Etil selülozla enkapsüle edilmiş D-limonen nanoparçacıkları (DENPs), uçucu ve oksidasyona duyarlı D-limoneni etil selüloz temelli bir taşıyıcı yapı içinde tutarak aktif bileşenin film matrisi içinde daha kararlı kullanılmasını amaçlayan nanoparçacık sistemleridir. Bu çalışmada DENP'ler, kitosan (CS) ve konjak glukomannan (KGM) temelli biyopolimer matrise %0, %5, %10, %15 ve %20 düzeylerinde eklenmiş; oluşan kompozit filmlerin morfolojisi, mekanik özellikleri, su ve gaz bariyer davranışı, termal özellikleri, antioksidan ve antibakteriyel aktiviteleri incelenmiştir. Genel özellikler birlikte değerlendirildiğinde %15 DENP içeren CK-DENPs 15% formülasyonu taze sığır eti muhafaza deneyinde kullanılmak üzere seçilmiştir.

CK-DENPs 15% filmi, DENP içermeyen CS/KGM kontrol filmi CK'ye göre çekme dayanımını 10,48 ± 1,44 MPa'dan 18,05 ± 0,81 MPa'ya, kopma uzamasını ise %27,88 ± 1,89'dan %46,65 ± 2,25'e yükseltmiştir. Kaynak bu değişimleri sırasıyla yaklaşık %72 ve %67 artış olarak bildirmektedir. Aynı formülasyonda oksijen geçirgenliği 5,32 ± 0,36 × 10⁻⁸ g·mm/m²·s·Pa ile test edilen gruplar arasındaki en düşük değere ulaşmıştır. Bununla birlikte her özellik açısından aynı DENP oranı optimum değildir: su buharı geçirgenliğinin en düşük değeri %10 DENP'de, su çözünürlüğü ve şişme derecesinin en düşük değerleri ise %20 DENP'de ölçülmüştür. Bu nedenle %15 seçimi, tek bir metriğin değil mekanik, bariyer ve aktif fonksiyonların birlikte değerlendirilmesine dayanır.

Üretilen DENP'lerin ortalama parçacık boyutu 259,49 ± 8,38 nm, polidispersite indeksi (PDI) 0,194 ± 0,012 ve mutlak zeta potansiyeli 38,05 ± 0,23 mV olarak raporlanmıştır. DENP süspansiyonunda D-limonen tutulum oranı 100 °C'de 60 dakikalık su banyosu sonrasında %79,24; 4 °C'de 16 günlük depolama sonrasında %75,49 olarak ölçülmüştür. Bu sonuçlar enkapsülasyonun D-limoneni tamamen kayıpsız hâle getirdiğini değil, test edilen ısı ve depolama koşullarında çekirdek bileşenin belirli bir bölümünü koruyabildiğini göstermektedir.

CK-DENPs filmler Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa ve Brochothrix thermosphacta üzerinde antibakteriyel aktivite göstermiş; DENP oranı yükseldikçe inhibisyon bölgelerinin büyüdüğü ve OD₆₀₀ büyüme eğrilerinin daha düşük kaldığı bildirilmiştir. DPPH ve ABTS radikal giderme kapasitesi de DENP eklenmesiyle artmış, ancak %15 ile %20 DENP grupları arasında anlamlı fark görülmemiştir. Bu durum antioksidan etkinliğin yüksek DENP yüklemelerinde plato yapabildiğini göstermektedir.

Soğutulmuş sığır eti deneyinde yaklaşık 20 g'lık et örnekleri kontrol, ticari düşük yoğunluklu polietilen film (PE), DENP içermeyen CK filmi ve CK-DENPs 15% filmi olmak üzere dört gruba ayrılmış ve 4 °C'de 0, 3, 6, 9, 12 ve 15. günlerde değerlendirilmiştir. CK-DENPs 15% grubu 15 günlük deney boyunca toplam canlı mikroorganizma sayısı ve toplam uçucu bazik azot bakımından kabul sınırları içinde kalmış; renk, pH, su kaybı, lipid oksidasyonu ve protein oksidasyonu göstergelerinde de diğer gruplara göre daha koruyucu bir profil göstermiştir. Ancak lipid oksidasyonunu gösteren TBARS değeri CK-DENPs 15% grubunda dahi 15. günde 1,0 mg MDA/kg eşiğini aşmıştır. Dolayısıyla film mikrobiyal ve protein bozulmasını geciktirmiş olsa da lipid oksidasyonunu tamamen durdurmamıştır.

Çalışmanın “yaklaşık 15 günlük kabul edilebilir depolama” sonucu yalnız burada kullanılan laboratuvar benzeri 4 °C koşulları, örnek boyutu, film yapısı ve deney protokolü için geçerlidir. Yazarlar da karmaşık ticari soğuk zincir koşullarında performansın ayrıca doğrulanması gerektiğini belirtmektedir. Benzer şekilde toprak gömme deneyinde 28 gün sonunda kompozit filmlerin %80'in üzerinde kütle kaybetmesi ve CK-DENPs 20% grubunun %85,66 ± 0,52 kütle kaybına ulaşması, bu malzemelerin toprakta belirgin biçimde parçalandığını gösterir; bu deney tek başına tam biyobozunma, mineralizasyon veya standart endüstriyel kompostlanabilirlik kanıtı değildir.

Araştırmanın çözmeye çalıştığı problem nedir?

Soğutulmuş et yüksek su aktivitesi, protein ve diğer besin bileşenleri nedeniyle mikrobiyal çoğalma, lipid oksidasyonu, protein oksidasyonu, renk değişimi ve su kaybına açıktır. Sıradan plastik streç filmler ürün ile çevre arasında fiziksel bariyer oluşturabilir; ancak filmin kendisinin antibakteriyel veya antioksidan bir işlev göstermesi zorunlu değildir. Buna karşılık biyopolimer temelli aktif ambalajların iki farklı görevi aynı yapıda birleştirmesi hedeflenebilir: gıdayı çevresel geçişlerden fiziksel olarak ayırmak ve film içine yerleştirilen aktif bileşenlerle oksidasyon veya mikrobiyal büyümeyi yavaşlatmak.

