleme materyali bariyer özelli-ğinin yanında oksijen ve etilenin tutulması, CO2 tutulması veya dışarı verilmesi, nemin düzenlen-mesi, antimikrobiyal paketleme, antioksidan ve aromanın korunması özelliklerine göre yapılmış-tır (Vermeiren ve diğ., 1999). Ayrıca paket ma-teryalinin içerisine bazı nano katkı maddelerinin eklenmesi ile ambalaj içerisindeki atmosferin ak-tif olarak değişimi sağlanmakta ve bozunma re-aksiyonları azaltılarak gıdanın raf ömrü uzatıl-makta, gıda güvenliği ve duyusal özellikleri ko-runmaktadır, ürün ve çevre etkileşim içindedir (Brody, 1990). Tablo 1’ de bazı aktif ambalaj sistemleri ve gıdalar da uygulama alanları veril-miştir (Vardin ve Gamlı, 2006).

fisheriessciences-Active-packaging

Tablo 1. Aktif/Akıllı ambalaj sistemleri ve gıdalarda kullanım alanları.
Table 1. Active packaging systems and uses of foods.

Nanomakineler kullanarak moleküler gıdalar yaratma düşünceleri olmasına rağmen, bu yakın gelecekte gerçekleşecek bir durum değildir. Bu gibi teknolojik hedeflerin bazılarının gerçekleş-mesine uzun zaman olmasına rağmen şu an içinde zaten gıda ambalaj sektörü üretimde na-noteknoloji içermektedir (Joseph ve Morrison, 2006). Nanoteknoloji yeni gıda ve yeni ambalaj ürünleri yaratma potansiyeline sahiptir. Nanotek-nolojik paketleme, nanoteknolojik gıdaya göre daha az sorunlu olarak değerlendirilmektedir. Yeni gıda paketleme teknolojisi; nanoteknoloji kullanılarak veya nanoparçacıklar ekleyerek ge-liştirilebilmektedir. Bunun yanında gıda ürünle-rini güvenli bir şekilde yemek ve tüketiciyi uyarmak amacıyla ambalaja gömülü nanosen-sörler ile güçlü mekanik ve termal performansa sahip paketler kullanılabilecektir. Aynı zamanda nanoteknoloji, sağlıklı gıdalar üretmek için de kullanılabilecektir. Fonksiyonel gıdalarda kulla-nılacak taşıyıcı sistemler gıda maddelerinin be-lirli yerlerinde tesir göstererek gıda güvenliğini sağlayabilmektedirler (Siegrist ve ark., 2008). Yani sağlığa etki yapacak biyoaktif bileşenlerin ve nutrasötiklerin; etkinliğinin geliştirilmesi, çö-zünürlüğünün iyileştirilmesi, biyoarayışlılığın ve dayanıklılığının arttırılması ve kontrollü salı-nımlarının sağlanması gibi niteliklerin kazandı- rılması kuşkusuz halen dünyada büyük gelişme kaydeden fonksiyonel gıda üretimine büyük bir ivme kazandıracaktır (Boyacıoğlu, 2008). Gıda-larda nanoteknoloji uygulamalarında ise şu anki önemli odak noktası; nanoyapılı gıda maddeleri ve besin maddeleri ile besin bileşenlerinin vü-cuda taşıma sistemlerinin geliştirilmesidir (Cha-udhry ve diğ., 2008).

Nanoteknolojinin gıda ve gıda ambalaj uygu-lamaları üzerine potansiyel uygulamaları Şekil 1. de gösterilmiştir (Dursun ve ark., 2010).

fisheriessciences-food-packaging

Şekil 1. Nanoteknolojinin gıda ve gıda ambalajlama endüstrisindeki potansiyel uygulamaları.
Figure 1. Potential applications of nanotechnology in food and food packaging industries.

