Nano/mikroelmüsiyonla stabilize edilmiş defne esansiyel yağının aromatik, antimikrobiyal ve antioksidan özelliklerinin belirlenmesi
Determination of aromatic, antimicrobial and antioxidant properties of nano/microemulsion stabilized laurel essential oil
Yazar: MEHMET MERT BERBER
Danışman: PROF. DR. YONCA YÜCEER
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Defne, yapraklarında ve meyvelerinde içerdiği uçucu yağlar bakımından değerli bir bitkidir. Türkiye, Dünya'da kaliteli defne ihracatçısı birkaç ülkeden biridir. Fonksiyonel bazı özelliklere sahip olan defne bitkisinin yaprakları kurutularak, baharat veya esansiyel yağ elde etmek amacıyla kullanılabilmektedir. Bu çalışmada, defne esansiyel yağını kararlı hale getirmek amacıyla amilopektin ve arap zamkı stabilizörleri kullanılarak nano/mikroemülsiyon formülasyonlarının hazırlanması ve karakteristik fiziksel, kimyasal, mikrobiyolojik ve duyusal bazı özelliklerinin ortaya konması amaçlanmıştır. Defne yapraklarından (Laurus nobilis), Mikrodalga Destekli Clevenger Cihazı ile elde edilen esansiyel yağın antimikrobiyal ve antioksidan aktiviteleri, uçucu bileşenleri ve duyusal özellikleri belirlenmiştir. Defne esansiyel yağının Escherichia coli standart suşuna karşı inhibisyonu (zon çapı) 10,5 mm, Staphylococcus aureus standart suşuna karşı inhibisyonu ise 19,0 mm olarak belirlenmiştir. Antioksidan aktivitesi 70,56 mM troloks/mL örnek olarak belirlenen defne esansiyel yağında en yüksek oranda 1,8-cineole, sabinene, linalool L ve α-terpinenyl acetate uçucu bileşenleri tespit edilmiştir. Çalışmada, amilopektin ve arap zamkı stabilizörleri kullanılarak hazırlanan emülsiyonların parçacık boyutu, bulanıklık, viskozite, renk gibi fiziksel özellikleri ile antimikrobiyal ve antioksidan aktiviteleri, uçucu bileşenleri ve duyusal özellikleri belirlenmiştir. Emülsiyonların parçacık boyutları 328-567 nm arasında değişkenlik gösterirken arap zamkı emülsiyonunun amilopektin emülsiyonuna göre iki aylık depolama boyunca stabilitesini daha iyi koruduğu saptanmıştır. Antimikrobiyal analiz sonucu amilopektin ve arap zamkı emülsiyonlarının E. coli ve S. aureus bakterilerinin gelişimini engellediği belirlenmiştir. Ayrıca gıda uygulaması amacıyla nano/mikroemülsiyonlar, portakal sularına eklenerek antibakteriyal, antioksidan aktivitesi ve uçucu bileşenleri belirlenmiş, duyusal özellikleri ortaya konmuştur. Emülsiyon ilave edilmemiş portakal suyunun antioksidan aktivitesi 2,58 mM troloks/mL örnek olarak belirlenmiştir. Amilopektin ve Arap zamkı emülsiyonu ilave edilen portakal sularının antioksidan aktiviteleri sırasıyla 3,36, mM troloks/mL örnek ve 3,47 mM troloks/mL örnek olarak tespit edilmiştir. Emülsiyon ilave edilen portakal sularının, emülsiyon ilave edilmemiş portakal sularına göre E. coli ve S. aureus üzerine inhibe edici özelliğinin yüksek olduğu saptanmıştır. Defne esansiyel yağının, nano/mikroemülsiyon formülasyonları ile kararlı hale getirilmesi ve gıdalarda kullanılan katkı maddelerine alternatif, antimikrobiyal ve antioksidan özelliğe sahip doğal bir katkı maddesi olarak kullanılabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Laurel is a valuable plant in terms of essential oils contained in its leaves and fruits. Turkey, is one of the few countries in the world exporter of high quality laurel. The leaves of the laurel plant, which has some functional properties, can be dried and used to obtain spice or essential oils. In this study, it was aimed to prepare nano/microemulsion formulations by using amylopectin and gum arabic stabilizers in order to stabilize laurel essential oil and to reveal some characteristic physical, chemical, microbiological and sensory properties. Antimicrobial and antioxidant activities, volatile compounds and sensory properties of essential oil, obtained from laurel leaves (Laurus nobilis) with Microwave-Assisted Clevenger Device were determined. The inhibition (zone diameter) of laurel essential oil against Escherichia coli standard strain was determined as 10,5 mm, and the inhibition against Staphylococcus aureus standard strain was determined as 19,0 mm. In laurel essential oil, whose antioxidant activity was determined as 70,56 mM trolox/mL sample, the highest percentage of volatile components of 1,8-cineole, sabinene, linalool L and α-terpinenyl acetate were detected. In this study, physical properties such as particle size, turbidity, viscosity, color and antimicrobial and antioxidant activities, volatile components and sensory properties of emulsions prepared using amylopectin and gum arabic stabilizers were determined. While the particle sizes of the emulsions vary between 328-567 nm, it has been determined that the gum arabic emulsion preserves its stability better during two months of storage compared to the amylopectin emulsion. As a result of the antimicrobial analysis, it was determined that amylopectin and gum arabic emulsions prevent the growth of E. coli and S. aureus bacteria. In addition, nano/microemulsions were added to orange juices for food application, and their antibacterial, antioxidant activity and volatile components were determined, and their sensory properties were revealed. Antioxidant activity of orange juice without emulsion was determined as 2,58 mM trolox/mL sample. Antioxidant activities of orange juices with amylopectin and gum Arabic emulsions were 3,36 mM trolox/mL and 3,47 mM trolox/mL sample, respectively. It was determined that the inhibitory properties of the emulsion-added orange juices on E. coli and S. aureus were higher than those without emulsion. It is thought that laurel essential oils can be stabilized with nano/microemulsion formulations and can be used as an alternative to additives used in foods, as a natural additive with antimicrobial and antioxidant properties.