Zein–kazein ile kapsüllenmiş nane uçucu yağının antioksidan ve antimikrobiyal özelliklerinin belirlenmesi
Determination of antioxidant and antimicrobial properties of zein-casein encapsulated spearmint essential oil
Yazar: SEVİL AYÇA BİLİCİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İNCİLAY GÖKBULUT
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Mikrokapsülasyon, uçucu yağların bileşen stabilitesinin sağlanarak saklanması ve biyoaktif özelliklerinin korunması ve/veya arttırılması için sıklıkla başvurulan bir yöntemdir. Çekirdek ve kabuk materyal seçimi ile mikrokapsülasyon etkinliği, çekirdeği koruma etkinliği ve mikrokapsül kararlılığı gibi karakteristik özellikler şekillenmektedir. Bu çalışmada sıvı-sıvı dispersiyon ve liyofilizasyon yöntemleri ile hazırlanan; zein ve farklı oranlarda zein/kazein kompleksleri kullanılarak elde edilen boş ve nane (Mentha spicata) uçucu yağı merkezli mikrokapsüllerin etkinlik, antioksidan, antimikrobiyal, boyut ve yüzey, salım periyodu özellikleri belirlenmiştir.
Çalışmada nane bitkisinden Clevenger düzeneği kullanılarak ortalama %1 oranında uçucu yağ elde edilmiştir. Nane uçucu yağının yapısında bulunan bileşen ve miktarları (%) tespit etmek için GC-MS tekniği kullanılmış ve tespit edilen 24 bileşen içerisinde majör bileşenin %45.53 oranla karvon olduğu belirlenmiştir.
Zeine farklı oranlardaki (%1, %3, %5, %7, %9, %11, %13 ve %15) kazein ilavesi ile elde edilen mikrokapsüllerin kapsülasyon etkinliği en yüksek %54.66±3.76 olarak %13'lük zein-kazein formülasyonu ile sağlanırken, sadece zein kullanılarak elde edilen mikrokapsüllerin kapsülasyon etkinliği %46.84±0.22 olarak belirlenmiştir.
Mikrokapsüllerin morfolojisi SEM ile incelenmiş kazein parçacıklarının kapsül yapısını desteklediği görülmüştür. Hazırlanan salım ortamında zein-nane mikrokapsüllerinin zein-kazein-nane mikrokapsüllerine göre daha hızlı ve fazla salım sağladığı tespit edilmiştir. Zein kabuk materyalli mikrokapsüller %64.27 oranında salım yaparken, zein-kazein kabuk materyalli mikrokapsüllerdeki salım oranı %37.86 olarak tespit edilmiştir.
Zein-kazein-nane mikrokapsüllerinin antioksidan aktivitesi serbest uçucu yağa ve zein-nane mikrokapsüllerine göre daha üstün bulunmuştur. Serbest formda bulunan nane uçucu yağının antimikrobiyal kapasitesinin mikrokapsül forma kıyasla daha yüksek olduğu bu çalışmanın öne çıkan verileri arasındadır. 



ANAHTAR KELİMELER: Mikrokapsülasyon, zein, kazein, Mentha spicata, uçucu yağ, antioksidan, antimikrobiyal

Abstract:
Microencapsulation is a useful and often preferred process to preserve by providing the component stability of the essential oils and to prevent or/and increase bioactivity properties. Characteristic features such as microencapsulation efficiency, microencapsule stability and protection of core are shaped with selected core and coat materials. In this research, the efficiency, antioxidant, antimicrobial, surface and size properties and release period based on empty and essential (volatile) spearmint (Mentha spicata) oil microcapsules which are obtained via zein and zein/casein complexes and prepared with liquid-liquid dispersion and lyophilization techniques are identified.
In the study, average 1% essential oil is obtained from spearmint plant with the help of the clevenger apparatus technique. The GC-MS technique is used for determining the components of the spearmint essential oils and their amounts (%). Among 24 detected components, the major one is carvone (45.53%).
While the encapsulation efficiency of 13% zein-casein formulation was 54.66%±3.76% which is the highest encapsulating retention success among the different concentrations (1%, 3%, 5%, 7%, 9%, 11%, 13%, and 15%) of zein-casein microcapsules, the encapsulation efficiency value of microcapsules obtained by using only zein was 46.84%±0.22%.
When investigated microcapsules were by SEM, it was observed that the structure of capsule was supported by casein particles. In addition to that, in the release rate test, release of the spearmint essential oil from microcapsules was determined as 64.27% in microcapsules obtained by using only zein. The release rate of the microcapsules zein-casein was determined as 37.86%.
Antioxidative activity of zein-casein-mint microcapsules is found to be superior to the essential oil and zein-mint microcapsules. The study shows us that the antimicrobial capacity of mint essential oil in free-from is higher than the one in microencapsule form.



KEYWORDS: Microencapsulation, zein, casein, Mentha spicata, essential (volatile) oil, antioxidant, antimicrobial