Nanoteknolojinin paketleme sistemleri saye-sinde;

• Paketleme malzemelerine gümüş, titan-yum oksit gibi çeşitli nanoparçacıkların eklenerek malzemenin geçirgenlik özel-liğinin modifiye edilmesi, ambalajın gıda ile temas eden yüzeyine oksijen absorp-layan özellik kazandırılarak anaerobik ortam yaratılması ve böylelikle antimik-robiyel ve antifungal yüzeyler oluşturul-ması sağlanmaktadır.

• Çeşitli nanokompozitler kullanarak paketleme malzemelerinin oksijen ve karbondioksit geçirgenliklerinin sınırlan-dırılarak, kötü kokuların bloke edilip ürünün tazeliğinin korunması ve raf öm-rünün artırılması sağlanmaktadır (Tarhan ve ark., 2010).

Gıdanın tazeliği, gıdanın en temel kalite göster-gesidir. Örneğin balık en zor taze tutulan gıdalar-dan bir tanesidir. Balığı aldığınız zaman gözle-rinden, diriliğinden, renginden tazeliğini belki anlayabilirsiniz ancak kesilmiş ve paketlenmiş balıkta işiniz oldukça güçtür. Ambalaj üreticileri gıdayı daha uzun süre taze tutmak üzerinde çalı-şırken, tüketiciler ise gıdanın tazeliğini paketi açmadan görmeyi istemektedir. Günümüzde ya-pılan çalışmalar her ikisinin de nanoteknoloji ile mümkün olabileceğini göstermektedir (Çeliker, 2006). Bu bakımdan gıda kalitesinin iyileştiril-mesi ve raf ömrünün uzatılması konusunda na-noteknoloji uygulamaları ümit vericidir. Örneğin çoklu doymamış yağ asitleri nedeniyle oksidas-yon reaksiyonlarına son derece duyarlı olan balık yağında oksidasyon, antioksidan olarak kullanı-lan alfa-tokoferolün kapsüllenmesi ile sütte acı-laşmaya yol açan oksidasyon reaksiyonları lipo-zomal fosvitin ile azaltılabilmektedir. Ayrıca nano tanecik boyutlarındaki emülsiyonların vis-kozitesi çok farklı olabilir. Bu emülsiyonların çok düşük konsantrasyonlarda daha viskoz özel-likte olması, özellikle yağ miktarının daha azal-tılmasına olanak vererek düşük kalorili ürünlerin geliştirilmesi için bir potansiyel yaratmaktadır (Boyacıoğlu, 2008).

Nanoparçacık ilavesi ile elde edilen nano-kompozit filmler (nanokompozitler) meyve-sebze, et ve et ürünleri, deniz ürünleri ve şeker-leme sektöründe geniş kullanım alanı bulmakta-dır (Şahin ve Bayizit, 2008). Nanokompozitler; kompozit (bileşik) güçlendirme, bariyer özellik-leri, alev direnci, elektro-optik özellikleri geliş-tirme, kozmetik uygulamaları, bakterici öldürücü özellikleri de dahil olmak üzere çok farklı özel-likleri mevcuttur (Paul ve Robeson, 2008).

Nanoteknoloji gıda ambalajı için 3 farklı kategoride kullanılmaktadır (Ayyıldız, 2008):

1. Nanokomposit ambalaj malzemeleri

Son yıllarda yapılan araştırmalarda daha kü-çük boyutlardaki malzemeler daha büyük ölçüde kontrol edilebilir olduğunu göstermiştir. Nano-kompozit malzemelerin kullanımı mekanik ve oksidasyon stabilitesini sağlamakta ve birde bari-yer özelliklerini geliştirmektedir (Mahalik ve Nambiar, 2010). Polimerlere nanokompozitlerin ilavesinde ise ürünlerde esneklik, dayanıklılık, ısı/ nem stabilitesi, bariyer özellikleri, ışığa ve aleve direnç, güçlü mekanik ve ısıl performans ve gazlara karşı yüksek bariyer özellikleri sağlan-maktadır (Chaudhry, 2009). Plastik veya film içinde bulunan nanoparçacıklar oksijen, karbon-dioksit ve nemin gıdaya geçmesini önleyen, an-timikrobiyal özelliği olan önemli bir bariyer oluşturmaktadır. Bu amaçla kullanılan nanopar-çacıklar aynı zamanda malzemenin hafif, yırtıl-maz ve yüksek ısı dirençli olmasını sağlamakta-dırlar. Nanokompozit uygulamaları film, kap-lama, plastik şişe ve kap şeklide olabilmektedir. Özellikle et, peynir, balık, unlu mamuller, gazlı içecekler, meyve suları ve bira için kullanılmak-tadır (Joseph ve Morrison, 2006). Nanokompozit filmlerin gıda ürünlerindeki uygulamaları ise daha çok aktif/akıllı paketleme (antimikrobiyal filmler) ve yenilebilir film/kaplama teknolojisiyle kombine halde olmaktadır (Dursun ve ark., 2010).

