Zeytin yaprağı ekstraktının niozom tekniği ile mikroenkapsülasyonu ve antimikrobiyal aktivitesi
Niosomal encapsulation of olive leaf extract and its antimicrobial activity
Yazar: AYGÜL CAN
Danışman: YRD. DOÇ. ÇİĞDEM PALA
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Zeytin ağacı (Olea europaea L.) yaprakları, başta oleuropein olmak üzere yüksek miktarda fenolik içermesiyle nutrasötik açıdan zengin bir ham maddedir. Zeytin yaprağı ekstraktındaki (ZYE) oleuropein ve diğer fenolikler, gıda sektöründe doğal antimikrobiyal maddeler olarak önemli potansiyele sahiptir. Ancak, ZYE'nin acı tadı kullanımını sınırlamaktadır. Niosomal mikroenkapsülasyon tekniği, acı tadı maskelemek ve antimikrobiyal maddenin gıdaya veya bakteri hücresine difüzyonunu arttırmak gibi bazı avantajlara sahiptir. Dolayısıyla, bu çalışmanın temel amacı farklı kültür çeşitlerine ait zeytin ağacı yapraklarından elde edilen ZYE'nin oleuropein içeriği ve antioksidan özelliklerinin incelenmesi ile birlikte ZYE ve ZYE yüklü niozomların antimikrobiyal ajan olarak kullanımının araştırılmasıdır.
ZYE'nin oleuropein içeriği ve antioksidan özelliklerinin belirlenmesi amacıyla, Türkiye'den ve İtalya olmak üzere toplamda 25 adet zeytin ağacından temin edilen yapraklar analiz edilmiştir. Analiz örnekleri arasında toplam fenol (49,36±0,65 mg GAE/g km), toplam flavonoid (3,63±0,28mg QE/g km) ve oleuropein (49,65±0,40 mg/g km) içeriği bakımından en yüksek sonuçları İtalya'dan toplanan Peranzana çeşidinden hazırlanan ekstrakt vermiştir. Antioksidan aktivite sonuçlarına göre en yüksek CUPRAC (162,86±7,85 mg TE/g km) ve en düşük IC50 değeri (0,29±0,02 mg/mL) yine Peranzana örneğinde belirlenmiştir.
Listeria innocua ATCC 33090, Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella typhimurium ATCC 14028 ve metisilin dirençli Staphylococcus aureus (MRSA) gibi gıda kaynaklı patojenlerin inhibisyonu için, antimikrobiyal ajan olarak ZYE ve ZYE yüklü niozomların kullanımı araştırılmıştır.
Niozomlar, lipit film hidrasyon yöntemi ve ultrases destekli boyut küçültme tekniği ile hazırlanmıştır. Formülasyonda lipit olarak Span 60 ve kolesterol, etken madde olarak ise liyofilize ZYE 1:1:1 (w/w) oranında kullanılmıştır. ZYE yüklü niozomlar morfolojik olarak incelenmiş ve enkapsülayon verimi (%41,92±0,81), ortalama partikül boyutu (2,66±1,25 μm) ve zeta potansiyeli (-34,16±6,48 mV) belirlenmiştir.
Seçilmiş patojenler için ZYE, ZYE yüklü ve boş niozomların minimun inhibitör konsatrasyonları (MIK) mikrodilüsyon metoduyla incelenmiştir. ZYE için sonuçlar E. coli, S. typhimurium ve L. innocua'ya karşı MIK değerinin 150 mg (3,4 mg oleuropein içermekte)/mL olduğunu göstermiştir. Malesef, ZYE yüklü niozomlar [150 mg (229,6 μg, oleuropein içermekte)/ml] patojenler üzerinde herhangi bir antimikrobiyal etki göstermemiştir. Ancak, MRSA'ya karşı ZYE'nin [2,34 mg (70,6 μg oleuropein)/mL] ve ZYE yüklü niozomların [150 mg (229,6 μg oleuropein içermekte)/mL] MIK değerleri diğer üç patojene göre çok daha düşük bulunmuştur. Sonuç olarak, ZYE yüklü niozomlar, MRSA'nın kontrolünde yeni bir antimikrobiyal taşıma sistemi olarak umut verici bir değere sahiptir.

Abstract:
Olive tree (Olea europaea L.) leaves are nutraceutically valuable raw materials that contain high amount of phenolic phytochemicals, especially Oleuropein. Oleuropein and other phenolics in the olive leaf extract (ZYE) have significant potential as natural antimicrobials in food sector. Unfortunately, bitter taste of ZYE limits its usage. Niosomal microencapsulation technique has some advantages such as masking the bitter taste and improving the diffusion of antimicrobial agent to food or a bacterial cell. The main aim of the study is to determine oleuropein content and antioxidant peoperties of ZYE obtained leaves from different cultivars of olive tree and to investigate the use of ZYE and ZYE loaded niosomes as antimicrobial agents. 
25 samples collected from Turkey and Italy were analyzed in order to determine the antioxidant activity of ZYE. In all varieties, ZYE made from Peranzana had the highest total phenol (49,36±0,65 mg GAE/g dw), flavonoid (3,63±0,28 mg QE/g dw) and oleuropein (49,65±0,40 mg/g dw) content. The highest CUPRAC (162,86 ± 7,85 mg TE/g dw) and the lowest IC50 value of (0.29 ± 0.02 mg/mL) were also determined in Peranzana according to antioxidant activity results.
ZYE and ZYE encapsulated niosomes as an antimicrobial agent for the inhibition of foodborne pathogens, including Listeria innocua ATCC 33090, Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella typhimurium ATCC 14028 and Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) are investigated.
Niosomes are prepared using lipid film hydration method followed by ultrasound-assisted size reduction technique. The ratios of lipids (Span 60 and cholesterol) and active (ZYE) was 1:1:1 (w/w), respectively. The obtained niosomes are characterized in terms of morphology, entrapment efficiency (41,92±0,81 %), average particle size (2,66±1,25 μm) and zeta-potential (-34,16±6,48 mV). 
The minimum inhibitory concentrations (MIC) of ZYE, ZYE loaded and empty niosomes for control strains were investigated using a micro dilution method. The results showed that MIC values of ZYE were 150 mg (contains 3.4 mg oleuropein)/mL for E. coli, S. typhimurium and L. innocua. Unfortunately, ZYE loaded niosomes [150 mg (contains 229,6 μg oleuropein)/mL] did not show any antimicrobial effect on these pathogens. Conversely, MIC values of ZYE [2,34 mg (contains 70,6 μg oleuropein)/mL] and ZYE loaded niosomes [150 mg (contains 229,6 μg oleuropein)/mL] for MRSA were much lower than the other three pathogens. In conclusion, ZYE loaded niosomes has promising value as a novel antimicrobial delivery system to control MRSA.