Elektrodöndürme tekniği ile üretilen kurkumin yüklü gliadin nanoliflerinin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of curcumin loaded gliadin nanofiber by electrospinning method
Yazar: PERİHAN KÜBRA ÇİÇEK
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA TAHSİN YILMAZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Gıda endüstrisinde de gıda ürünlerinin raf ömrünün uzatılması, fonksiyonelleştirilerek yararlı etkilerinin artırılması ve doğal biyokoruyucularla muhafazasının sağlanması amacıyla gerçekleştirilen nanoteknolojik uygulamalarda protein gibi doğal polimerlerin kullanımı büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla kullanılan proteinlerden biri de gluten proteininin büyük fraksiyonlarından biri olan gliadindir. Gliadin, insan metabolizması ile uyumlu olması ve mide mukozasında oldukça iyi tutunması sayesinde pek çok gıda ürününün muhafazası ve fonksiyonelleştirilmesinde kullanılan biyoaktif maddelerin taşınmasında önemli bir rol oynamaktadır. 
Bu çalışmada, doğal biyoaktif bileşenlerden biri olan kurkumin, elektrodöndürme yöntemi ile gliadin proteininin içine enkapsüle edilerek, farklı konsantrasyonlarda (%2, %5 ve %10) kurkumin yüklü nanolifler üretilmiş ve karakterize edilmiştir.
İlk etapta, elektrodöndürme işlemine tabi tutulacak kurkumin içeren ve içermeyen polimer çözeltilerinin reolojik analizi yapılarak akış davranışları belirlenmiştir. Buna göre, bütün çözeltilerin Newtonian akış modeli sergilediği belirlenmiştir. İkinci etapta, üretilen nanoliflerin ATR-FTIR ile moleküler karakterizasyonu, DSC ile termal karakterizasyonu, SEM ile morfolojik karakterizasyonu ve XRD ile yapısal karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bunlarla birlikte nanoliflerin enkapsülasyon etkinliği, floresans emisyon özelliği, zeta potansiyel ile dispersiyon stabilitesi, in vitro kontrollü salınımı, antioksidan aktivitesi ve antibakteriyel aktivitesi belirlenmiştir. Yapılan analizlerin sonucunda, kurkuminin %80-85 oranında enkapsüle edildiği ve elde edilen kurkumin yüklü nanoliflerin kurkumin konsantrasyonu artışı ile doğru orantılı olarak %56-90 oranında antioksidan aktivite ve %60-87 oranında antibakteriyel aktivite gösterdiği belirlenmiştir. DSC analizi, kurkuminin gliadin nanoliflerinin termal stabilitesini artırdığını göstermiştir. Nanoliflerdeki kurkumin konsantrasyonu arttıkça termal stabilite de artış göstermiştir. SEM görüntüleri ile nanoliflerin oldukça homojen ve pürüzsüz bir yapı sergilediği, dolayısıyla kurkuminden kaynaklanan herhangi bir agregasyon olmadığı belirlenmiştir. 
Sonuç olarak bu çalışma göstermektedir ki, gliadin lifinin biyobozunur olmasi, kolay metabolize edilebilmesi ve kurkumin gibi biyoaktif maddeler icin uyumlu bir enkapsülasyon materyali olması, bu polimerin gıda sistemleri ile biyoaktif maddelerin taşınması açısından cazip bir taşıyıcı materyaldir.

Anahtar Kelimeler: Elektrodöndürme, kurkumin, gliadin, nanolif, enkapsülasyon

Abstract:
In this study, the feasibility and potential of gliadin nanoﬁber as a delivery vehicle for curcumin in food applications was investigated. By optimizing the electrospinning parameters, homogenious and fine gliadin nanoﬁbers containing curcumin were fabricated with interconnected ﬁbrous networks. We determined that these nanoﬁbers show an increase in ﬂuorescence by way of the internalisation of curcumin. The morphology and material properties of the resulting multifunctional nanoﬁber were examined by a ﬁeld emission-scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and X-Ray Diffractometry (XRD). SEM and ﬂuorescence images showed that the uniform ﬁbers with smooth surface. The in vitro evaluations suggested that the curcumin incorporated gliadin nanoﬁbers showed controlled release of curcumin and maintained its free radical scavenging ability. The results demonstrate that the curcumin loaded gliaidin nanoﬁber could be a good candidate for food industry and has the potential for further applications in bioactive delivery system.

Keywords: Electrospinning, curcumin, gliadin, nanofiber, encapsulation