2. Biyobozunur nanokomposit ambalaj malzemeleri

Nanoparçacıkların biyobozunur plastiklere entegre edilmesiyle farklı özelliklerde yeni mal- zemeler geliştirilmektedir (Sorrentino ve ark., 2007). Yani biyopolimer kaynaklı ambalajlama, ham madde olarak tarımsal ve su ürünleri orijinli ham maddelerin kullanıldığı ambalajlama olarak tanımlanmaktadır. Gıda ambalaj materyali üreti-minde önem taşıyan biyopolimerler üç grup al-tında toplanabilir. Kullanılan hammadde kayna-ğına göre polisakkarit, yağ ve protein filmler ol-mak üzere 3 ana grupta sınıflandırılabilir (Süren-gil, 2010). Nanoteknolojinin bu polimerlere uy-gulanması sadece özelliklerin gelişmesi için de-ğil, aynı zamanda düşük fiyat etkinliği için de yeni imkanlar yaratmaktadır (Sorrentino ve ark., 2007). Bu malzemelerin biyolojik bozunması, canlı organizmalar tarafından salgılanan enzimle-rin varlığında karbon içeren kimyasal bileşikleri ayrıştıran bir süreçtir. Hızlı bozulma sürecinde ise 3 gereksinim vardır. Bunlar sıcaklık, nem ve mikroorganizma türüdür (Mahalik ve Nambiar, 2010). Biyoplastiklerin farklı nanokompozit ma-teryallerden oluşturulması ve bozunması Şekil 2 de ifade edilmiştir (Sözer ve Kokini, 2009).

fisheriessciences-bionanocomposites

Şekil 2. Biyonanokompozitlerin oluşumu.
Figure 2. The formation of bionanocomposites.

3. Antimikrobiyal aktif özellikte ve akıllı nano ambalajlar

Gıdanın raf ömrünü artırabilmek için yapılan çalışmalarda ancak nanoteknoloji ile somut so-nuçlara ulaşabilmektedir. Nanoboyutlu malze-melerle üretilmiş ambalajlar “akıllı ambalajlar” olarak da tanımlanmaktadır. Bu yeni teknoloji hafif, koku ve hava geçirmeyen uzun süre tazeli-ğin korunduğu gıda ambalajlarının gelişimini sağlamıştır (Sürengil, 2010). Akıllı paketleme su ürünlerinde gıda güvenliğini, kaliteyi ve kolaylı-lığı geliştirmek için heyecan verici fırsatlar su-nan, ambalajlama bilimi ve teknolojisinin yeni bir branşıdır. Akıllı paketleme karar vermeyi ko-laylaştırmak için ambalajın iletişim fonksiyonunu kullanmaktadır (Dursun ve Erkan, 2009). Bazı nano metal veya metal oksitlerin polimerlere en-tegre edilmesiyle oluşan nanokompozit malze-meler antimikrobiyal özellik göstermektedir. Na-nopartiküllerin antimikrobiyal özelliklerinden faydalanılmaktadır. Bu malzemeler gıdalarda mikroorganizma gelişimini yavaşlatarak, raf öm-rünün uzun olmasını sağlamaktadırlar (Kankaya ve Seydim, 2009). Bunun yanında plastik içersine yerleştirilen nanosensorlerle gıdanın durumu iz-lenebilmektedir (Chaudhry, 2009). Gıda da geli-şen patojenleri renk değişimiyle belirtecek nano-sensörler üzerine çalışmalar da devam etmektedir (Kankaya ve Seydim, 2009). Gıda ambalajlanma-sında kullanılan sensörler ürünlerin tazeliğini, ürünlerde mikrobiyal bozulma olup olmadığını, oksidatif acılasmayı ve sıcaklığa bağlı değişme-leri göstermektedir. Kimyasal sensör ve biyosen-sör teknolojileri gıda paketleme uygulamalarında kullanımı son yıllarda hızla artmaktadır. Sensör-ler elektriksel, optiksel, termal ve kimyasal ola-rak sinyalleri algılamaktadırlar (Gök, 2007).