Bu araştırmada film matrisi iki polisakkarit üzerine kurulmuştur. Kitosan (CS), kitinin deasetilasyonu ile ilişkili, film oluşturabilen ve kaynak çalışmada doğal antibakteriyel özellikleri nedeniyle seçilen bir biyopolimerdir. Kullanılan kitosanın yaklaşık molekül kütlesi 300 kDa ve deasetilasyon derecesi en az %85'tir. Konjak glukomannan (KGM) ise konjak kaynaklı, suyla yüksek viskoziteli sistem oluşturabilen bir polisakkarittir; çalışmada kullanılan KGM'nin saflığı %85'in üzerinde, viskozitesi 15.000 mPa·s'nin üzerindedir.

D-limonen, kaynak çalışmada turunçgillerden elde edilen, antibakteriyel ve antioksidan özellikleri nedeniyle aktif bileşen olarak kullanılan uçucu bir terpendir. Kullanılan D-limonenin saflığı en az %95'tir. D-limonenin yararlı özelliği aynı zamanda teknik sorunun kaynağıdır: uçucudur ve oksidatif bozunmaya yatkındır. Film çözeltisine doğrudan eklenen serbest D-limonenin depolama sırasında kaybedilmesi, düzgün dağılamaması veya filmin görünüş ve mekanik özelliklerini olumsuz etkilemesi mümkündür.

Etil selüloz (EC), selüloz türevi bir polimerdir ve bu çalışmada D-limonenin çevresinde taşıyıcı/enkapsülasyon malzemesi olarak kullanılmıştır. Çalışmada kullanılan etil selülozun etoksil içeriği %48–49,5, substitüsyon derecesi 2,2–2,5'tir. Böylece aktif bileşen doğrudan film çözeltisine serbest hâlde verilmek yerine önce DENP adı verilen nanoparçacık yapısı içine alınmıştır.

DENP nanoenkapsülasyonu neden doğrudan D-limonen eklemekten farklıdır?

DENP nanoenkapsülasyonu, D-limoneni film matrisi içinde tamamen serbest bir moleküler bileşen olarak bırakmak yerine etil selüloz temelli parçacık yapısı içinde taşımayı amaçlar; çalışmanın deneyleri bu yaklaşımın D-limonenin ısı ve depolama sırasında kısmen korunmasına, film içindeki dağılımının düzenlenmesine ve aktif bileşenin antibakteriyel/antioksidan işlevlerinin film sistemiyle birlikte kullanılmasına olanak verdiğini göstermektedir. Bununla birlikte çalışma gerçek salım kinetiğini bütün kullanım süresi boyunca nicel olarak modellememiştir; dolayısıyla “kontrollü salım” fikri mekanistik bir gerekçe olmakla birlikte bu deneyden tam bir salım modeli çıkarılamaz.

DENP ve kompozit film nasıl hazırlanmıştır?

DENP üretiminde 0,85 g etil selüloz ve 0,77 mL D-limonen, 20 mL susuz etanol içinde 600 r/min karıştırma altında çözündürülmüştür. Oluşan organik faz 25 ± 2 °C'de, sürekli karıştırılan 100 mL deiyonize suya 3 r/min hızla damlatılmıştır. Kaynak bu aşamayı etil selüloz ile D-limonenin bir araya gelerek nanoparçacık süspansiyonu oluşturduğu antisolvent temelli bir öz-düzenlenme/çöktürme süreci olarak kullanmaktadır.

Film matrisi için 0,15 g KGM 50 mL deiyonize su içinde dağıtılarak %0,3 (w/v) KGM çözeltisi hazırlanmıştır. Ayrı olarak 0,3 g kitosan, DENP ekleme hacmine bağlı olarak 50, 45, 40, 35 veya 30 mL deiyonize su içinde hazırlanmış; her çözeltiye 1 mL glasiyal asetik asit eklenmiş ve oda sıcaklığında 1 saat karıştırılmıştır. Daha sonra 0, 5, 10, 15 veya 20 mL DENP süspansiyonu eklenmiş; toplam karışımın 30 mL'si 10 cm × 10 cm Petri kaplarına dökülerek 37 °C'de çözelti döküm yöntemiyle kurutulmuştur.

Nanoparçacık boyutu, PDI ve zeta potansiyeli neyi anlatır?

Ortalama parçacık boyutu, süspansiyondaki parçacıkların karakteristik boyutunu ifade eder. Çalışmada DENP için 259,49 ± 8,38 nm bulunmuştur. Polidispersite indeksi (PDI), parçacık boyutlarının ne kadar geniş bir dağılıma sahip olduğunu değerlendiren boyutsuz bir göstergedir; DENP grubunda 0,194 ± 0,012 ölçülmüştür. Bu değer kaynak tarafından nispeten düzgün dağılımla birlikte yorumlanmıştır.

Zeta potansiyeli, süspansiyondaki parçacıkların çevresindeki elektrokinetik potansiyelle ilişkili bir ölçüdür ve kolloidal sistemlerin birbirini çekme veya itme eğilimini yorumlamakta kullanılır. Çalışma DENP'ler için mutlak 38,05 ± 0,23 mV değerini raporlamış ve bunu dispersiyon kararlılığıyla birlikte değerlendirmiştir. Bu sayı tek başına her ortamda uzun dönem kararlılığın garanti edildiği anlamına gelmez; ölçüm burada hazırlanan DENP dispersiyonunun karakterizasyonuna aittir.

SEM, FTIR, XRD ve temas açısı neden birlikte kullanılmıştır?

