Bazı bitki ekstraktlarından doğal antimikrobiyal madde üretimi
Production of natural antimicrobial substances from some plant extracts
Yazar: WALID BOUHLEL
Danışman: PROF. DR. MAHMUT DOĞAN ; DR. AHMET EVREN YETİMAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Antimikrobiyal ajanlar = Antimicrobial agents ; Bitki özütü = Plant extract ; Cinnamomum = Cinnamomum ; Origanum onites = Origanum onites ; Origanum vulgare = Origanum vulgare

Özet:
Bu çalışmada, Tarçın (Cinnamomum verum), İzmir Kekiği (Origanum onites L.) ve Kara Kekik (Origanum vulgare L.) bitkilerinden hidrodistilasyon yöntemiyle elde edilen hidrozoller (sırasıyla TH, İKH ve KKH olarak kısaltılan) ve Tarçın hidrozolün %3 malik asit (THM) ve %3 askorbik asitle (THC) katkılanmış karışımlarının belirli patojen mikroorganizmalar üzerindeki etkisi agar kuyu difüsyon metodu kullanarak incelenmiştir. Hidrozoller arasında bakteri, maya ve küflere karşı en yüksek mikrobiyosidal etkinlik, tarçın hidrozolünde gözlenmiştir. Hidrozollerin volatil kompozisyonu GC-MS kullanarak belirlenmiştir. İzmir kekiği hidrozolünün majör bileşeni olarak %84,15 oranla karvakrol, Kara kekik hidrozolün majör bileşeni olarak %99,67 oranla karvakrol olarak tespit edilirken, tarçın Hidrozolünün majör bileşeninin ise, %76,67 oranla sinnamaldehit olduğu tespit edilmiştir. Hidrozollerin antioksidan kapasitesi DPPH radikal süpürme yöntemiyle belirlenmiştir. Hidrozollerin antioksidatif kapasiteleri, İKH, KKH ve TH için sırasıyla %73,21, %72,95 ve %22,77 olarak tespit edilmiştir. THM ve THC'nin DPPH radikal süpürme aktiviteleri ise %30,54 ve %94,63 olarak belirlenmiştir. Hidrozollerin TS EN ISO 10993-5 standartlarına göre L-929 hücre hattında yapılan MTT sitotoksisite test sonuçlarına göre örneklerin hiçbirinde herhangi bir sitotoksik etki tespit edilmemiştir. Deneysel çalışmalar da geniş spektrumlu antimikrobiyal etkili olarak tespit edilen Tarçın hidrozolü ve THM ve THC karışımlarının model gıda ortamında (kaşar peyniri) koruyucu etkileri incelenmiştir. Ayrıca, 5 farklı test mikroorganizması (Escherichia coli O157:h7 ATCC 43895, Salmonella enterica sv. Typhimurium ATCC 14028, Staphylococcus aureus ATTC 25923, Candida albicans
ATCC 10231 ve Aspergillus flavus ATCC 9643) ile kontamine edilen model gıda numuneleri, 15, 30 ve 45 dakika boyunca hidrozol karışımlarına daldırarak yıkanmıştır. Kontrol numunesi olarak su kullanılmıştır. Analiz sonucunda, tüm test mikroorganizmaları için hidrozol karışımlarının kontrole göre kaşar peynirinin mikrobiyal yükünü daha fazla düşürdüğü gözlenlenmiştir. Kontrol numunesi, kaşar peynirinin E. coli yükünü 1.3 log olarak düşürürken TH, THC ve THM kaşar peynirinin E. coli yükünü sırasıyla 2.56, 3.04 ve 3.3 log olarak azaltmıştır. C. Albicans için mikrobiyal yük kontrol örneğinde 0.28 log olarak azalırken, TH, THC ve THM hidrozollerinde sırasıyla 1.75, 1.74 ve 1.98 log azalmıştır. A. flavus için ise kontrol 0.34 log'luk bir azalmaya sebep olurken TH, THC ve THM hidrozollerinin kaşar peynirinin A flavus toplam yükünü sırasıyla 1.89, 1.73 ve 2 log azaltığı anlaşılmıştır. Uygulama sürelerinin, kaşar peynirinin mikrobiyal yükü üzerinde genel olarak önemli bir etkisi olmadığı tespit edilmiştir (p>0.05). Diğer bir taraftan, 4 haftalık depolama süresince partikül boyutu ve zeta potansiyeli analiz sonuçlarına göre hidrozol karışımlarının stabilitelerini koruduğu anlaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Hidrozol, Antimikrobiyal madde, Cinnamomum verum, Origanum onites L., Origanum vulgare L.

Abstract:
In this study, the antimicrobial effects of the hydrosols obtained from Cinnamon (Cinnamomum Verum), Izmir Thyme (Origanum onites L.), and Black Thyme (Origanum vulgare L.) plants by hydrodistillation method (abbreviated as TH, ICH, and KKH, respectively) and Cinnamon hydrosol mixed with 3% malic acid (THM)) and 3% ascorbic acid (THC) were investigated by the agar well diffusion method on some human pathogenic microorganisms. Among the hydrosols, the highest antimicrobial activity against bacteria, yeast, and molds was observed in the Cinnamon hydrosol. The volatile composition of the hydrosols was determined using GC-MS. Carvacrol was determined as the major component both of Izmir thyme hydrosol (84.15%), and black thyme hydrosol (99.67%). On the other hand, Cinnamaldehyde was detected as a major component of Cinnamon Hydrosol with 76.67% area. The antioxidant capacity of hydrosols was analyzed with the DPPH method. The highest DPPH radical scavenging activities were found at 73.21%, 72.95%, and 22.77% from the samples of IKH, KKH, and TH, respectively. The DPPH capacities of THM and THC were observed as 30.54% and 94.63%. According to the MTT test results of hydrosols performed on the L-929 cell line according to TS EN ISO 10993-5 standards, no toxic effects have been determined in the samples studied. According to antimicrobial activity test results, the effectiveness of TH, THM, and THC mixtures on a real food model environment (cheddar cheese) have also been tested. For this purpose, five different cheddar cheese samples were contaminated with five different test pathogens (Escherichia coli O157, Salmonella enterica sv. Typhimurium, Staphylococcus aureus, Candida albicans, and Aspergillus flavus). Later, the cheddar samples were washed with antimicrobial mixtures for 15, 30, and 45 minutes. Besides, water was used as a control. As a result of the test, it has been observed that all antimicrobial mixtures for all test pathogens reduced the microbial load of cheddar cheese more than the control. The control sample decreased the microbial load of cheddar cheese by 1.3 logs for E. coli, while TH, THC, and THM mixtures reduced the microbial load of cheddar cheese by 2.56, 3.04, and 3.3 logs, respectively. TH, THC, and THM reduced the C. albicans load of cheddar cheese by 1.75, 1.74, and 1.98 logs, respectively, while the microbial load of C. Albicans was cut down by 0.28 logs for the control sample. For A. flavus, the control caused a 0.34 log reduction, while TH, THC, and THM decreased a load of cheddar cheese by 1.89, 1.73, and 2 logs, respectively. Application times did not appear to cause a definite decrease in the microbial load of cheddar cheeses. According to the results of particle size and Zeta potential analysis during 4 weeks of storage, antimicrobial mixtures were found to be stable.

Keywords: Hydrosol, Antimicrobial agent, Cinnamomum verum, Origanum onites L., Origanum vulgare L.