Nanoteknolojinin balıkçılık ve su ürünlerinde birden çok uygulama vardır. Nanoteknolojide kısa ve uzun vadede balıkçılık ve su ürünleri ye-tiştiriciliği alanlarını geliştirmeye yönelik uygu-lanabilecek olası alanlar şunlardır:

Nanoteknolojinin balıkçılık ve su ürünlerinde birden çok uygulama vardır. Nanoteknolojide kısa ve uzun vadede balıkçılık ve su ürünleri ye-tiştiriciliği alanlarını geliştirmeye yönelik uygu-lanabilecek olası alanlar şunlardır:

• Balıkçılık ve su ürünlerinin farklı yönle-riyle yeni malzemeler geliştirilmesi; ba-lıkçılık ve su ürünleri ağlarının antifou-ling (çürüme önleyici) olması, yetiştirici-lik tanklarının antibakteriyel maddelerle korunması, deniz ürünlerinin taşımacılığı ve raf ömrümün korunması için yeni pa-ketleme materyalinin oluşturulması, de-niz ürünlerin raf ömrü tespiti için yeni cihazların geliştirilmesi, vb. (Rainuzzo, 2009).

Nanoteknoloji sayesinde üretilen antimikrobi-yal ambalajlar, sentetik ve doğal antimikrobiyal ajanların bir polimerin içine katılmasıyla veya ambalajın yüzeyine kaplanmasıyla ya da küçük bir torbacıkla paketin içerisine bırakılmasıyla üretilmektedir. Antimikrobiyal paketleme mater-yalleri mikroorganizmaların logaritmik üreme periyodunu uzatmakta ve gıda güvenliğini sağla-yarak raf ömrünü uzatmak için mikroorganizma gelişimini baskılamaktadır. Antimikrobiyal film-lerin, yenilebilir film ve kaplamaların nanoparti-küller veya nanodolgularla birlikte, nano boyut-taki kompozitleri oluşturularak elde edilen ma-teryallerin, su ürünlerinin muhafazasında daha etkin koruma sağlayacağı görülmektedir (Dursun ve ark., 2010). Bunun yanında nanobiliminin prensipleri, sadece gıdanın stabilitesini geliştiren ambalajlama sistemini değil aynı zamanda gıda-lar da; hassas biyoaktifleri çevreden, depolama ile işleme sırasındaki istenmeyen etkileşimlerin-den koruyan bunların yaparken de gıdanın kalite-sini düşürmeyen ve sindirim sonrası vücut içeri-sinde gıdanın hedef bölgeye salınımını sağlayan bir enkapsülasyon sistemini de sağlamaktadır (İl-yasoğlu ve El., 2010).