Taramalı elektron mikroskobu (SEM), filmin yüzey ve kesit morfolojisini doğrudan mikroskobik görüntü olarak incelemek için kullanılmıştır. DENP'ler için SU8010 Hitachi cihazı, film yüzey ve kesitleri için ZEISS Sigma 300 kullanılmıştır. Film kesitleri sıvı azotta kırılarak hazırlanmıştır. Kaynak SEM görüntülerinde %5–15 DENP düzeylerinde daha homojen dağılım; %20'de ise artan yüzey pürüzlülüğü ve kısmi nanoparçacık aglomerasyonu bildirmektedir.

Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), moleküler bağların titreşimlerine karşılık gelen kızılötesi soğurma/geçirgenlik özelliklerini inceler. Çalışmada 400–4000 cm⁻¹ aralığı, 4 cm⁻¹ çözünürlük ve numune başına 32 tarama kullanılmıştır. 3439 cm⁻¹ civarındaki O–H bandındaki kayma, 2965 cm⁻¹ bandındaki artış ve yaklaşık 1470 cm⁻¹'de beliren yeni bant, yazarlar tarafından DENP eklenmesiyle film matrisindeki moleküller arası etkileşimlerin değiştiğine ilişkin dolaylı spektroskopik işaretler olarak yorumlanmıştır. FTIR tek başına tüm mekanizmanın doğrudan görüntüsü değildir.

X-ışını kırınımı (XRD), malzemenin düzenli/kristal yapısına ilişkin bilgi sağlar. Ölçümler Bruker D8 Venture ile 40 kV'da, 5°/dakika tarama hızında ve 5–90° aralığında gerçekleştirilmiştir. Beş film grubunun tamamında 2θ ≈ 20° civarında geniş bir kırınım halesi bulunması, kaynak tarafından CS, KGM ve EC matrisinin ağırlıklı olarak amorf yapısıyla ilişkilendirilmiştir. DENP miktarı yükseldikçe bu geniş bandın şiddeti artmıştır; yazarlar bunu etil selüloz zincirlerinin yerel düzenli bölgeleriyle ilişkilendiren bir olasılık olarak tartışmaktadır, kesin kristal faz kanıtı olarak değil.

Su temas açısı (WCA), 3 μL deiyonize su damlasının film yüzeyine bırakılmasından 5 saniye sonra ölçülmüş ve her film için beş farklı noktada tekrarlanmıştır. CK kontrol filminde temas açısı 90°'nin üzerindedir. DENP miktarı arttıkça açı önce düşmüş, daha sonra tekrar yükselmiştir. Kaynak bu doğrusal olmayan davranışı yüzeyde hangi hidrofilik ve hidrofobik grupların açığa çıktığının DENP oranıyla değişebilmesi üzerinden yorumlamaktadır.

Neden %15 DENP içeren film kapsamlı performans açısından seçildi?

%15 DENP formülasyonu bütün ölçütlerde mutlak en iyi sonucu verdiği için değil, farklı işlevler arasında en güçlü dengeyi sağladığı için öne çıkmıştır: çekme dayanımı ve kopma uzaması %15'te maksimuma çıkmış, oksijen geçirgenliği %15'te minimum olmuş, antioksidan aktivite %15–20 aralığında plato göstermiş ve SEM'de %20 yüklemede görülen aglomerasyon %15 seviyesinde belirgin bir problem olarak raporlanmamıştır. Buna karşılık su buharı geçirgenliğinin minimumu %10'da, su çözünürlüğü ve şişmenin minimumları %20'de bulunmuştur. Dolayısıyla “%15 her özellik için optimumdur” sonucu çalışma tarafından desteklenmez.

Aktif ambalaj ile yalnız fiziksel bariyer arasındaki fark

PE film esas olarak su ve gaz geçişini sınırlandıran fiziksel bir bariyer görevi görür. CK-DENPs filmi ise çalışmada iki katmanlı bir işlevle değerlendirilmiştir: CS/KGM matrisi fiziksel bariyer sağlarken DENP içinde taşınan D-limonen antioksidan ve antibakteriyel özelliklere katkıda bulunur. Bu iki işlevin birlikte bulunması, deneyde özellikle koku, elastikiyet, genel duyusal kabul, mikrobiyal çoğalma ve oksidasyon göstergelerinde farklılaşma yaratmıştır.

“Parçalanabilir film” ile “tam biyobozunmuş malzeme” aynı şey değildir

Toprak gömme testinde film örnekleri kütle kaybı ve görünür yapısal parçalanma açısından değerlendirilmiştir. Kütle kaybının yüksek olması malzemenin toprak ortamında bozunduğunu/parçalandığını gösterir; ancak çalışma çıkan karbonun ne kadarının CO₂'ye, biyokütleye veya başka ürünlere dönüştüğünü ölçen bir mineralizasyon deneyi yapmamıştır. Bu nedenle “28 günde %85,66 biyobozunma” ifadesi deneyin ölçtüğünden daha güçlü olur. Doğru ifade, “28 günlük toprak gömme testinde en fazla %85,66 ± 0,52 kütle kaybı ve belirgin disintegrasyon” şeklindedir.

Çalışmanın desteklediği ve desteklemediği ana yorumlar

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

1. Kullanılan temel malzemeler

2. DENP karakterizasyonu

3. Renk ölçümleri ve kaynak Denklem (1)–(3)

Film rengi Color Quest XE cihazıyla L*, a* ve b* koordinatları üzerinden ölçülmüştür. L* açıklık/koyuluk eksenini, a* kırmızı–yeşil yönünü, b* ise sarı–mavi yönünü temsil eden CIELAB renk koordinatlarıdır. Referans beyaz plaka için kaynak \(L_0=94.62\), \(a_0=-0.9\) ve \(b_0=0.59\) değerlerini vermektedir.

Kaynak gösterimi notu: Denklem (1) PDF'de yukarıdaki biçimde, \((a^*-a_0)^2\) teriminden önce eksi işaretiyle basılmıştır. Burada kaynak sessizce düzeltilmemiştir. Bu denklemi deneysel olarak yeniden kullanacak araştırmacının özgün yazar/yayıncı kaydı veya ilgili yöntem referansıyla gösterimi doğrulaması gerekir.

