Tetra bitkisinin (cotinus coggygria) antimikrobiyal aktivitesinin belirlenmesi ve gıda işletmelerinde kullanılan yüzeylerde oluşan biyofilm üzerine etkisinin incelenmesi
Determination of antimicrobial activity of tetra (cotinus coggygria) and investigation of the effect of biofilm on the surfaces used in food industry
Yazar: GİZEM GÜLHAN
Danışman: PROF. DR. DUYGU KIŞLA
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada belirli çözgenlerle [etanol, etanol-su (60:40), su] ekstraktları elde edilen tetra bitkisinin (Cotinus coggygria) öncelikle yapılan Minimum İnhibisyon Konsantrasyonu (MİK) testleri ile Salmonella enterica subsp. enterica serotype Typhimurium CCM 5445, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Listeria monocytogenes Scott A, Escherichia coli DSM 1103, Candida albicans ATCC 10239, Saccharomyces cerevisiae (gıda izolatı), Aspergillus niger (gıda izolatı) ve Penicillium nigricans (gıda izolatı) mikroorganizmalarına karşı antimikrobiyal aktivitesinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Sonraki aşamada etanol-su ekstraktının S. Typhimurium, S. aureus, L. monocytogenes, E. coli bakterileri ile paslanmaz çelik ve yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) yüzeylerde oluşturulan biyofilmler üzerindeki etkinliği kuarterner amonyum bileşiklerini (KAB) içeren bir dezenfektan ile karşılaştırılarak belirlenmiştir. Bununla birlikte etanol-su ekstraktının antioksidan aktivitesi 1,1-Difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH) radikali kullanılarak belirlenmiştir. Bitkinin etanol ve etanol-su ekstraktlarının MİK değerlerinin sırası ile 4,69 - 150 mg / ml ve 4,69 - 75 mg / ml aralığında değiştiği gözlenmiştir. Su ekstraktının antimikrobiyal aktivitesinin genel olarak diğer ekstraktlara göre daha düşük olduğu ve MİK değer aralığının ise 18,75- 300 mg / ml olduğu gözlenmiştir. Tüm bakteriler arasında, S. aureus için etanol ekstraktının en düşük Minimum Bakterisidal Konsantrasyonu (MBK) değeri 150 mg / ml olarak belirlenmiştir. Etanol-su ekstraktının en iyi bakterisidal aktivitesi ise S. aureus ile E. coli üzerinde gözlenmiş ve MBK değeri her iki bakteri için de 37,5 mg / ml olarak belirlenmiştir. Tüm bakteriler arasında, su ekstraktının en düşük MBK değeri ise S.aureus için 150 mg / ml olarak belirlenmiştir. Etanol ve etanol-su ekstraktlarının Minimum Fungisidal Konsantrasyonu (MFK) değerleri S. cerevisiae ve P. nigricans için sırası ile 18,75 ve 75 mg / ml olarak belirlenirken su ektstraktının hiçbir mikroorganizmaya karşı MFK değeri belirlenmemiştir. Etanol-su ekstraktının paslanmaz çelik yüzeylerde oluşturulan biyofilm miktarlarında 0,48 - 2,47 log kob / cm2 aralığında ve istatistiksel olarak (p<0,05) anlamlı bir şekilde azalma sağladığı gözlenmiştir. YYPE yüzeylerdeki biyofilm miktarlarında ise 0,13 ile 2,18 log kob / cm2 aralığında azalma sağlanmıştır. YYPE yüzeylerdeki biyofilmler arasında E. coli biyofilmleri hariç tüm biyofilmlerde ekstrakt uygulaması ile istatistiksel olarak anlamlı (p<0,05) bir azalma gözlenmiştir. Bununla birlikte L. monocytogenes tarafından oluşturulan biyofilmlerin ekstrakt uygulamasına en duyarlı biyofilm olduğu gözlenmiştir. Çalışmada, kullanım talimatında belirtilen konsantrasyon aralığına uygun olarak 400 ppm konsantrasyonda hazırlanan KAB bazlı dezenfektan çözeltilerinin ise her iki yüzeyde oluşturulan biyofilmleri tamamen uzaklaştırdığı gözlenmiştir. Tetra bitkisinin etanol-su ekstraktının antioksidan aktivitesinin bir göstergesi olan IC50 değeri 39,06 µg / ml olarak belirlenmiştir.
Anahtar sözcükler: Cotinus coggygria, tetra, MİK, biyofilm, kuarterner amonyum bileşikleri

Abstract:
In this study, it was aimed to determine the antimicrobial activity of the ethanol, ethanol-water (60:40) and water extracts of Cotinus coggygria against Salmonella enterica subsp. enterica serotype Typhimurium CCM 5445, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Listeria monocytogenes Scott A, Escherichia coli DSM 1103, Candida albicans ATCC 10239, Saccharomyces cerevisiae (food isolate), Aspergillus niger (food isolate) and Penicillium nigricans (food isolate) by using Minimum Inhibition Concentration (MIC) tests. In the next stage, the efficacy of the ethanol-water extract against biofilms of S. Typhimurium, S. aureus, L. monocytogenes, E. coli on stainless steel and high density polyethylene (HDPE) surfaces was determined in comparison with a quaternary ammonium compounds (QAC) based disinfectant. Furthermore, antioxidant activity of ethanol-water extract was determined using 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical. It was observed that the MIC values of the ethanol and ethanol-water extracts ranged from 4.69 to 150 and from 4.69 to 75 mg / ml, respectively. It was determined that the antimicrobial activity of water extract is generally lower than the other extracts and observed that the MIC range was 18.75-300 mg / ml. Among all bacteria, the lowest Minimum Bactericidal Concentration (MBC) of ethanol extract was determined as 150 mg / ml for S. aureus. The best bactericidal activity of ethanol-water extract was observed on S. aureus and E. coli bacteria and MBC value was determined as 37.5 mg / ml for both bacteria. Among all bacteria, the lowest MBC value of the water extract was determined as 150 mg / ml for S.aureus. While the Minimum Fungicidal Concentration (MFC) values of ethanol and ethanol-water extracts were determined as 18.75 and 75 mg / ml, for S. cerevisiae and P. nigricans, respectively, the MFC value of the water extract for any microorganisms was not determined. It was observed that ethanol-water extract provided a statistically significant (p<0.05) decrease between 0.48 - 2.47 log cfu / cm2 in the amount of biofilms formed on stainless steel surfaces. The amount of biofilm on HDPE surfaces decreased in the range of 0.13 to 2.18 log cfu / cm2. Among the biofilms on HDPE surfaces, a statistically significant (p<0.05) decrease by extract application was observed in all biofilms except E. coli biofilms. Moreover, it was observed that the biofilms produced by L. monocytogenes were the most sensitive biofilms to the extract application. In the study, it was observed that QAC-based disinfectant solutions prepared at the concentration of 400 ppm, in accordance with the instructions for use, completely removed the biofilms formed on both surfaces. IC50 value, which is an indicator for antioxidant activity of ethanol-water extract of tetra plant, was determined as 39.06 µg / ml.
Keywords: Cotinus coggygria, tetra, MIC, biofilm, quaternary ammonium compounds