Nanopartiküller veya nanoteknolojik cihazlar ile ürünleri taze tutarak depolama süresini uzat-mak için ambalaj malzemelerinde kullanılması veya dahil edilmesi beklenebilir. Bu tip uygulama yakın gelecek için gıda ve nanoteknoloji alanında en önemli gelişme olarak görülmektedir. Yapılan bir çalışmada gıda ambalaj malzemelerine dahil edilen nanopartiküllerin (ör: silikat nanoparti-külleri, nanokompozitler ve nano-gümüş, mag-nezyum ve çinko-oksit) ambalaj bariyer özellik-leri arttırdığı görülmüştür (Bouwmeester ve ark., 2008). Antimikrobiyel ambalajlamada, ambalaj materyali olarak plastik veya doğal polimerler (yenilebilirler) kullanılmaktadır. Yeni teknoloji yenilebilir veya yenilemeyen paketlemelerle, gı-dalarda mikrobiyal gelişimi engelleyebilmek için antimikrobiyal maddeler bir polimere katılarak kullanılmaktadırlar (Sürengil, 2010). Bu sistem-ler gıdadan ortama ya da ortamdan gıdaya oksi-jen, nem ve aroma maddelerinin geçişini sınırla-yıp, antimikrobiyal aktivite sağlayarak gıdaların raf ömrünü artırmaktadır (Ayana ve Turhan, 2009). En güncel olarak da gıdaların (özellikle et ürünleri) yüzeylerinde depolama sırasında nem kaybını sınırlayacak antimikrobiyal veya antiok-sidan içeren yenilebilir kaplamalar kullanılıp ge-liştirilmektedir. Bu sayede et yüzeylerinde depo-lama sırasında nem kaybını sınırlandırmak, ürünlerin satışı esnasında korunmasını sağlamak, oksidasyon oluşum oranını azaltmak, tat ve koku kaybını veya değişimini sınırlandırmak, yüzeyde mikrobiyal yükü azaltmakta önemli katkıları ol-maktadır (Quintavalla ve Vicini, 2002). Gıdala-rın korunmasında başka bir yöntem de emici petlere nanoteknoloji ile gümüş nanopartiküllerin emdirilmesi sayesinde iyi bir antimikrobiyal perspektif sunmaktadır. Nitekim yapılan çalış-malarla serbest gümüş iyonların E.coli ve S. au-reus karşı antimikrobiyal etkinlikleri doğrulan-mıştır (Fernández ve ark., 2009). Nanoteknoloji gıdalardaki uygulamalarıyla da; daha az yağ kul-lanımı, besin maddelerinin emiliminin güçlendi-rilmesi, gelişmiş ambalajlama, izlenebilirlik, gıda ürünlerinin güvenliği, yeni tatlar, dokular ve ko-kuların geliştirilmesi de dahil olmak üzere, gıda sektörüne bir dizi yeni avantajlar getirmeleri beklenmektedir (Chaudhry ve diğ., 2008).Nanopartiküller veya nanoteknolojik cihazlar ile ürünleri taze tutarak depolama süresini uzat-mak için ambalaj malzemelerinde kullanılması veya dahil edilmesi beklenebilir. Bu tip uygulama yakın gelecek için gıda ve nanoteknoloji alanında en önemli gelişme olarak görülmektedir. Yapılan bir çalışmada gıda ambalaj malzemelerine dahil edilen nanopartiküllerin (ör: silikat nanoparti-külleri, nanokompozitler ve nano-gümüş, mag-nezyum ve çinko-oksit) ambalaj bariyer özellik-leri arttırdığı görülmüştür (Bouwmeester ve ark., 2008). Antimikrobiyel ambalajlamada, ambalaj materyali olarak plastik veya doğal polimerler (yenilebilirler) kullanılmaktadır. Yeni teknoloji yenilebilir veya yenilemeyen paketlemelerle, gı-dalarda mikrobiyal gelişimi engelleyebilmek için antimikrobiyal maddeler bir polimere katılarak kullanılmaktadırlar (Sürengil, 2010). Bu sistem-ler gıdadan ortama ya da ortamdan gıdaya oksi-jen, nem ve aroma maddelerinin geçişini sınırla-yıp, antimikrobiyal aktivite sağlayarak gıdaların raf ömrünü artırmaktadır (Ayana ve Turhan, 2009). En güncel olarak da gıdaların (özellikle et ürünleri) yüzeylerinde depolama sırasında nem kaybını sınırlayacak antimikrobiyal veya antiok-sidan içeren yenilebilir kaplamalar kullanılıp ge-liştirilmektedir. Bu sayede et yüzeylerinde depo-lama sırasında nem kaybını sınırlandırmak, ürünlerin satışı esnasında korunmasını sağlamak, oksidasyon oluşum oranını azaltmak, tat ve koku kaybını veya değişimini sınırlandırmak, yüzeyde mikrobiyal yükü azaltmakta önemli katkıları ol-maktadır (Quintavalla ve Vicini, 2002). Gıdala-rın korunmasında başka bir yöntem de emici petlere nanoteknoloji ile gümüş nanopartiküllerin emdirilmesi sayesinde iyi bir antimikrobiyal perspektif sunmaktadır. Nitekim yapılan çalış-malarla serbest gümüş iyonların E.coli ve S. au-reus karşı antimikrobiyal etkinlikleri doğrulan-mıştır (Fernández ve ark., 2009). Nanoteknoloji gıdalardaki uygulamalarıyla da; daha az yağ kul-lanımı, besin maddelerinin emiliminin güçlendi-rilmesi, gelişmiş ambalajlama, izlenebilirlik, gıda ürünlerinin güvenliği, yeni tatlar, dokular ve ko-kuların geliştirilmesi de dahil olmak üzere, gıda sektörüne bir dizi yeni avantajlar getirmeleri beklenmektedir (Chaudhry ve diğ., 2008).