ΔE toplam renk farkını, WI beyazlık indeksini, YI sarılık indeksini ifade eder. Denklem (2)'de kaynak formülü L, a ve b biçiminde basarken açıklama metninde film renk koordinatlarını L*, a* ve b* olarak tanımlamaktadır; bu gösterim farkı da burada kaynak dışı bir düzeltmeyle değiştirilmemiştir.

4. Filmlerin renk sonuçları

DENP yüklemesi arttıkça L* ve WI genel olarak azalırken b*, ΔE ve YI artmıştır. Başka bir ifadeyle film giderek daha sarı ve daha koyu bir görünüm kazanmıştır. Bununla birlikte bütün filmlerde görünür bölgedeki geçirgenlik %80'in üzerinde kalmıştır. DENP eklenmesi özellikle UV bölgesinde ışık geçirgenliğini düşürerek UV engelleme davranışını artırmıştır.

5. Termal analiz

TG ve DTG ölçümlerinde 10–20 mg film örneği kullanılmış; azot atmosferi 100 mL/dakika akışta tutulmuş; numuneler 30 °C'den 800 °C'ye 20 °C/dakika hızla ısıtılmıştır. Kaynak 150 °C'nin altındaki küçük kütle kaybını bağlı su ve uçucu uçucu yağ bileşenlerinin kaybıyla, 150–400 °C arasındaki ana bozunmayı ise CS, KGM ve EC zincirlerinin parçalanması ve karbonlaşmasıyla ilişkilendirmektedir.

DENP miktarı yükseldikçe kütle kaybının hızlanması ve 200–350 °C civarındaki DTG piklerinin güçlenmesi, kaynak tarafından D-limonenin matrisle birlikte bozunmasının termal direnci azaltabileceği yönünde yorumlanmıştır. Dolayısıyla DENP eklenmesinin tüm özellikleri aynı yönde iyileştirdiği söylenemez; aktif fonksiyon ve mekanik/bariyer kazançlarına karşı termal dayanımda bir ödünleşim bulunabilir.

6. Çekme dayanımı ve kopma uzaması: Denklem (4) ve (5)

TS çekme dayanımıdır ve MPa cinsinden verilir. F filmin kopma anındaki en yüksek çekme kuvvetidir ve newton cinsindendir; d film kalınlığı, w numune genişliğidir. Film şeritleri 10 mm × 60 mm hazırlanmış, başlangıç çene aralığı 30 mm ve çekme hızı 1 mm/s olarak ayarlanmıştır. Denklem, kopma kuvvetini yük taşıyan kesit alanına bölerek gerilme büyüklüğünü verir.

EAB kopma uzamasıdır. \(\Delta L\), kopma anına kadar oluşan uzama; \(L_0\) başlangıç çene aralığıdır. Kaynak EAB sonuçlarını yüzde olarak raporlamakta, ancak basılı Denklem (5)'te görünür bir “×100” çarpanı göstermemektedir. Verianla, kaynak formülünü sessizce değiştirmemiştir. Deneyi yeniden uygulayacak araştırmacının özgün yöntem referansını ve yazarın hesaplama tanımını kontrol etmesi gerekir.

Film kalınlığı DENP miktarıyla artmıştır. TS ve EAB ise doğrusal artmamış; %15'e kadar yükselip %20'de düşmüştür. SEM gözleminde %20 DENP grubunda görülen kısmi aglomerasyon, yazarlar tarafından bu mekanik gerilemenin olası açıklamalarından biri olarak değerlendirilmiştir. Bu ilişki mekanistik olarak makul olsa da çalışma aglomerasyonun mekanik düşüşteki nedensel payını ayrı bir kontrollü deneyle ölçmemiştir.

7. Nem, su çözünürlüğü ve şişme: Denklem (6)–(8)

Film önce başlangıç kütlesi \(M_0\) olarak tartılmış, 105 °C'de sabit kütleye kadar kurutulduktan sonra \(M_1\) elde edilmiştir. Kuru film 24 saat deiyonize suda tutulmuş ve \(M_2\) kütlesi kaydedilmiş; ardından tekrar 105 °C'de sabit kütleye kadar kurutularak \(M_3\) ölçülmüştür. MC başlangıçtaki nem payını, WS suda kalıcı olarak kaybedilen kuru madde oranını, SD ise suya maruz kalma sırasında kütle artışı üzerinden şişmeyi ifade eder.

8. Su buharı ve oksijen geçirgenliği: Denklem (9) ve (10)

WVP su buharı geçirgenliğini, OP oksijen geçirgenliğini temsil eder. Kaynakta \(\Delta m\) kütle değişimi (g), \(d\) film kalınlığı, \(A\) test alanı (m²), \(t\) denge/test süresi (s) ve \(\Delta p\) membran iki tarafındaki kısmi basınç farkı (Pa) olarak tanımlanmıştır. Matematiksel olarak geçirgenlik; daha büyük kütle transferi veya film kalınlığıyla artar, daha büyük alan, süre ve itici basınç farkına göre normalize edilir.

Su buharı deneyinde 40 mL deiyonize su içeren tüpler filmle kapatılmış ve susuz CaCl₂ bulunan desikatörde 25 °C'de 12 saat tutulmuştur. Oksijen testinde tüplere toplam 3 g indirgenmiş demir tozu:NaCl:aktif karbon = 0,5:1,5:1 karışımı konmuş, filmle kapatılan tüpler susuz silika jel bulunan desikatörde 25 °C'de 48 saat bekletilmiştir.

Yeniden üretim notu: Kaynak denklem açıklamasında \(d\)'yi metre cinsinden tanımlarken sonuç tablosunda WVP/OP birimini g·mm/m²·s·Pa biçiminde göstermektedir. Metin, metre–milimetre dönüşüm adımını ayrıca açıklamamaktadır. Bu nedenle burada kaynak dışı bir dönüşüm prosedürü uydurulmamıştır.

