Çift tabaka antibakteriyel ve antioksidan etkili nanofiberlerin elektroeğirme yöntemi ile üretilmesi, üretilen nanofiberlerin karakterizasyonu ve gıda uygulamalarında kullanım potansiyellerinin araştırılması
Production of dual layer antibacterial and antioxidant nanofibers by electrospinning method, characterization of the nanofibers and their potential for use in food applications research
Yazar: FATMA TUĞÇE ÖZER
Danışman: DOÇ. DR. NALAN OYA SAN KESKİN
Ankara Hacı Bayram Veli Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antimikrobiyal etki = Antimicrobial effect ; Antioksidanlar = Antioxidants ; Elektroeğirme yöntemi = Electrospinning method ; Nanolif = Nanofiber

Özet:
Tez çalışmasının amacı antibakteriyel ve antioksidan özellik gösteren çift tabakalı nanofiber (Nf) üretilmesi, üretilen nanofiberlerin karakterizasyonu ve çift tabakalı Nf'in gıda uygulamasında kullanım potansiyelinin belirlenmesidir. Nanofiber üretilmesi amacıyla sitotoksik etkisi bulunmayan, biyobozunabilirliği kanıtlanmış, Polikaprolakton (PCL) ve Hidroksipropil Beta Siklodekstrin (HPβ-CD) polimerleri kullanılmıştır. Nanofiberlerin etkili antibakteriyel özellik göstermesi amacıyla GRAS sınıfında yer alan Nisin ve antioksidan etki için ise Çörekotu yağı (ÇOY) kullanılmıştır. Çift katlı Nf üretimi için öncelikle ÇOY ve Nisin'i taşıyabilen Nf'ler üretilmiştir. İkinci aşamada ise dual spin yönteminden yararlanarak PCL_ÇOY_HPβ-CD_Nisin-Nf'i üretilmiş ve Nf'lerin morfolojik yapısı Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) analizleri ile değerlendirilmiştir. Üretilen çift katlı Nf'in antibakteriyel etkisi disk difüzyon yöntemi ile Staphylococcus aureus (S. aureus) bakterisine karşı araştırılmış ve 3,1± 0,36 cm inhibisyon zon çapı ile antibakteriyel etkisi gösterilmiştir. Üretilen Nf ayrıca %52,99 antioksidan etki göstermektedir. Üretilen çift katlı Nf'lerin uzun süre depolanma süreçleri sonrasında antibakteriyel ve antioksidan etkilerindeki değişim araştırılmıştır. Çift katlı Nf'lerin S. aureus bakterisine karşı 60 gün depolama süresi sonunda dahi 3,4 ± 0,2 cm inhibisyon zon çapı ile antibakteriyel etkilerini korudukları görülmüştür. Ayrıca, çift katlı Nf'lerin 7 güne kadar antioksidan etkisini korudukları da belirlenmiştir. Tez çalışmasının en son aşamasında ise çift katlı Nf'lerin gıda koruma etkinliğinin belirlenmesi için çilek ile deneme kurulmuş ve 22 gün çileklerdeki görüntü değişimleri takip edilmiştir. 22. günde kontrol grubundaki çilekler küflenmişken çift katman Nf ile temasta olan çileklerde 22. günün sonunda herhangi bir bozulma ya da küflenme görülmemiştir. Yapılan tez çalışması ile üretilen antibakteriyel ve antioksidan etki taşıyan çift katlı Nf'lerin gıda kaplama ya da paketlemede kullanım potansiyeli olduğu kanıtlanmıştır.

Abstract:
The aim of the thesis study is to produce dual layer nanofiber (Nf) with antibacterial and antioxidant properties, to characterize and to show the potential of Nf for food applications. For nanofiber production purpose, Polycaprolactone (PCL) and Hydroxypropyl Beta Cyclodextrin (HPβ-CD) polymers which do not have cytotoxic effects, and have proven biodegradability were used. Nisin, which is in the GRAS class, was used to show effective antibacterial properties of nanofibers, and Black Cumin (BC) oil was used for antioxidant effect. Firstly, nanofibers which obtained BC and Nisin were produced. After that, PCL_BC_HPβ-CD_Nisin-Nf was produced by using the Dual spin method and the morphological structure of Nfs was evaluated by Scanning Electron Microscopy (SEM). Antibacterial effect of dual Nf against S. aureus was evaluated with disc diffusion analysis and the inhibition zone diameter was measured 3.1± 0.36 cm. In addition, the antioxidant effect of the produced Nf was examined and found that dual nanofiber had an antioxidant effect of 52.99%. The antibacterial and antioxidant properties of dual layer nanofibers were examined after long storage period. At the end of 60 days storage period, dual Nf's protected their antibacterial effect with 3.4 ± 0.2 cm inhibition zone against S. aureus. In addition, dual Nf's preserved its antioxidant effect at the of 7 days storage period. In the last part of the thesis study, Nf was used for the strawberry experiments for 22 days storage. Results showed that while strawberries began to spoilage in control group, Nf's protected freshness of the strawberries. The produced nanofibers with antibacterial and antioxidant properties could serve as a food coating or packaging.