Epilobium angustifolium L. fenolik ekstraktının kültür mantarı yüzeyinde koruyuculuğunun araştırılması
Investigation of the protection of Epilobium angustifolium L. phenolic extract on cultivated mushroom surface
Yazar: FATMA ALACA
Danışman: PROF. DR. ZEKİYE AYŞE EVEREST
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Gıda kaynaklı enfeksiyonlar insan sağlığı için ölümcül olabilecek hastalıklara neden olabilmektedir. Bu nedenle gıda endüstrisinde patojenlerin bulaşma riskini azaltmak için gıda katkı maddeleri veya koruyucular kullanılmaktadır. Birçok sentetik gıda katkı maddesi yerine günümüzde doğal antimikrobiyal ajanlar daha çok tercih edilmektedir. Bu nedenle bitkiler doğal antimikrobiyal ajan olarak kullanılmaktadır. Bu bitkiler arasında olan Epilobium angustifolium Onagraceae familyasına aittir ve dünyanın hemen hemen tüm kıtalarında bulunabilir. Ülkemizde dere ve göl kenarlarında, kayalık yerlerde, çayır, ormanlarda ve bataklıklarda yetişir. 
Bu çalışmada, E. angustifolium L. bitkisinden aseton ve hekzan ekstraktları elde edildi. Ekstraktların fenolik ve uçucu bileşikleri, sırasıyla, HPLC ve GCMS cihazları ile analiz edildi. Ekstraktların Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii, Candida albicans, Candida parapsilosis, Candida tropicalis patojenlerine karşı antimikrobiyal etkisi agar kuyucuk difüzyon ve spektrofotomekrik broth mikrodilüsyon yöntemleri ile araştırıldı. Ekstraktlar eşit oranlarda karıştırılarak PVA (polivinil alkol)/PVP (polivinil pirolidon) hidrojeline dâhil edildi. Elde edilen, E. angustifolium/PVA/PVP hidrojelinin şişme, bağlanma ve termodinamik özellikleri araştırıldı. Daha sonra kültür mantarı yüzeyi, E. angustifolium/PVA/PVP hidrojeli ile kaplandı ve fiziksel görüntüleri zamana bağlı olarak incelendi. Son olarak, E. angustifolium/PVA/PVP hidrojeli kaplı mantara E. coli aşılanarak, bakterinin zamana bağlı ölüm grafiği oluşturuldu.
        E. angustifolium hekzan ekstraktında, kafeik asit ve kuersetin; aseton eksratında ise kateşin, kafeik asit, epikateşin, p-kumarik asit, ferulik asit, ve kuersetin bulundu. Uçucu bileşen olarak, E. angustifolium aseton ve hekzan ekstraktlarının etken maddesi sırasıyla limonen (%5,30 ve %4,35) olarak tespit edildi. Yapılan kuyucuk difüzyon testine göre en yüksek aktivite, bitkinin aseton ekstratının C. albicans'a (23 mm) karşı olduğu tespit edildi. Ekstraksiyonların tüm patojenlere karşı inhibisyon zonları 9,1 mm ile 23,0 mm arasında değişti. Hazırlanan E. angustifolium/PVA/PVP hidrojeli yapısal olarak yumuşak, 45 dakika boyunca su absorblayabilen ve sıcaklığa töleranslı bir jeldi. E. angustifolium/PVA/PVP hidrojeli mantar yüzeyini 10 gün boyunca korumuş ve kontrole göre, kokuşma ve kararmada gecikme gözlenmiştir. Mantar yüzeyine aşılanan E. coli'nin hidrojele bağlı olarak zamana bağlı ölüm grafiğinde, E. coli bakterisinin inkübasyonun ilk 5 dakikalık inkübasyonunda, bakteride logaritmik azalma ve redüksiyon sırasıyla 1,6±0,29 KOB/mL ve %97,3±1,39; 15. dakikada 1±0,07 KOB/mL, %90,40±1,07 ve 25. dakikada 0,13±0,12 KOB/mL, %26,59±26,59 olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak, E. angustifolium özü kullanılarak geliştirilen hidrojeller gıda kaplama veya gıda katkı maddeleri olarak daha fazla geliştirilebilir ve uygulama alanı bulunabilir.

Abstract:
Foodborne infections can cause diseases that can be fatal to human health. For this reason, food additives or preservatives are used in the food industry to reduce the risk of transmission of pathogens. Today, natural antimicrobial agents are more preferred instead of many synthetic food additives. For this reason, plants are used as natural antimicrobial agents. Among these plants, Epilobium angustifolium, belongs to the Onagraceae family, can be found in almost all continents of the world. In our country, it grows on the banks of streams and lakes, on rocky places, in meadows, forests and swamps.
In this study, acetone and hexane extracts were obtained from E. angustifolium L. plant. Phenolic and volatile compounds of the extracts were analyzed by HPLC and GCMS instruments. Antimicrobial effects of the extracts against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii, Candida albicans, Candida parapsilosis, Candida tropicalis pathogens were investigated by agar well diffusion and spectrophotometric broth microdilution methods. The extracts were mixed in equal proportions and incorporated into the PVA (polyvinyl alcohol)/PVP (polyvinyl pyrrolidone) hydrogel. The swelling, bonding and thermodynamic properties of the obtained E. angustifolium/PVA/PVP hydrogel were investigated. Then, the surface of the cultivated mushroom was covered with E. angustifolium/PVA/PVP hydrogel and its physical images were examined over time. Finally, E. angustifolium/PVA/PVP hydrogel coated mushroom was inoculated with E. coli to form a time dependent mortality graph of the bacterium.
Caffeic acid and quercetin in E. angustifolium hexane extract; Catechin, caffeic acid, epicatechin, p-coumaric acid, ferulic acid, and quercetin were found in E. angustifolium acetone extract. As a volatile component, the active component of E. angustifolium acetone and hexane extracts were determined as limonene (5.30% and 4.35%). According to the well diffusion test, the highest activity of the acetone extract of the plant was detected against C. albicans (23 mm). Inhibition zones of the extractions against all pathogens were between 9.1 mm and 23.0 mm. The prepared E. angustifolium/PVA/PVP hydrogel was structurally soft, absorbed water for 45 minutes and a temperature tolerant gel. E. angustifolium/PVA/PVP hydrogel preserved the mushroom surface for 10 days, and a delay in putrefaction and blackening was observed compared to the control. In the time-dependent death graph of E. coli inoculated on the mushroom surface due to hydrogel, logarithmic decrease and reduction in bacteria in the first 5 minutes of incubation of E. coli bacteria were 1.6±0.29 CFU/mL and 97.3±1.39%; It was calculated as 1±0.07 CFU/mL, 90.40±1.07% at the 15th minute and 0.13±0.12 CFU/mL, 26.59±26.59% at the 25th minute. As a result, hydrogels developed using E. angustifolium extract can be further developed and applied as food coatings or food additives.