MC, WS ve SD genel olarak DENP miktarı arttıkça azalmıştır. Buna karşılık geçirgenliklerde U biçimli bir eğilim vardır: WVP %10 DENP'de minimuma, OP %15 DENP'de minimuma ulaşmış, %20 yüklemede ikisi de yeniden yükselmiştir. Kaynak bu davranışı düşük/orta yüklemede daha sıkı bir polimer ağı, aşırı yüklemede ise DENP aglomerasyonunun oluşturabileceği mikroyapısal boşluklarla ilişkilendirmektedir.

9. DPPH ve ABTS antioksidan testi: Denklem (11)

DPPH deneyinde 0,0197 g DPPH, 10 mL susuz etanol içinde çözülerek 5 mM stok hazırlanmış ve 50 kat seyreltilerek 0,1 mM çalışma çözeltisi elde edilmiştir. 40 mg film, 4 mL çalışma çözeltisiyle temas ettirilmiştir. ABTS deneyinde 7,4 mM ABTS stok çözeltisi ile 2,6 mM potasyum persülfat 1:1 hacim oranında karıştırılmış, karışım 16 saat karanlıkta bekletilmiş ve 734 nm'de absorbans 0,7 ± 0,02 olacak şekilde seyreltilmiştir. ABTS testinde de 40 mg film 4 mL çalışma çözeltisiyle kullanılmıştır. Her iki reaksiyon sistemi 30 dakika karanlıkta inkübe edilmiştir.

\(A_0\), film bulunmayan boş kontrolün absorbansı; \(A_1\), film + radikal çalışma çözeltisinin absorbansı; \(A_2\), radikal reaktifi bulunmayan film arka planının absorbansıdır. \(A_2\)'nin çıkarılması filmin kendi renk/optik etkisinin radikal giderme hesabını yapay biçimde yükseltmesini azaltmaya yöneliktir. DPPH 517 nm'de, ABTS 734 nm'de ölçülmüştür.

CK filmi kendi başına belirli bir radikal giderme kapasitesi göstermiş, DENP yüklemesi yükseldikçe DPPH ve ABTS giderme aktiviteleri artmıştır. %15 ve %20 DENP arasında anlamlı fark bulunmaması, ölçülen antioksidan yanıtın bu aralıkta plato yaptığını göstermektedir.

10. Antibakteriyel deney düzeni

Dört bakteri kullanılmıştır: S. aureus, E. coli, P. aeruginosa ve B. thermosphacta. Filmler 1 cm çaplı dairesel parçalara kesilmiş ve 1 saat UV ışınlamasıyla dezenfekte edilmiştir. Bakteri süspansiyonları 10⁷ CFU/mL düzeyine hazırlanmıştır. Her bakteriden 200 μL agar yüzeyine yayılmış; B. thermosphacta için TSA, diğerlerinde LB agar kullanılmıştır. Film diskleri açılan bölgelere yerleştirilmiş ve 100 μL steril fizyolojik salin eklenmiştir. İnkübasyon çoğu bakteri için 37 °C, B. thermosphacta için 25 °C'de 24 saat sürmüştür.

İkinci değerlendirmede 1 mL bakteri süspansiyonu 9 mL fizyolojik salinle karıştırılmış ve 0,3 g filmle 12 saat inkübe edilmiştir. OD₆₀₀ her 3 saatte ölçülmüştür. OD₆₀₀, yaklaşık 600 nm'de optik yoğunluk ölçümüdür; bakteriyel kültürün bulanıklığı üzerinden büyüme eğilimini izlemek için kullanılır. DENP oranı yükseldikçe OD₆₀₀ eğrilerinin daha düşük kalması, çalışma koşullarında bakteriyel çoğalmanın daha fazla baskılandığını göstermiştir.

11. Soğutulmuş sığır eti deneyinin tasarımı

Taze sığır eti steril suyla temizlenip kurutulmuş ve yaklaşık 2 × 2 × 2 cm boyutlarında, yaklaşık 20 g'lık küpler hâlinde hazırlanmıştır. Dört grup kurulmuştur: ambalajsız kontrol, ticari gıda tipi düşük yoğunluklu polietilen streç film (PE), DENP içermeyen CK filmi ve CK-DENPs 15% filmi. Her grup için üç biyolojik tekrar belirtilmiştir. Filmle kaplanan örneklerde aynı kalınlıkta tek film katmanı kullanılmıştır. Bütün örnekler 4 °C'de tutulmuş ve 0, 3, 6, 9, 12 ve 15. günlerde değerlendirilmiştir.

Duyusal değerlendirme renk, koku, elastikiyet, viskozite ve genel kabul edilebilirlik olmak üzere beş ölçüt üzerinden yapılmıştır. Panel, gıda bilimi alanında eğitim gören on lisansüstü öğrenciden oluşmuş; örnekler rastgele kodlanarak kör puanlanmıştır. Ayrıntılı puanlama ölçeği ana PDF'de verilmemiş, Supplementary Table S1'e yönlendirilmiştir. Bu nedenle burada kaynakta görünmeyen duyusal puan aralıkları oluşturulmamıştır.

12. Ette ağırlık kaybı: Denklem (12)

\(M_1\) depolama başlangıcındaki et kütlesi, \(M_2\) ilgili depolama noktasındaki kütledir. Oran yükseldikçe etten uzaklaşan su ve diğer kütle kayıplarının başlangıç kütlesine göre payı yükselir. Deneyde ambalajsız kontrol en hızlı kütle kaybını göstermiş, PE grubu en düşük kayba sahip olmuştur. CK-DENPs 15% ise CK filmine göre ağırlık kaybını anlamlı biçimde azaltmıştır (\(p<0.05\)).

