Gıda kaynaklı patojen bakterilerin biyokontrolünde faj terapi ve fitoterapinin birlikte kullanımı
Biocontrol of foodborne pathogenic bacteria by using the combination of phage therapy and phytotherapy
Yazar: EMİNE KÜBRA TAYYARCAN
Danışman: PROF. DR. İSMAİL HAKKI BOYACI
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Günümüzde patojen bakterilerin gittikçe artan antibiyotik direnci sebebiyle enfeksiyonların önüne geçilmesi zor bir hal alması araştırmacıları antibiyotiklere alternatif tedaviler bulmaya yönlendirmiştir. Bu alternatifler arasında bakterileri spesifik olarak enfekte eden bakteriyofajların kullanıldığı faj terapi ile bitki kaynaklı biyoaktif bileşenlerin kullanıldığı fitoterapi öne çıkmaktadır. Tez çalışması kapsamında, bu iki alternatif yöntem birbiriyle ilişkilendirilerek faj terapiye farklı bir yaklaşım getirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda çeşitli kaynaklardan faj izolasyonu yapılarak fajların patojen bakteriler üzerindeki aktivitesi tayin edilmiştir. Paralel şekilde nar kabuğu, üzüm çekirdeği, ayva ve çörek otundan fenolik maddelerin ekstraksiyonu gerçekleştirilerek bunların patojen bakteriler üzerindeki antimikrobiyal aktivitesi saptanmıştır. Daha sonra en etkili faj ve fenolikler saptanarak ekstrakte edilen fenolik bileşenlerin fajların aktivitesi üzerine etkisi hem katı hem sıvı besiyeri ortamında incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda yalnızca çörek otunun faj aktivitesi üzerinde olumlu etki gösterdiği, nar kabuğu ve üzüm çekirdeğinin ise faj aktivitesi üzerinde olumsuz etkileri olduğu saptanmıştır. Buna ek olarak fajlar ve fenolikler ile faj-fenolik karışımları, fizyolojik ortamlarda gördükleri zararı minimize edebilmek amacıyla püskürtmeli kurutma yöntemi kullanılarak biyopolimer matrikslerde mikroenkapsüle edilmiş ve mikrokapsüllerin mide ortamı ile safra tuzu varlığındaki stabiliteleri in vitro olarak kontrol edilmiştir. Mikroenkapsülasyon çalışmalarının sonucunda bu yöntemin özellikle fajların fizyolojik koşullardaki stabilitesini belirgin şekilde artırdığı ve simüle edilen fizyolojik koşullarda iki saat ve üstü inkübasyon sonucunda bile canlılığını çok yüksek şekilde koruduğu gözlenmiştir.

Abstract:
Nowadays, the antibiotic resistance in pathogenic bacteria is rapidly increasing, which makes it difficult to prevent and treat bacterial infections. This led researchers to seek alternative treatment methods for antibiotics. Among these alternatives phage therapy using bacteriophages specifically infecting bacteria and phytotherapy using plant-derived bioactive components become prominent. Within the scope of the thesis study, it was aimed to bring a different approach to phage therapy by associating these two alternative methods. For this purpose phage isolation was performed from various sources and the activity of phages on pathogenic bacteria was determined afterwards. In parallel, extraction of phenolic compounds from pomegranate peels, grape seeds, quince and black cumin seeds was carried out and antimicrobial activity of phenolic compounds on pathogenic bacteria was determined. Later, the most effective phage and phenolics were detected and the effect of phenolic extracts on phage activity was examined in both solid and liquid media. As a result of the studies, it has been found that only the black cumin extract had a positive effect on the phage activity. Conversely, pomegranate peel and grape seed extracts were found to inhibit phage activity. In addition, phages, phenolics, and phage-phenolic mixtures were microencapsulated in biopolymer matrices using spray dryer to minimize damage of physiological environment. The stability of the obtained microcapsules in simulated gastric fluid and bile salt presence was controlled in vitro. As a result of microencapsulation studies, it has been observed that this method significantly increased the stability of phages in physiological conditions and the phages maintain their viability at high titers even after two hours and more incubation in simulated gastric fluid and bile salts.