Arı polenin ve elma sirkesinin kitosan ile enkapsülasyonu
Encapsulation of bee pollen and apple cider vinegar with chitosan
Yazar: BUSE KERESTECİ
Danışman: DOÇ. GÜLAY BAYSAL
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Vücudun işlevini yerine getirmesi için gerekli olan temel ve bazı esansiyel besinleri içeren ve bal arıları tarafından üretilen arı poleni, protein, şeker, fenolik bileşikler, lif ve vitaminlerden oluşmaktadır. Son zamanlarda, antifungal, antikanserojenik, antiinflamatuar, antioksidan, bağışıklık düzenleyici ve yara iyileşmesi dâhil olmak üzere sağlığı pozitif yönde etkileri sebebiyle araştırılmaya başlanmıştır. Antibiyotiklere direnç gösteren patojenlerin artmasıyla, yeni antimikrobiyal ajanlar araştırılmaktadır. Elma sirkesi, yüksek antimikrobiyal aktivitesi sebebiyle çalışmada kullanılmıştır. Kitosan doğal kaynaklı, toksik etkiye sahip olmayan, ekonomik olması, gıdalarda; antioksidan ve antimikrobiyal etkisi, emülsiyon oluşturma, nem tutma gibi özelliklerinden dolayı tercih edilmiştir. Bu çalışmada, bir polisakkarit olan kitosan, arı poleni ve elma sirkesi ile kapsüllendi. Kapsülleme işleminde dondurarak kurutma yöntemi kullanıldı. Dondurarak soğutma sıcaklığı -80 oC olarak belirlendi. Elde edilen kapsüllenmiş kitosan bileşikleri Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi  (FTIR) analiz edildi ve kriyoskopi yöntemi ile molekül ağırlıkları belirlendi. Sentezlenen bileşiklerin toplam fenol bileşik miktarları ve % antioksidan aktivitesi UV spektrofotometresiyle hesaplandı ve antioksidan bileşiklerin enkapsülasyonda yükleme kapasiteleri belirlendi. Elde edilen CSx ve CS y bileşiklerin antibakteriyel analizleri ve yüzey aktivite analizleri Listeria Monositogenes, Staphylococcus aureus, E.coli ve Salmonella bakterilerine karşı kuyu difüzyon metodu ve Zeiss mikroskop kullanılarak analiz edildi. Analiz sonuçlarına göre, CSx ve CSy bileşiklerinin toplam fenol miktarları sırasıyla 34 ve 35 mg/100x10-6 mgGAE ve %antioksidan aktivite değerleri sırasıyla ve % 92.4 ve 93 olarak belirlendi. Molekül ağırlıkları kitosan (CS), CSx ve CSy bileşikleri için sırasıyla 67, 85 ve 140 kDa olarak hesaplandı. Antioksidan bileşiklerin enkapsülasyonda yükleme kapasiteleri CSx ve CSy için sırasıyla %84.8 ve %90.8 olarak analiz edildi. Antibakteriyel analiz sonuçlarına göre en büyük inhibisyon zonları L.monocytogenes bakterisine karşı meydana geldi. Yüzey aktivite analizlerinde ise polen, elma sirkesi, kitosan ve CSy bileşiği dört farklı bakteriye karşı yüksek bir yüzey aktivite gösterirken sadece CSx bileşiği S.aureus bakterisine karşı yüzey aktivite göstermemiş olup diğer bakterilere karşı anlamlı aydınlık ve parlak yüzeyler elde edilmiştir.
 Anahtar kelimeler: Polen, Kitosan, Elma Sirkesi, Enkapsülasyon, Dondurarak-Kurutma

Abstract:
Bee pollen, which is produced by honey bees and contains basic and some essential nutrients necessary for the body to function, consists of protein, sugar, phenolic compounds, fiber and vitamins. Recently, it has been investigated for its positive effects on health, including antifungal, anticarcinogenic, anti-inflammatory, antioxidant, immunomodulatory and wound healing. With the increase of pathogens resistant to antibiotics, new antimicrobial agents are being investigated. Apple cider vinegar was used in the study due to its high antimicrobial activity. Chitosan has been preferred because of being natural origin, non-toxic and economical and it is used in foods for antioxidant and antimicrobial effects, emulsification, and moisture retention. In this study, chitosan, a polysaccharide, was encapsulated with bee pollen and apple cider vinegar. The freeze-drying method was used in the encapsulation process. The freeze cooling temperature was determined as -800C. The encapsulated chitosan compounds were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and their molecular weights were determined by cryoscopy method. Total phenol compound amounts and % antioxidant activity of the synthesized compounds were calculated by UV spectrophotometer and the loading capacity of antioxidant compounds in encapsulation was determined. Antibacterial analyzes and surface activity analyzes of the obtained CSx and CS y compounds were analyzed against Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Salmonella typhimurium bacteria using the well diffusion method and Zeiss microscope. According to the results of the analysis, the total phenol amounts of CSx and CSy compounds were determined as 34 and 35 mg/100x10-6 mgGAE, and the % antioxidant activity values were 92.4% and 93%, molecular weights were calculated as 67, 85 and 140 kDa for chitosan (CS), CSx and CSy compounds, respectively. The encapsulation loading capacities of antioxidant compounds were analyzed as 84.8% and 90.8% for CSx and CSy, respectively. According to the antibacterial analysis results, the biggest inhibition zones occurred against Listeria monocytogenes bacteria. In the surface activity analysis, while pollen, apple cider vinegar, chitosan and CSy compound showed high surface activity against four different bacteria, only CSx compound did not show surface activity against Staphylococcus aureus bacteria, and significant bright and bright surfaces were obtained against other bacteria.
Keywords: Pollen, Chitosan, Apple Cider Vinegar, Encapsulation, Freeze-Drying