13. TVC, TVB-N ve TBARS neyi ölçüyor?

Toplam canlı mikroorganizma sayısı (Total Viable Count, TVC), kültürlenebilir mikroorganizma yükünü izlemek için kullanılmıştır. Beş gram et 45 mL steril tuzlu suyla 8000 r/min hızda 1 dakika homojenize edilmiş; 10⁻¹–10⁻⁸ seri seyreltmeler hazırlanmış; uygun dilüsyondan 200 μL PCA plaklarına ekilmiştir. Plakalar 37 °C'de 48 saat inkübe edilmiş ve 30–300 CFU içeren plaklar sayım için seçilmiştir.

Toplam uçucu bazik azot (TVB-N), protein ve azotlu bileşiklerin bozulmasıyla oluşan uçucu bazik ürünleri izleyen bir tazelik/bozulma göstergesidir. Altı gram et suyla ekstrakte edilmiş; filtrata MgO eklenmiş, damıtma yapılmış ve standart HCl ile titrasyon gerçekleştirilmiştir. Kaynak Şekil 8'de TVB-N için 15 mg/100 g sınırı göstermektedir.

TBARS, tiyobarbitürik asitle reaksiyon veren lipid oksidasyonu ürünlerini, özellikle malondialdehit (MDA) üzerinden değerlendiren bir göstergedir. Çalışmada 0,15 g et triklorasetik asitle ekstrakte edilmiş; süpernatant TBA reaktifiyle karıştırılarak kaynar suda ısıtılmış ve 532 nm'de absorbans ölçülmüştür. Kaynak Şekil 8, 0,66 mg MDA/kg değerini ikincil kalite eşiği, 1,0 mg MDA/kg değerini ise bozulma eşiği olarak göstermektedir.

Protein oksidasyonu için çözünür protein, toplam karbonil ve toplam sülfhidril (-SH) grupları da ticari analiz kitleriyle ölçülmüştür. Oksidasyon ilerledikçe çalışmada çözünür protein ve -SH miktarı düşmüş, karbonil içeriği artmıştır.

Yaklaşık 15 günlük kabul edilebilir depolama sonucu ne anlama geliyor?

Yaklaşık 15 günlük sonuç, CK-DENPs 15% ile sarılan yaklaşık 20 g'lık sığır eti örneklerinin bu çalışmadaki 4 °C laboratuvar benzeri depolama koşullarında TVC ve TVB-N gibi temel bozulma göstergelerini 15. güne kadar kabul sınırları içinde tutabildiğini ifade eder; bütün kalite yollarının tamamen durduğu veya ticari soğuk zincirde her et ürününün 15 gün güvenle saklanacağı anlamına gelmez. Nitekim aynı grupta TBARS değeri 15. günde 1,0 mg MDA/kg eşiğini aşmıştır.

14. Mikrobiyal tazelik eğilimi

Kaynak metne göre kontrol grubu TVC eşiğine yaklaşık 9. günde, PE grubu yaklaşık 6. günde yaklaşmıştır. CK grubu 15. günde sınırı hafifçe aşmış, CK-DENPs 15% ise 15 günlük takip boyunca eşik altında kalmıştır. Kaynak Şekil 8 açıklamasındaki referans çizgi 6 log CFU/g olarak verilmiştir.

15. TVB-N, lipid oksidasyonu ve protein oksidasyonu sonuçları

Kontrol ve PE grupları depolama sürecinde TVB-N sınırını aşmış, CK grubu 15. günde standardı marjinal biçimde aşmış, CK-DENPs 15% grubu ise 15. gün sonunda kabul sınırı içinde kalmıştır. Kaynak bu sonucu film matrisinin bariyer etkisi ile DENP'nin antibakteriyel işlevlerinin birlikte çalışması üzerinden yorumlamaktadır.

TBARS bütün gruplarda depolama süresiyle yükselmiştir. CK-DENPs 15% lipid oksidasyonunu kontrol ve diğer filmlere göre geciktirmiştir; ancak 15. günde bu grup da 1,0 mg MDA/kg eşiğini aşmıştır. Bu önemli bir sınırdır: mikrobiyal bozulmanın gecikmesi, lipid oksidasyonunun aynı ölçüde ve süresiz kontrol edildiği anlamına gelmez.

Çözünür protein ve toplam -SH grupları zamanla azalmış, toplam karbonil içeriği artmıştır. Kontrol ve PE gruplarında protein oksidasyonu/bozulması daha hızlı ilerlemiş; CK filmi sınırlı koruma sağlamış; CK-DENPs 15% filminde protein yapısına ilişkin göstergeler daha iyi korunmuştur. Yazarlar bunu oksijen ve su geçişine karşı matris bariyeri ile DENP'nin serbest radikal giderme ve antibakteriyel işlevlerinin birleşimiyle açıklamaktadır.

16. Duyusal ve fizikokimyasal kalite

Depolama sırasında bütün gruplarda kırmızılığı temsil eden a* ve açıklığı temsil eden L* değerleri azalmıştır. PE film a* değerinin düşüşünü nispeten yavaşlatırken CK-DENPs 15% grubu en hafif L* düşüşünü göstermiştir. Ambalajsız kontrol en fazla su kaybını, PE ise en düşük ağırlık kaybını göstermiştir. CK-DENPs 15%, CK filmine göre ağırlık kaybını anlamlı biçimde azaltmıştır.

pH başlangıçta hafifçe düşmüş, daha sonraki depolama döneminde yükselmiştir. Kaynak erken düşüşü glikojen glikolizinden oluşabilecek laktik asitle, geç yükselişi ise mikrobiyal metabolizmanın oluşturduğu alkali azotlu ürünlerle ilişkilendirmektedir. CK-DENPs 15% grubunda geç dönem pH yükselişi daha yavaş gerçekleşmiştir.

Duyusal değerlendirmede PE grubu renk açısından görece yüksek puan alırken CK-DENPs 15% koku, elastikiyet ve genel kabul edilebilirlikte daha iyi performans göstermiştir. Bu sonuçlar on kişilik, gıda bilimi lisansüstü öğrencilerinden oluşan kör panelin bu deney koşullarındaki değerlendirmesidir; geniş tüketici kabul çalışması olarak yorumlanmamalıdır.