Nanoteknoloji, gıda ambalajında birçok avantaj sağlamaktadır, bununla birlikte etik ilke-ler çevresinde kullanılması gerekmektedir. Toksi-site çalışmaları nanopartiküllerin insan sağlığı üzerine zararlı etkileri olabileceğini belirtmekle birlikte bu konuda birçok belirsizlik bulunmakta-dır. Yasal düzenlemelerde eksiklik olmasına rağmen, şu anda piyasada nanoteknoloji ürünü olan birçok ürün bulunmakta ve ürün çeşitliliği-nin yakın gelecekte hızla artması beklenmektedir. Nanopartikül içeren ambalaj malzemelerinin gı-dalarda kullanımına yönelik migrasyon özellik-leri hakkında bilgi henüz mevcut değildir (Ayyıl-dız, 2008). Nanoteknoloji kökenli gıda ve sağlıklı gıda ürünleri dünya çapında yayılmakta, buna ilave olarak besin maddeleri ve gıda ile temas eden malzemeler içeren taşıyıcılar, çeşitli gıda maddeleri ve katkı maderleri bazı ülkelerde kul-lanılmaktadır. Avrupa da gıda sektöründeki uy-gulamaların şu anki seviyesi bir ilk aşamasında olmasına rağmen, önümüzdeki yıllarda daha yay-gın ve daha fazla ürünün AB’ de sunulması bek-lenmektedir (Chaudhry ve diğ., 2008).

Sonuç

Nanoteknolojik ambalajlar gıda sektöründe birçok avantaj sağlamaktadır. Nanoteknoloji, ürünlerin daha ucuz üretimini sağlarken daha da-yanıklı hale getirmektedir. Gıdaların ise kalitesini uzun süre korurken çevreye etkileri petrol esaslı plastiklere göre daha az olmaktadır. Bundan do-layı yeni geliştirilen bu ambalajlar üzerinde ça-lışmalar artmıştır. Fakat kullanımları henüz yay-gınlaşmamıştır. Bununla birlikte nanoteknoloji paketleme alanında yenilikçi malzemeler üretme eğilimindedir. Uygun gıdalar için uygun nano-parçacıkların ilave edilmesiyle mekaniksel, ter-mal ve bariyer özellikleri daha güçlü olacaktır. Bu yüzden en çabuk bozulan ürünler olarak su ürünlerinde dayanıklı ve koruyucu ambalaja ihti-yaç gün geçtikçe artmış olsa da bu yeni teknoloji ambalajlar ülkemizde henüz kullanılmamaktadır. Ancak su ürünleri yetiştiriciliği ve işlenmiş ürünlerin paketlenmesi üzerine yapılan çalışmalar ve projeler ileriki zamanlarda bu sektörde kulla-nımın gelişeceğini göstermektedir. Bunun yanı sıra yeni geliştirilen nanopartiküllerle zenginleşti-rilmiş gıda maddeleri üzerine ilgi artmakta, ça-lışmalar bu yönde de ilerleme göstermektedir. Nanoteknoloji kökenli gıdalar ve ambalaj mal-zemelerinden doğacak zararlar ve riskler büyük ölçüde bilinememektedir. Yasal ve bilimsel açı-dan eksiklikler ilerleyen zamanlarda yapılan ça-lışmalarla giderilecektir.

