Bitki özütü katkılı aljinat hidrojellerinin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of plant extract incorporated alginate hydrogels
Yazar: ELİF BÜŞRA ZORLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLSÜM AYDIN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Ekolojik dengenin bozulmasına sebep olmaları nedeniyle sentetik polimerlerin kullanımlarının azaltılmasına çalışılmaktadır. Bu amaca yönelik yapılan çalışmalar, biyolojik olarak sentezlenebilen ve doğada kendiliğinden yok olabilen doğal polimerler, diğer bir deyişle biyopolimerler üzerinde yoğunlaşmıştır. Aljinat bu kapsamda yaygın olarak kullanılan doğal polimerlerden biridir. Aljinat esaslı filmler üretilerek antimikrobiyal ve sağlamlaştırıcı maddelerle desteklenebilmekte ve farklı kompozitleri oluşturulabilmektedir. Bu tür biyobozunur filmlere daha verimli, kullanışlı ve dayanıklı olmalarını sağlamak için aktif bileşenler eklenebilmektedir. Bu aktif bileşenlerden biri bitki özütleri olup yapılmış olan bu tez çalışmasında Hibiscus sabdariffa (Hbs) bitki özütü kullanılmıştır. Hbs bitki özütü katkılı aljinat filmler üretilerek fiziksel, mekanik ve antibakteriyel özellikleri açısından karakterizasyonları yapılmıştır. 
Üretilen filmlere değişen oranlarda Hbs özütü (%1-3), gliserol (%10-30) ve CaCO3 (0.01-0.03 g/g aljinat) eklenerek farklı formülasyonlarda kompozit filmler elde edilmiştir. Filmlerin su içeriği, şişme, çözünürlük, kalınlık, antibakteriyel aktivite, FTIR spektrumları, mekanik özellikleri ve optik mikroskop görüntüleri incelenerek farklı oranlardaki ilavelerin belirtilen özelliklere etkileri incelenmiştir. Üretilen tüm film setlerinde artan Hbs özütü miktarlarıyla birlikte filmlerin şişme ve su içeriği değerlerinde anlamlı azalma, çözünürlük değerlerinde ve antibakteriyel aktivitelerinde ise anlamlı bir artış gözlenmiştir. (p<0.05) Farklı oranlarda Hbs özütü ve gliserol ilave edilen her iki grubun kalınlıklarında anlamlı artışlar gözlenmiştir. Buna bağlı olarak her iki film setinin su buharı geçirgenliklerinde de artış profiline rastlanmıştır. İncelenen optik mikroskop görüntülerinde Hbs özütü oranının artmasıyla film yapılarının daha fazla pürüzlü ve gözenekli hale geldiği ve aynı durumun artan gliserol konsantrasyonunda da meydana geldiği görülmüştür. Elde edilen FTIR spektrumlarında Hbs özütünün aljinat film yapısına katılarak etkileşim gösterdiği oluşan yeni pik bandıyla saptanmıştır. Bitki özütü ilavesiyle filmlerin daha kırılgan olduğu tespit edilerek gerilme mukavemeti (TS) ve uzama yüzdelerinde (%E) anlamlı azalış gözlenmiştir. Artan gliserol konsantrasyonlarında ise TS değerleri değişiklik göstermezken, uzama yüzdelerinde %30 gliserol katkılı filmler gliserol eklenmeyen filmlere kıyasla anlamlı artış göstermiştir.  
  Literatür incelendiğinde Hbs özütü katkılı aljinat esaslı film üretimi ile ilgili bir çalışmaya rastlanmamıştır. İlk kez bu tez kapsamında üretilen Hbs özütü katkılı aljinat filmler bu konuda literatüre katkı sağlayacaktır. Elde edilen filmlerin antibakteriyel özellikleri sayesinde gıda ambalajlama veya yara örtüleri gibi uygulamalarda kullanım potansiyelleri bulunmaktadır.

Abstract:
Efforts are being made to reduce the use of synthetic polymers due to the deterioration of ecological balance. Studies for this purpose have focused on natural polymers, in other words biopolymers that can be synthesized biologically and disappear spontaneously in nature. Alginate is one of the natural polymers commonly used in this context. By producing alginate-based films, they can be supported with antimicrobial and strengthening agents and different composites can be formed. Active ingredients can be added to such biodegradable films to make them more efficient, useful and durable. One of these active ingredients is plant extracts. Hibiscus sabdariffa (Hbs) plant extract was used in this thesis study. Hbs plant extract added alginate films were produced and their physical, mechanical and antibacterial properties were characterized.
Composite films in different formulations were obtained by adding different amounts of Hbs extract (1-3%), glycerol (10-30%) and CaCO3 (0.01-0.03 g / g alginate) to the produced films. By examining the water content, swelling, solubility, thickness, antibacterial activity, FTIR spectra, mechanical properties and optical microscope images of the films, the effects of different additions on the specified properties were examined. A significant decrease in the swelling and water content values of the films and a significant increase in the solubility values and antibacterial activities were observed with the increasing amount of Hbs extract in all film sets produced. (p <0.05) Significant increases were observed in the thicknesses of both groups to which different amounts of Hbs extract and glycerol were added. Accordingly, an increase profile was found in the water vapor permeability of both film set insets. In the optical microscope images examined, it was observed that the film structures became more rough and porous with the increase of Hbs extract ratio and the same situation occurred with increasing glycerol concentration. In the FTIR spectra obtained, it was determined that the Hbs extract interacted with the alginate film structure with the new peak band formed. A significant decrease was observed in tensile strength (TS) and elongation percentages (E%), as it was determined that the films were more fragile with the addition of plant extract. While TS values did not change in increasing glycerol concentrations, the elongation percentages of films with 30% glycerol showed a significant increase compared to films without glycerol.
  When the literature is examined, no study has been found on the production of alginate based film with Hbs extract. Hbs extract doped alginate films produced for the first time within the scope of this thesis will contribute to the literature on this subject. Thanks to the antibacterial properties of the films obtained, they have potential use in applications such as food packaging or wound dressings.