17. Toprak gömme ve kütle kaybı: Denklem (13)

Film örnekleri 3 × 4 cm parçalar hâlinde hazırlanmış, 40 °C'de sabit kütleye kadar kurutularak başlangıç kuru kütlesi \(W_0\) belirlenmiştir. Numuneler besince zengin siyah toprağa 5 cm derinlikte gömülmüş; ortam 25 ± 2 °C'de tutulmuş ve toprak nemi %20 ± 2 düzeyinde korunmuştur. Nem gravimetrik olarak iki günde bir kontrol edilmiş ve gerektiğinde deiyonize su eklenmiştir. Her film grubundan üç tekrar 14. ve 28. günlerde çıkarılmıştır.

\(W_0\), toprağa gömmeden önceki kuru film kütlesi; \(W_1\), topraktan çıkarılıp temizlendikten ve tekrar sabit kütleye kadar kurutulduktan sonraki kütledir. Denklem, kaybedilen kuru kütlenin başlangıç kuru kütlesine oranını hesaplar.

PE film 28 gün içinde çok az değişim gösterirken bütün CS/KGM temelli kompozit filmlerde 14. günde belirgin kırılganlık/yapısal hasar, 28. günde ise ileri disintegrasyon görülmüştür. Kompozit filmlerin 28 günlük kütle kayıpları %80'in üzerindedir. En yüksek değer CK-DENPs 20% grubunda %85,66 ± 0,52 olarak bildirilmiştir.

18. İstatistiksel analiz

Kaynak, verileri ortalama ± standart sapma (SD) biçiminde ve çoğu deney için üç tekrar üzerinden raporlamıştır. Analiz SPSS 26.0 yazılımıyla yapılmıştır. Anlamlılık testinden önce normal dağılım ve varyans homojenliği kontrol edilmiş; grup karşılaştırmaları için tek yönlü varyans analizi (one-way ANOVA), ardından Duncan çoklu karşılaştırma testi uygulanmıştır. p < 0,05 istatistiksel olarak anlamlı fark eşiği kabul edilmiştir.

ANOVA, karşılaştırılan grupların ortalamalarının tamamının aynı kabul edilip edilemeyeceğini genel olarak sınar. Genel test anlamlı olduğunda Duncan testi hangi grupların birbirinden ayrıştığını değerlendirmek için kullanılmıştır. Kaynak tablolarındaki farklı küçük harf üst simgeleri, aynı ölçüt içinde p < 0,05 düzeyinde anlamlı farklılık bulunan grupları göstermektedir.

19. Araştırmanın en önemli bütünleşik sonucu

DENP yüklemesi ile film performansı arasındaki ilişki basit bir “ne kadar çok, o kadar iyi” ilişkisi değildir. DENP miktarı arttığında su çözünürlüğü ve şişme azalırken antioksidan/antibakteriyel işlev güçlenmiş; fakat %20 düzeyinde nanoparçacık aglomerasyonu görünür hâle gelmiş, çekme dayanımı ve kopma uzaması %15'teki maksimumdan düşmüş, su buharı ve oksijen geçirgenliği yeniden yükselmiş ve termal kütle kaybı eğilimi güçlenmiştir. Bu nedenle çalışmanın asıl malzeme bilimi mesajı, aktif bileşen miktarının yalnız yükseltilmesinin değil, film matrisi içinde uygun biçimde dağıtılmasının önemli olduğudur.

20. Çalışmanın temel sınırlılıkları

• Sığır eti muhafaza deneyi laboratuvar benzeri 4 °C koşullarında yapılmıştır; değişken sıcaklık, taşıma, açılıp kapanan paketler ve ticari soğuk zincir doğrulanmamıştır.
• Yaklaşık 15 günlük kabul edilebilir depolama sonucu yalnız kullanılan deney düzeni için geçerlidir.
• TBARS 15. günde CK-DENPs 15% grubunda da 1,0 mg MDA/kg eşiğini aşmıştır; film lipid oksidasyonunu tamamen durdurmamıştır.
• Toprak gömme deneyi kütle kaybı ve disintegrasyonu ölçmüştür; doğrudan mineralizasyon, ekotoksisite veya standart kompostlanabilirlik değerlendirmesi yapılmamıştır.
• D-limonenin uzun dönem salım kinetiği ve aktif filmin uzun dönem depolama kararlılığı çalışmanın gelecekte dengelemesi gereken konular olarak belirtilmiştir.
• Diğer bozulabilir et ürünlerinde aynı muhafaza etkinliği bu çalışmada test edilmemiştir.
• Duyusal panel on gıda bilimi lisansüstü öğrencisinden oluşmuştur; çalışma geniş tüketici kabul araştırması değildir.
• Kaynak Denklem (1), Denklem (5) ve WVP/OP birim tanımı yeniden üretim sırasında ayrıca doğrulanması gereken gösterim noktaları içermektedir; Verianla bunları sessizce düzeltmemiştir.

Kaynak ve Yöntem Notu

Özgün çalışma: Fabrication of Chitosan/Konjac Glucomannan Active Composite Films Loaded with Ethyl-Cellulose-Coated D-Limonene Nanoparticles for Fresh Beef Preservation

Yazarlar: Fangling Wu; Lingli Chen; Chuanlong Yu; Hui Chen; Yi Han; Wenbing Hu; Suyun Lin; Xiong Li; Chunlan Liu; Kehui Ouyang; Wenjun Wang.

Yazar sırası: Kaynak PDF'deki sıra aynen korunmuştur.

Eş katkı: Kaynak PDF'de eş birinci yazar/eş katkı bildirimi görülmemektedir.

Sorumlu yazarlar: Kehui Ouyang ve Wenjun Wang.

Afiliasyon 1: College of Food Science and Engineering, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China.

Afiliasyon 2: Pingxiang Center for Agricultural Science and Technology Research, Pingxiang 337109, China.

Afiliasyon 3: Slong Beef Industry Co., Ltd., Pingxiang 337109, China.