Kaynaklar

Ayana, B., Turhan, K.N., (2009). Use Of Antimicrobial methylcellulose films to control Staphylococcus Aureus during storage of kasar cheese, PackagingTechnology and Science, 22(8): 461-469. doi:10.1002/pts.870

Bouwmeester, H., Dekkers, S., Noordam, M.Y., Hagens, W.I., Bulder, A.S., Heer, C.D., Ten Voorde. S.E.C.G., Wijnhoven, S. W. P., Marvin, H.J.P., Sips, A.J.A.M., (2009). Review of health safety aspects of nanotechnologies in food productio, Regul Toxicol Pharmacol, 53(1): 52–62. doi:10.1016/j.yrtph.2008.10.008

Boyacıoğlu, D., (2008). Nanoteknoloji ve gıda sistemlerine uygulamaları-süper gıdalara doğru bir yol haritası mı? http://www.utb.org.tr/makaleler/nanoteknoloji-ve-gida-sistemlerine-uygulamalari-super-gidalara-dogru-bir-yol-haritasi-mi.html

Brody A.L., (1990). Active Packaging, Food En-gineering, 62(4): 87-92.

Chaudhr, Q., (2009). Nanotechnology for food applications: current status and consumer safety concerns, 2009 Aaas Annual Meeting: Nanofood For Healthier Living?, Chicago 16 February 2009.

Chaudhry, Q., Scotter, M., Blackburn, J., Ross, B.,Boxall, A., Castle, L., Aitken, R., Watkins, R., (2008). Applications and implications of nanotechnologies for the food sector, Food Additives & Contaminants, 25(3): 241-258. doi:10.1080/02652030701744538

Çeliker, G., (2006). Nanotechnology in packaging ındustry and ıts applications. Yaşar Paint And Chemical Group, 8.

Dursun, S., Erkan, N., (2009). Yenilebilir Protein filmler ve su ürünlerinde kullanımı, Journal of FisheriesSciences.com, 3(4): 352-373. doi:10.3153/jfscom.2009040

Dursun, S., Erkan, N., Yeşiltaş, M., (2010). Doğal biyopolimer bazlı (biyobozunur) nanokompozit filmler ve su ürünlerindeki uygulamaları, Journal of FisheriesSciences.com, 4(1): 50-77. doi:10.3153/jfscom.201006

Fernández, A., Soriano, E., López-Carballo, G., Picouet, P., Lloret, E., Gavara, R., Hernández-Muñoz, P., (2009). Preservation of aseptic conditions in absorbent pads by using silver nanotechnology, Food Research International, 42: 1105–1112.doi:10.1016/j.foodres.2009.05.009

Floros, J., Phelps, D., (1997). Pulmonary Surfac-tant. In: Yaksch Tl, Lynch C Iıı, Maze M, Biebuyck Jf, Saidman Lj, Eds. Anesthesia: Biological Foundations, New York: Lippin-cott-Raven: 1257-1279.

Gök, V., (2007). Gıda paketleme sanayinde akıllı paketleme teknolojisi, Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi, 1, 45-58.

Han, J.H., (2000). Antimicrobial Food Packaging, Food Technology, 54: 56-65.

