Bakteriyel selülozdan doğal yüz maskesi üretimi
Production of natural facial mask from bacterial cellulose
Yazar: EYÜP BİLGİ
Danışman: DOÇ. DR. ELİF ESİN HAMEŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bakteriyel selüloz (BS) eşsiz özellikleri sayesinde kozmetik, medikal, biyomedikal, elektronik, gıda ve kağıt sektörlerinde kullanılabilen doğal bir polimerdir. Bu tez kapsamında, Gluconacetobacter xylinus suşu kullanılarak yeni geliştirilen besiyerinde BS üretimi istatistiksel olarak optimize edilmiş ve örnekler karakterize edilerek antioksidan madde yüklemesi sonrası yüz maskesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Sekiz parametre (karbon miktarı, protein miktarı, başlangıç pH, yüzey alanı/hacim, inokulum miktarı, inkübasyon süresi, sitrik asit, sıcaklık) Plackett-Burman Tasarımı ile elenmiş ve anlamlı üç parametre [inkübasyon süresi (%63,50), protein miktarı (%12,23), inokulum miktarı (%9,57)] Merkezi Bileşen Tasarımı ile optimize edilmiştir. Statik kültürde BS üretimi için optimum koşullar: 2,5 g/L karbon, 2,75 g/L protein, % 9,3 v/v inokulum oranı, 1,15 g/L sitrik asit, 2,7 g/L Na2HPO4, 30°C inkübasyon sıcaklığı, pH 5,5 ve 9 gün inkübasyon süresi olarak tespit edilmiştir. Elde edilen model, doğrulama deneyleri sonrasında CHb (Carob-Haricot bean) besiyeri ile BS üretiminin tahminlenmesi ve optimize edilmesi için kullanılmıştır. Bu tez, yeni geliştirilen CHb besiyerinin yüksek tamponlama kapasitesinde olduğunu ortaya koymuştur. Üretilen BS yüz maskesi örneklerinin karakterizasyonu X-Ray Diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) ve Texture Profile Analysis (TPA) ile gerçekleştirilmiştir. Taurin salım hızı ve stabilitesi (4 ay) Liquid chromatography–Mass spectrometry (LC/MS) ile, koruyucu etkinliği ise challenge ve mikrobiyal stabilite testleri ile analiz edilmiştir. Bu tez kapsamında üretilen BS tabanlı yüz maskesi, yüksek su içeriği (>%99) ile nemlendirme ve 30 ±3,5 taurin/5 dakika salımı ile de antioksidan özellik göstermektedir.

Abstract:
Bacterial cellulose (BC) can be used in cosmetic, medical, biomedical, electronic, food, and paper industries because of its unique properties. In the scope of this thesis, BC production was statistically optimized by Gluconacetobacter xylinus using novel medium and samples were characterised and their usage as facial mask was investigated after loading with antioxidant compound. Eight parameters (carbon source, protein, initial pH, surface area volume ratio, inoculum amount, incubation time, citric acid, temperature) were screened by Plackett-Burman Design and three parameters which were found to be significant [incubation time (%63.50), protein amount (%12.23), inoculum amount (%9.57)] were optimized using Central Composite Design. Optimal conditions for the production of BC in static culture were found as: 2.5 g/L carbon source, 2.75 g/L nitrogen source, 9.3 % inoculum ratio, 1.15 g/L citric acid, 2.7 g/L Na2HPO4, 30°C incubation temperature, 5.5 initial pH, and 9 days of incubation. Model obtained from this study was used to predict and optimize BC production yield using CHb (Carob-Haricot bean) medium after model validation experiment. This study reveals that CHb medium has high buffering capacity. Characterisation of BC facial mask samples were done by X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Texture Profile Analysis (TPA). Taurine release rate and stability (4 month) was determined with Liquid Chromatography–Mass Spectrometry (LC/MS) and effectiveness of preservative was analyzed by challenge and microbial stability tests. BC based as facial masks produced in the scope of this thesis show moisturizing feauture with high water content (>%99) and antioxidant property with 30 ±3,5 mg taurine release in 5 minutes.