Afiliasyon 4: College of Animal Science and Technology, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China.

Dergi: Foods.

Yayınevi: MDPI.

Cilt / sayı / makale numarası: 15 / 21 / 3874.

DOI: 10.3390/foods15213874.

Resmî bağlantı: https://doi.org/10.3390/foods15213874

Gönderim: 14 Eylül 2026.

Revizyon: 16 Ekim 2026.

Kabul: 26 Ekim 2026.

Yayın: 29 Ekim 2026.

Kaynak türü: Deneysel araştırma makalesi.

Hakemlik durumu: Hakemli bilimsel dergide yayımlanmış version of record.

Preprint durumu: Yüklenen kaynak bir preprint değil, yayımlanmış dergi sürümüdür. Bu çalışma için ayrı preprint sürümü yüklenen kaynakta belirtilmemektedir.

Lisans: PDF, makaleyi Creative Commons Attribution (CC BY) lisansı altında açık erişimli olarak belirtmektedir.

Supplementary Materials: Duyusal değerlendirme puanlama tablosu Table S1 olarak ek materyalde belirtilmektedir. Ana PDF'de tam puanlama ölçeği bulunmadığından Verianla tarafından uydurulmamıştır.

Finansman: Jiangxi Province Key Research and Development Plan hibeleri 20243BBH81016, 20232BBF60009 ve 20261BCF320006 ile Jiangxi Province Future Interdisciplinary for Biotech Seed Industry and Health programı JFICBSIN-03 tarafından desteklenmiştir.

Etik kurul: Kaynak, çalışmanın Jiangxi Agricultural University Institutional Review Board tarafından JXAU22-2026-09-03 protokol koduyla onaylandığını ve onay tarihinin 2 Mart 2026 olduğunu bildirmektedir.

Bilgilendirilmiş onam: Kaynak, çalışmaya dahil olan kişilerden bilgilendirilmiş onam alındığını bildirmektedir. İnsan katılımı esas olarak duyusal değerlendirme paneli bağlamında görünmektedir.

Veri erişilebilirliği: Kaynak, çalışmanın özgün katkılarının makale ve ek materyaller içinde bulunduğunu, ek soruların sorumlu yazarlara yöneltilebileceğini belirtmektedir.

Çıkar çatışması: Yazar Chunlan Liu'nun Slong Beef Industry Co., Ltd. çalışanı olduğu; numune hazırlığı ve temel fiziksel indeks ölçümlerine katıldığı bildirilmiştir. Şirketin araştırmaya finansman, özel malzeme veya özel ekipman sağlamadığı; deney tasarımı, veri analizi, makale yazımı veya yayına gönderim kararında rol almadığı belirtilmiştir. Diğer yazarlar ticari veya finansal çıkar ilişkisi bulunmadığını beyan etmiştir.

Yazar katkıları: Kavramsallaştırma Fangling Wu ve Lingli Chen; yöntem Xiong Li; yazılım Chuanlong Yu; doğrulama Wenjun Wang, Hui Chen ve Wenbing Hu; biçimsel analiz Kehui Ouyang; araştırma Chunlan Liu; kaynaklar Kehui Ouyang; veri düzenleme Yi Han; özgün taslak Fangling Wu; gözden geçirme ve düzenleme Fangling Wu; görselleştirme Suyun Lin; danışmanlık/gözetim Wenjun Wang; proje yönetimi Kehui Ouyang; finansman edinimi Wenjun Wang olarak bildirilmiştir.

Kaynak içi matematiksel gösterim notu: Denklem (1)'de toplam renk farkının ikinci kare terimi eksi işaretiyle basılmıştır. Denklem (5) EAB'yi yüzde olarak etiketlemesine rağmen görünür ×100 çarpanı içermez. Ayrıca WVP/OP denklem açıklamasında film kalınlığı metre olarak tanımlanırken sonuç tablosunun birimi g·mm/m²·s·Pa biçimindedir. Bu noktalar Verianla tarafından sessizce değiştirilmemiştir; yöntemi yeniden uygulayacak araştırmacının özgün yöntem referansları veya yazarlarla doğrulama yapması uygundur.

FTIR yorum sınırı: Kaynak özetinde hidrojen bağı etkileşimi CS ile KGM arasında vurgulanırken ayrıntılı FTIR tartışması DENP eklenmesi sonrasında film matrisi ile DENP arasındaki yeni/güçlenmiş etkileşimleri de tartışmaktadır. Bu nedenle Verianla anlatımı FTIR'yi tek bir moleküler çift için mutlak mekanizma kanıtı gibi sunmamış; bant değişimlerini moleküller arası etkileşimlerle uyumlu spektroskopik işaretler olarak aktarmıştır.

Görsel/telif yöntemi: Kaynaktaki SEM görüntüleri, gerçek et fotoğrafları ve üniversite amblemi doğrudan kullanılmamıştır. Sayısal veya yöntemsel ilişkiler, kaynak verisinden bağımsız Verianla HTML tabloları ve ölçeksiz SVG şemaları olarak yeniden yapılandırılmıştır. Görsel olarak yeniden üretilemeyecek primer gözlemler sahte görüntülerle taklit edilmemiştir.

Mükerrerlik notu: Bu oturumda Verianla veritabanının tam içerik envanterine doğrudan erişim bulunmadığından site içi mükerrer kayıt DOI üzerinden kesin biçimde doğrulanamamıştır. DOI ve özgün başlık, ileride yapılacak mükerrerlik kontrolü için sabit kimlik olarak korunmuştur.

Temel yöntemsel sınır: Bulgular laboratuvar ölçekli film üretimi, karakterizasyon, 4 °C kontrollü sığır eti depolaması ve 28 günlük kontrollü toprak gömme deneyine aittir. Endüstriyel film üretimi, ticari paketleme hattı, değişken soğuk zincir, geniş tüketici paneli, uzun dönem aktif madde salımı ve standardize tam biyobozunma/mineralizasyon bu çalışma tarafından doğrulanmamıştır.