SpinCore benç tipi NMR Sistemi 0.32 T (ODTÜ)

... konulu sunumlar: "SpinCore benç tipi NMR Sistemi 0.32 T (ODTÜ)"— Sunum transkripti:

1 SpinCore benç tipi NMR Sistemi 0.32 T (ODTÜ)
Kapsaisinin Antimikrobiyel Etkisinin Nanoemülsiyon Sistemleri ile Arttırılması Elif Akbaş, Betül Söyler, Mecit Halil Öztop Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye, 06800 ODTÜ ÖZET Nanoemülsiyon sistemleri vasıtasıyla enkapsüle edilen bitkisel özlü esansiyel yağlar arttırılmış antimikrobiyal aktiviteleri nedeniyle doğal gıda koruma yöntemi olarak hem üreticilerin hem de tüketicilerin dikkatini çekmektedir. Acı biberin etken maddesi olan kapsaisinin literatürde Staphylococcus aureus, Salmonella Typhimurium, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Helicobacter pylor gibi patojenler üzerinde antimikrobiyel aktivitesinin olduğu bulunmuştur. Bu çalışmada kapsaisin yüklü nanoemülsiyonlar yüksek kaymalı homojenizatör kullanarak farklı sürfektan tipleriyle hazırlanıp incelenmiştir. Antimikrobiyel aktivitenin belirlenmesi için farklı kompozisyonlarda hazırlanan nanoemülsiyonlar sırasıyla Escherichia coli, ve Penicillum italicum içeren ortamlarda uygun agara ekilip etkilerine bakılmıştır. %2’lik kapsaisin oleoresin içeren nanoemülsiyonların 15 dakika temas süresi sonunda E. Coli populasyonunda 3 log düşüş görülmüş, Penicillum italicum içinse tam bir inaktivasyon sağlanmamasına rağmen küfün büyümesinin geciktiği gözlenmiştir. Yapılan deneylerde, %1 Tween 80, % 1 kapsaisin ile hazırlanmış nanoemülsiyonun partikül büyüklüğü ölçülmüş ve 88 nm bulunmuştur. Nanoemülsiyonların karakterizasyonu için düşük rezolüsyonlu NMR Relaksometre kullanılmış ve T2 relaksasyon zamanı ölçülmüştür. %1 Tween 80, % 1 kapsaisin ile hazırlanmış nanoemülsiyonların T2 değerlerinin 874 ms olduğu, diğer taraftan belirtilen karışıma % 1 aljinat eklendiğinde T2 değerinin düştüğü görülmüştür. Aljinatın su ile doğrudan etkileşiminden dolayı sürekli fazın T2 değeri saf su ile karşılaştırıldığında 2,5 saniyeden 850 milisaniyeye düşmüş, emülsiyon içindeki dağınık fazı temsil eden kısmın ise T2 relaksasyon zamanı 29 ms olarak bulunmuştur. Bu sonuçlar NMR Relaksometrenin nanoemülsiyon tasarlanmasında kullanılabileceğini ve bu sonuçların antimikrobiyel aktivite ile ilişkilendirilebileceğini göstermiştir. Nanoemülsiyonların artırılmış antimikrobiyel özelliğinden yararlanarak yenilebilir biyofilm, gıdaya uygun paketleme materyalleri, dezenfektanlar üretmek mümkün olacaktır. BULGULAR Escherichia coli kontrol 1*10^8 kob/ml %2 Oleoresin Kapsikum -15 dakika temas süresi 10*10^4 kob/ml GİRİŞ Oleoresin kapsikum kurutulmuş olgun acı biberin endüstriyel ekstraksiyonuyla elde edilen içerisinde bibere acılığını veren kapsaisin ve dihidrokapsaisin gibi esansiyal yağları, renk maddelerini içeren karışımıdır. Son zamanlarda kapsaisin, resveratrol gibi fonksiyonel bileşenlerin suda çözünürlük, termal stabilite ve biyoyararlılıklarını arttırmak için sıklıkla kullanılan nanoteknoloji, gıda sanayisi için geliştirmekte olan ,büyük potansiyele sahip bir teknolojidir. Nanoemülsiyonlar, bu teknolojinin en ilgi çeken alanlarından biridir. Nanoemülsiyonlar, nutrasötikler, ilaçlar, tatlandırıcılar, antioksidanlar ve antimikrobiyel ajanlar gibi lipofilik bileşikler için taşıyıcı sistem olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, nanoeteknolojinin sunduğu avantajlarından yararlanılarak gıdalarda doğal bir tatlandırıcı olarak sıklıkla kullanılan acı biberin etken maddesi kapsaisinin nanoemülsiyon sistemi içerisinde hapsedip birçok araştırmayla kanıtlanmış antimikrobiyal etkisi arttırılmaya çalışılmıştır. Oluşturulan