Probiyotik mikroorganizmaların kültür filtratı kullanılarak sentezlenen gümüş nanopartiküllerin peynir altı suyu protein filmlerde kullanımı
Use of silver nanoparticles synthesized using probiotic microorganism culture filtrate in whey protein films
Yazar: KAMURAN ÖZTOP
Danışman: PROF. DR. ZERRİN ERGİNKAYA
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada probiyotik olarak en çok kullanılan mikroorganizmaların (Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus casei, Bacillus coagulans, Sacharomyces boulardi) kültür süpernatantından hücre dışı AgNP'ler sentezlenmiştir. Biyosentezi gerçekleştirilen AgNP'ler UV-Visible spektrofotometre (UV-Vis.), taramalı elektron mikroskobu (SEM), X- Işınımı Kırınımı Difraktrometresi (XRD), Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Biyojenik AgNP'ler, peyniraltı suyu proteini ile üretilen yenilebilir filmlere farklı oranlarda ilave edilerek filmlerin antimikrobiyel özellikleri agar disk difüzyon yöntemi ile belirlenmiştir.
Araştırma sonucunda; probiyotik mikroorganizmaların kültür filtratından kararlı AgNP'ler sentezlenmiştir. Sentez aşamalarından sonra, kahverengi NP kolloidal çözeltilerinin absorbansı UV-vis spektrofotometri ile değerlendirilmiş ve AgNP'lerin yüzey plazmon rezonansına karşılık gelen tepe absorbans değerlerinin 402 nm ve 425 nm'de olduğu gösterilmiştir. SEM analizi, tüm probiyotiklerden ortalama çapı 10-35 nm aralığında küresel AgNP oluşumunu doğrulamıştır. XRD, en yüksek yoğunluk tepe noktasının 2θ'da okunan verileri, yüzey merkezli kübik gümüşün (111) (200) (220 ve (311) kafes düzlemlerine karşılık gelmiştir ve JCPDS standart gümüş difraksiyon kartı ile uyumlu olarak kübik gümüş kristallerinin varlığını doğrulamıştır. FTIR analizi ile AgNP'lerin indirgenmesinden sorumlu fonksiyonel gruplar proteinler olarak belirlenmiştir. 24 saatlik inkübasyonun ardından, AgNP'ler; E. coli, S. aureus, L. monocytogenes, P. chrysogenum ve S. cerevisiae mikroorganizmalarına karşı antimikrobiyel etki gösterirken, AgNP ilave edilmiş yenilebilir filmlerin antimikrobiyel etkinliğinin belirgin bir inhibisyon bölgesi oluşturmadığı ve AgNP'lerin filmden salınamadığı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study, extracellular AgNPs were synthesized from the culture filtrate of the most commonly used probiotic microorganisms (Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus casei, Bacillus coagulans, Sacharomyces boulardi). The synthesized AgNPs were characterized using UV-Visible spectrophotometer (UV-Vis.), Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray Diffraction (XRD), and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) techniques. Biogenic AgNPs were incorporated into edible films produced with whey protein at varying ratios, and the antimicrobial properties of the films were determined using the agar disc diffusion method.
As a result of the research, stable AgNPs were synthesized from the culture supernatants of probiotic microorganisms. Following the synthesis stages, the absorbance of the brown NP colloidal solutions was evaluated by UV-Vis spectrophotometry, and the peak absorbance values corresponding to the surface plasmon resonance of AgNPs were found to be at 402 nm and 425 nm. SEM analysis confirmed the formation of spherical AgNPs with an average diameter ranging from 10-35 nm from all probiotic species. XRD analysis, with the highest intensity peak data read at 2θ, corresponded to the (111), (200), (220), and (311) lattice planes of face-centered cubic silver, confirming the presence of cubic silver crystals consistent with the JCPDS standard silver diffraction card. FTIR analysis identified proteins as the functional groups responsible for the reduction of AgNPs. After 24 hours of incubation, AgNPs exhibited antimicrobial effects against E. coli, S. aureus, L. monocytogenes, P. chrysogenum, and S. Cerevisiae microorganisms, while edible films containing AgNPs did not show a significant inhibition zone, suggesting that AgNPs were not released from the films.