Yeni derin ötektik çözücülerin sentezi ile bazı origanum türlerinin ekstraksiyonu, gc-ms analizi ve biyolojik aktivite uygulamaları
Synthesis of new deep eutectic solvents and extraction of some origanum species, gc-ms analysis and biological activity applications
Yazar: NEVİN ULAŞ ÇOLAK
Danışman: PROF. DR. AHMET YAŞAR
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Kimya = Chemistry
Dizin: Antimikrobiyal aktivite = Antimicrobial activity ; Antioksidan aktivite = Antioxidant activity ; Bitki fenolikleri = Plant phenolics ; Gaz kromatografisi = Gas chromatography ; Yağlar-uçucu = Oils-volatile ; Yüksek basınç sıvı kromatografisi =

Özet:
Bu tez çalışmasında, yeşil kimyanın önemli konularından biri olan derin ötektik çözücülerin sentezi ve çözücü özelliklerinin genel çözücülere kıyasla fenolik bileşenlerin ekstraksiyonu ve uçucu yağ eldelerinde ön muamele reaktifi olarak kullanımı değerlendirilmiştir. Elde edilen uçucu bileşenler ve derin ötektik çözücülerle elde edilen ekstraktların antioksidan ve antimikrobiyal aktiviteleri incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Sentezlenen derin ötektik çözücülerin infrared ve diferansiyel taramalı kalorimetrik analizleri karakterizasyon özellikleri aydınlatılmıştır. Tez çalışmasında kullanılan bitki türleri Labiatae (Lamiaceae) familyasından Origanum micranthum ve Origanum minutiflorum olarak seçilmiştir. Uçucu yağlar için p-kumarik asit-tert butil amonyum bromür kullanılmıştır. Ön muamele yapılmadan elde edilen uçucu bileşen sayısı sırasıyla 20 ve 27, döç ile edilen uçucu bileşen sayısı ise 52 ve 58 olarak tespit edilmiştir. Elde edilen uçucu yağların antioksidan aktiviteleri FRAP, CUPRAC ve DPPH testleri ile analiz edildi. FRAP ve CUPRAC testleri troloks eş değeri olarak, DPPH testleri ise SC50 değerleri olarak verilmiştir. Antimikrobiyal aktiviteler için patojen özellikli 1 mantar ve 4 bakteri üzerinde çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Ön muamele yapılmadan elde edilen yağların daha yüksek antioksidan aktiviteye sahip olduğu görülmüştür. Ön muamele ile elde edilen uçucu yağların daha yüksek antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu görülmüştür. Ekstraksiyon prosedürü Design Expert 11.1.2 kullanılarak optimize edildi. Ekstraksiyon sürecine en çok etki eden parametreler derin ötektik çözücü hacmi, ekstraksiyon süresi ve sıcaklık olarak tespit edildi. Daha sonra Box-Behnken tasarımı ile merkez noktada 3 tekrarlı 3 parametre için çoklu regresyon analizi uygulanmıştır. Elde edilen model karesel ve anlamlı sonuç vermiştir. Yapılan ANOVA analizine göre R² 0.9727, CV % 5.08, Standart sapma 3.66, sinyal/gürültü oranı 14.474 olarak bulunmuştur. Derin ötektik çözücü olarak 1-hegzadekanol- timol ve 1-oktadekanol- timol çözücüleri kullanılmıştır. Fenolik bileşenlerin tespiti için kullanılan yöntem valide edilmiştir. Validasyon parametreleri sistem uygunluk, doğrusallık, algılama limiti ve ölçüm limiti, geri kazanım ve seçicilik olarak belirlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, the synthesis of deep eutectic solvents, which is one of the important topics of green chemistry, and their solvent properties compared to general solvents, the extraction of phenolic compounds and their use as a pretreatment reagent in essential oil extraction were evaluated. The antioxidant and antimicrobial activities of the extracts obtained with the volatile components and deep eutectic solvents were examined and compared. Infrared and differential scanning calorimetric analysis and characterization properties of synthesized deep eutectic solvents were elucidated. The plant species used in the thesis study were selected as Origanum micranthum and Origanum minutiflorum from the Labiatae family. p-coumaric acid- tert butyl amonium bromide was used for essential oils. The number of volatile components obtained without pretreatment was determined as 20 and 27, respectively, and the number of volatile components obtained with des was determined as 52 and 58. The antioxidant activities of the essential oils obtained were analyzed by FRAP, CUPRAC and DPPH tests. FRAP and CUPRAC tests are given as trolox equivalent, and DPPH tests are given as SC50 values. For antimicrobial activities, studies were carried out on 1 fungus and 4 bacteria with pathogenic properties. It was observed that the oils obtained without pretreatment had higher antioxidant activity. Essential oils obtained by pretreatment were found to have higher antimicrobial activity. The extraction procedure was optimized using the Design Expert 11.1.2. The most influential parameters on the extraction process were determined as deep eutectic solvent volume, extraction time and temperature. Then, with the Box-Behnken design, multiple regression analysis was applied for 3 parameters with 3 repetitions at the central point. The obtained model gave square and significant results. According to the ANOVA analysis, the R² was 0.9727, the CV was 5.08%, the standard deviation was 3.66, and the signal/noise ratio was 14,474. 1-hexadecanol-thymol and 1-octadecanol-thymol solvents were used as deep eutectic solvents. The method used for the detection of phenolic compounds has been validated. Validation parameters were determined as system suitability, linearity, detection limit and measurement limit, recovery and selectivity.