İlyasoğlu, H., El, S.N., (2010). Nanoemülsiyonlar: Oluşumları, Yapıları Ve Kollodial Salınım Sistemleri Olarak Gıda Sektöründe Kullanım Alanları, Gıda, 35(2): 143-150.

Joseph, T., Morrison, M., (2006). Nanotechno-logy in agriculture and food, A Nanoforum Report, May., 1 -14.

Kankaya, T., Seydim, A. C., (2009). Gıda ambalajlamada nanoteknoloji uygulamaları. Ambalaj 2009 Sempozyumu, İzmir. 275-281.

Kılınç, B., Çaklı, Ş. (2001). Paketleme Tekniklerinin Balık ve Kabuklu Su Ürünleri Mikrobiyal Florası Üzerine Etkileri, Ege Üniversity Journal of Fisheries&Aquatic Sciences, 18(1-2): 279-291.

Kılınç, B., Çaklı, Ş. (2004). Su Ürünlerinin Modifiye Atmosferde Paketlenmesi, Ege Üniversity Journal of Fisheries&Aquatic Sciences, 21(3-4): 349-353.

Mahalik, N.P., Nambiar, A.N., (2010). Trends in food packaging and manufacturing systems and technology, Trends in Food Science & Technology, 21(3): 117-128. doi:10.1016/j.tifs.2009.12.006

Paul, D.R., Robeson, L. M., (2008). Polymer Na-notechnology: Nanocomposites, Polymer, 49(15): 3187-3204. doi:10.1016/j.polymer.2008.04.017

Quintavalla, S., Vicini, L., (2002). Antimicrobial food packaging in meat industry, Meat Science, 62(3): 373–380. doi:10.1016/S0309-1740(02)00121-3

Rainuzz, J., (2009). Nanotechnology Applications in Fisheries and Aquaculture: Global and Norwegian Opportunities andChallenges: A Pre-project.
http://www.sintef.no/

Saklar Ayyıldız, S., (2008). Ambalaj ve Nanoteknoloji,
http://www.gidabilimi.com/index.php?option=com_content&task=view&id=1553&Itemid=57

Siegrist, M., Stampfli, N., Kastenholz, H., Keller, C., (2008). Perceived risks and perceived benefits of different nanotechnology foods and nanotechnology food packaging, Appetite, 51(2): 283-290. doi:10.1016/j.appet.2008.02.020

Sorrentino, A., Gorrasi, G., Vittoria, V., (2007). Potential perspectives of bio-nanocomposi-tes for food packaging applications, Trends Food Science and Technology, 18(2): 84-95. doi:10.1016/j.tifs.2006.09.004

Sözer, N., Kokini, J.L., (2009). Nanotechnology and ıts applications in the food sector, Trends in Biotechnology, 27(2): 82-89.

Sürengil, G., (2010). Antimikrobiyal ambalajlama ve su ürünlerinde kullanımı, Lisans Tezi, Danışman Kılınç, B., Ege Üniversitesi, İzmir.

Şahin, O.I., Bayizit, A.A., (2008). Nanokompozit Filmlerin Gıda Sanayi Uygulamaları, Tür-kiye 10. Gıda Kongresi, Erzurum.

Tarhan Ö., Gökmen V., Harsal Ş., (2010). Nanoteknolojinin Gıda Bilim ve Teknolojisi Alanındaki Uygulamaları, Gıda, 35(2): 219-225.

Vardin, H., Gamlı, Ö.F., (2006). Sogutulmus Gıda Maddelerinin Ambalajlanması ve Aktif Ambalajlama Teknikleri, Türkiye 9. Gıda Kongresi; 24-26 Mayıs 2006, Bolu.

Vermeiren, L., Devlieghere, F., Van Beest, M., Kruijf, N., Debevere, J., (1999). Developments İn The Active Packaging Of Foods, Trends in Food Science & Technology, 10(3): 77-86. doi:10.1016/S0924-2244(99)00032-1
 

Post your comment

captcha   Reload  Can't read the image? click here to refresh