Kutup mikroalgi içeren medikal krem formülasyonunun geliştirilmesi
Development of medical cream formulation containing polar microalgae
Yazar: ŞULE MİRAY EYİER
Danışman: PROF. DR. DİDEM ÖZÇİMEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Mikroalgler, hücre içinde biriktirdikleri; protein, karbonhidrat, yağ asitleri, mineral ve pigmentler gibi değerli biyoaktif bileşikleri ile önemli biyokütle kaynaklarındandır. Alglerden ekstrakte edilen oleik asit, linoleik asit, palmitoleik asit, E vitamini, B12, β-karoten, fikosiyanin ve lutein gibi biyolojik olarak aktif bileşikler; antioksidan ve antimikrobiyal özelliği ile enfeksiyonların azaltılmasında rol oynar. Kutup mikroalgleri ise bulundukları zorlu çevre şartlarına adaptasyonları ile diğer bölgelere kıyasla daha farklı biyokimyasal içeriğe sahiptir. Kutup bölgelerinde UV ışınları kutup mikroalglerinin ikincil metabolitleri üretmesini tetikler ve cilt kuruluğu, erken cilt yaşlanması ve hiperpigmentasyon gibi cilt bozukluklarına yol açabilen reaktif oksijen türleri'ne (ROS) karşı antioksidan maddeler üretmesini sağlar. Bu çalışmada; Antarktika, Horseshoe Adası, Skua gölünden alınıp, izole edilip tanımlanan Auxenochlorella pyrenoidosa OZCIMEN.001 mikroalginin, fenolik madde içeriği ile bakteriyel patojenlere karşı yüksek antimikrobiyal aktiviteye, sahip olduğu yüksek oranda β-karoten ve klorofil-α pigmentleri ile de antioksidan xiii özelliğe sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca içerdiği lipitlerle cildin nemlendirilmesi için yardımcı bir madde olarak kullanılabilme potansiyeli ile yola çıkılarak tez çalışmasında kutup mikroalgi ekstraktı içerikli medikal krem formülasyonları üzerine çalışılmıştır. Test edilen krem formülasyonları arasından hindistan cevizi yağı eklenen formülasyonun ideal kreme en uygun organoleptik özelliklerde olduğu görülmüş; farklı konsantrasyonlarda mikroalg ekstraktı bu formüle ilave edilerek son formülasyon oluşturulmuştur. Yapılan analizlerde mikroalg ekstraktının konsantrasyonlarının değiştirilerek kremin organoleptik özellikleri, antimikrobiyal etkisi ve stabilitesi incelenmiştir. Test edilen %5, %10 ve %20 (v/v) mikroalg ekstraktı içeren kremler arasından; %20 mikroalg yağını içeren krem en yüksek antibakteriyel etkiyi göstermiştir. 4°C, 25°C ve 40°C sıcaklıklarda yapılan stabilite deneylerindeki örneklerden ise 4°C'de test edilen örneklerin daha stabil formda olduğu ve krem formülasyonunda zamana ve sıcaklığa bağlı olarak nem kaybının ve faz ayrımının olmadığı gözlemlenmiştir. Bu tez çalışması ile oluşturulan krem formülasyonunun dermal ürünler için umut vaat ettiği görülmekte ve Antarktika kıtasında yaşayan mikroalglerden elde edilen ekstrakt içerikli, yeni kozmetik ürünlerin geliştirilmesinin ülkemiz sanayisine katkı sağlayacağı öngörülmektedir.

Abstract:
Microalgae accumulate in the cell; It is an important biomass source with its valuable bioactive compounds such as protein, carbohydrates, fatty acids, minerals and pigments. Biologically active compounds such as oleic acid, linoleic acid, palmitoleic acid, vitamin E, B12, β-carotene, phycocyanin and lutein extracted from algae; It plays a role in reducing infections with its antioxidant and antimicrobial properties. Polar microalgae, on the other hand, have a different biochemical content compared to other regions with their adaptation to harsh environmental conditions. In the polar regions, UV rays trigger the arctic microalgae to produce secondary metabolites and produce antioxidant substances against reactive oxygen species (ROS), which can cause skin disorders such as skin dryness, premature skin aging and hyperpigmentation. In this study; It has been observed that Auxenochlorella pyrenoidosa OZCIMEN.001 microalgae, which was taken from Antarctica, Horseshoe Island, Skua Lake, isolated and identified, has high antimicrobial activity against bacterial pathogens with its phenolic content, and antioxidant properties with its high rate of β-carotene and chlorophyll-α pigments. In addition, based on the potential to xv be used as an auxiliary substance for moisturizing the skin with the lipids it contains, medical cream formulations containing polar microalgae extract were studied in the thesis study. Among the cream formulations tested, it was observed that the formulation with coconut oil added had the most suitable organoleptic properties for the ideal cream; The final formulation was created by adding microalgae extract at different concentrations to this formula. Organoleptic properties, antimicrobial effect and stability of the cream were investigated by changing the concentrations of microalgae extract in the analyzes Among the tested creams containing 5%, 10% and 20% (v/v) microalgae extract; The cream containing 20% microalgae oil showed the highest antibacterial effect. It was observed that the samples tested at 4°C were in a more stable form and there was no moisture loss and phase separation in the cream formulation depending on time and temperature. It is seen that the cream formulation created with this thesis study shows promise for dermal products and it is predicted that the development of new cosmetic products containing extracts obtained from microalgae living in the Antarctic continent will contribute to our country's industry.