Radyasyonla sterilizasyon işlemi sırasında kozmetik ürünlerde ve ürün hammaddelerinde oluşan radikalik arabirimlerin karakterizasyonu
Characterization of radicalic intermediates produced in cosmetics and cosmetic raw materials during the process of sterilization by irradiation
Yazar: İLKNUR ÖZKIRIM ÜSTÜNDAĞ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KORKMAZ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Radyasyon fiziği = Radiation physics ; Radyasyon ölçüm tekniği = Radiation measurement technique

Özet:
Sterilizasyon olarak bilinen mikroorganizmalardan arındırılma işlemi, ürün türüne, bunların değişik koşullar altındaki davranış ve kararlılıklarına bağlı olarak değişir. Sanayide gıdalar, ilaçlar ve kozmetik ürünler yüksek enerjili radyasyonla ışınlanıp içerdikleri mikroorganizmalardan arındırılarak ve/veya bu mikroorganizmaların üremeleri durdurularak raf ömürlerinin uzatılması yoluna gidilir. Ancak radyasyonla sterilizasyonun sonucunda, ışınlanan ürünlerde radyolitik araürünler oluşabilir. Bu nedenle oluşan araürünlerin; türlerinin, yapılarının, miktarlarının ve kararlılıklarının belirlenmesi gerekir.Bu tez çalışmasında, çok kullanılan çok sayıda kozmetik ürün, ürün hammaddesi ya da bileşeninin radyasyonla sterilizasyona uygun olup olmadıkları araştırıldı. Bu amaca yönelik olarak; elliden fazla kozmetik ürün, ürün hammaddesi ya da bileşeni, Dünya Sağlık Örgütünün (WHO) izin verdiği 1?25 kGy doz aralığında, 60Co gama ışınlarına tutulup oluşan ve kökçe karakteri sergileyen araürünlerin türleri, yapıları, miktarları ve kararlılıkları Elektron Spin Rezonans (ESR) spektroskopisi ile incelendi.Işınlamadan önce yapılan değerlendirmelerde hiçbir ürün, ürün hammaddesi veya bileşeninin kökçe yapısına sahip birimler içermediği, buna karşın pudra gibi pembe renge sahip ürünlerin, Mn+2 iyonunun karakteristiği olan, altı aşırı ince yapı rezonans çizgisine sahip ESR sinyali verdikleri belirlendi. Işınlanarak incelenen kozmetik ürün, ürün hammaddesi ya da bileşenlerinin radyasyona duyarlı olmayan ve kısmen duyarlı olan olmak üzere iki gruba ayrıldıkları belirlendi. Duyarlı olmayanların ışınlama ile çok düşük düzeyde, başka deyimle kullanılan spektrometrenin duyarlılık sınırları içersine düşmeyen düzeyde, moleküler yıkıma uğradıkları değerlendirilmesi yapılarak bunların radyasyonla sterilizasyona uygun olduklarına karar verildi. Radyasyona kısmen duyarlı olan ve radyolitik araürünlerinin karakterizasyonları henüz yapılmamış olan kreatin (KR(1)), kreatinin (KR(2)), metil paraben (MP), bütil paraben (BP), sodyum metil paraben (SMP), sodyum propil paraben (SPP), triklosan (TRS) ve allantoin (ALN) gibi kozmetik sanayinde çok kullanılan bileşiklerde ışınlama sonucunda oluşan araürünlerin karakterizasyonları yapılarak, bu bileşikleri içeren kozmetik ürünlerinin radyasyonla sterilizasyona uygun olup olmadıkları araştırıldı. 25 kGy'lik ışınlama dozu üst limitinde bile bu bileşiklerde oluşan moleküler yıkımların milyonda bir düzeyinin altında kaldığı belirlenerek bunları içeren ürünlerin de radyasyonla sterilize edilebilecekleri sonucuna varıldı. Ayrıca radyasyona kısmen duyarlı ve araürünleri kararlı ya da kısmen kararlı olan bileşiklerin 1?25 kGy aralığındaki dozimetrik potansiyelleri de incelenerek bunların radyasyon kaza dozimetre malzemesi olarak kullanılıp kullanılamayacakları da araştırıldı.

Abstract:
Sterilization which is known as elimination of microorganisms depends on the product types and on their stabilities. In industry; foods, drugs and cosmetics are irradiated with high energy radiations to prolong their shelf-lives by eliminating and/or by slowing down the proliferations of the microorganisms. However; radiolytic intermediates might be produced in irradiated products. Thus, the types, structures, quantities and stabilities of these intermediates must be determined.Studies have been performed to determine whether sterilization by radiation was suitable for frequently used cosmetics, cosmetic raw materials or their ingredients. In this respect, more then fifty cosmetics, cosmetic raw materials or their ingredients were irradiated with 60Co gamma rays in the 1-25 kGy dose range permitted by World Healt Organization (WHO) and the types, structures, quantities and stabilities of the intermediates exhibiting radical characteristics were investigated.Evaluations performed before irradiation were shown that none of the studied cosmetics, cosmetic raw materials or their ingredients presents radical species, but cosmetics such as face powders of pink color were observed to exhibit an ESR signal with six hyperfine lines characteristics of Mn+2 ion. Investigated cosmetics, cosmetic raw materials and their ingredients were found to be divided in to nonsensitive and the weakly sensitive groups. Those belonging to nonsensitive group were considered undergoing minor molecular damages not falling in to the detection limits of the used ESR spectrometer. Therefore, it was concluded that they were suitable for sterilization by radiation. The position of the weakly sensitive group toward sterilization by radiation was studied through the characterization of the radical species produced in the compounds frequently used in cosmetic industry as ingredients such as kreatin (KR(1)), kreatinin (KR(2)), methyl paraben (MP), buthyl paraben (BP), sodium methyl paraben (SMP), sodium propil paraben (SPP), triclosan (TRS) and allantoin (ALN). In these ingredients, the level of the molecular degradations were calculated to be less than one per million even at maximum irradiation dose limit, that is, at 25 kGy. Basing on this finding it was concluded that cosmetics containing the above mentioned compounds as ingredient could be sterilized by radiation. The dosimetric potential of these ingredients weakly sensitive to gamma radiation and having relatively stable species were also investigated in the dose range of 1-25 kGy to determine whether they could be used in measuring doses encountered in radiation accident.