nanoemülsiyon sistemlerinin geliştirilmesi sürecinde düşük rezolüsyonlu NMR Relaksometre tekniği kullanılarak karakterizasyonu sağlanmıştır [1]. Tablo 1. Oleoresin Kapsikum Yüklü Nanoemülsiyonun Escherichia coli Üzerine Etkisi Şekil 1. VRBA besiyerinde Escherichia coli kontrol Şekil 2. %2 oleoresin kapsikum yüklü nanoemülsiyonda 15 dakika temas süresinin Escherichia coli üzerine etkisi Penicillium italicum kontrol Zon yok %1 Oleoresin Kapsikum -10 dakika temas süresi 12 mm çapında zon Tablo 2. Oleoresin Kapsikum Yüklü Nanoemülsiyonun Penicillium italicum Üzerine Etkisi Şekil 4. %1’lik kapsaisin yüklü nanoemülsiyon’a daldırılmış kağıt diskin Penicillum Italicum üzerindeki etkisi Şekil 3. PDA besiyerinde Penicillium italicum kontrol Nanoemülsiyon T2 Zamanları (ms) Parçacık Boyutu (nm) Fosfat Tamponu (kontrol) 2145,8801 - %2 Oleoresin Kapsikum-Tween 80 1308,8141 88,4 %1 Oleoresin Kapsikum-%1Aljinat- %1Tween80 850 274,3 %2 Oleoresin Kapsikum-Tween 80- Gliserol 685,354 347 Şekil 5. Fosfat Tamponu için Temsili T2 CMPG Eğrisi MATERYAL - METOT Oleoresin kapsikum, sürfektan ve sulu fazın karıştırılması Yüksek kaymalı homojenizatör kullanarak nanoemülsiyon sisteminin hazırlanması Yüzeye yayma ve disk difüzyonu yoluyla antimikrobiyal aktivite tayini Malvern Mastersizer 3000 sistemi ile parçacık boyutu analizi Spin Vision markasının 0.32 T gücündeki benç tipi NMR aleti ile CPMG sekansı kullanılarak T2 değerlerinin ölçülmesi Şekil 9. %2 Oleoresin Kapsikum-Tween 80 içeren Nanoemülsiyonun Parçacık Boyutunun Hacime Göre Tekli Dağılım Grafiği Tablo 3. Nanoemülsiyonların Parçacık Boyutu ve NMR Sekansları Arasındaki İlişki Şekil 6. %2 Oleoresin Kapsikum-Tween 80 İçeren Nanoemülsiyonun Temsili T2 CMPG Eğrisi Oleoresin kapsikum+sürfektan+su Şekil 10. %1 Oleoresin Kapsikum , % 1 Aljinat ve % 1 Tween 80 içeren Nanoemülsiyonun Parçacık Boyutunun Hacime Göre Tekli Dağılım Grafiği Şekil 8. %1 Oleoresin Kapsikum , % 1 Aljinat ve % 1 Tween 80 içeren Nanoemülsiyonların Temsili T2 Relaksasyon Spektrası Yüksek kaymalı homojenizatör sistemi-Nano Disperser - NLM 100 Şekil 7. %2 Oleoresin Kapsikum-Tween80- Gliserol İçeren Nanoemülsiyonun Temsili T2 CMPG Eğrisi SONUÇ: Mikroorganizmalar tarafından gıdalarda meydana gelen bozulmalar gıdada istenmeyen tat ve kokuların oluşumuna sebep olduğu için tüketici açısından oldukça önemlidir. Ayrıca bu sorun endüstri açısından büyük maddi kayıplara neden olurken tüketici açısından da patojen (hastalık yapıcı) nitelikte oldukları zaman sağlık açısından risk oluştururlar. Gıdaların muhafazında antimikrobiyel özellik gösteren doğal maddelerin direk ya da indirekt kullanımı yaygın olarak kullanılmaktadır. Nanoteknolojinin gelişmesi ve literatür çalışmalarının zenginleşmesi ile birlikte kullanılmakta olan sistemlerin daha stabil ve uzun süre aktivite gösterilmesi sağlanmıştır. Kapsaisinin kendi başına antimikrobiyel aktivitesinin incelendiği ve nanoemülsiyonlara entegre edilip terapatik etkisinin de incelendiği çalışmalar mevcuttur. Bu çalışma kapsaisin kullanımını gıda güvenliği alanında kullanması nedeniyle özgün bir çalışmadır. Bununla birlikte nanoemülsiyon tabanlı enkapsülasyon sisteminin karakterizasyonunda düşük rezolüsyonlu NMR Relaksometre sisteminin kullanılabileceği gösterilmiştir. Disk difüzyonu metodu Malvern Mastersizer 3000 Yüzeye yayma metodu SpinCore benç tipi NMR Sistemi 0.32 T (ODTÜ) Nanoemülsiyon parçacığının kabuk-çekirdek yapısı KAYNAK; [1] Mariette, F., Collewet, G., Davenel, A., Lucas, T., and Musse, M., 2012, Quantitative MRI in Food Science & Food Engineering, Universit´e Europ´eenne de Bretagne, Rennes Cedex, France