Doğal güneş kremi formülasyonunun merkezi bileşik tasarım ile optimizasyonu
Optimization of natural sunscreen formulations using central composite design
- Tez No: 1001957
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU DİDEM ÇORBACIOĞLU, DOÇ. DR. SEYFULLAH KEYF
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Güneş ışığına belirli bir süre maruz kalma, ciltte fotoyaşlanma, oksidatif stres ve DNA hasarı gibi ciddi biyolojik etkiler yaratmaktadır. Günümüzde kullanılan bazı UV filtreleri insan sağlığı, çevresel etki ve uzun dönem güvenlilik gibi konularda akıllarda soru işareti bırakmaya devam etmektedir. Bu durum, doğal içerikli ve sürdürülebilir güneş kremi formülasyonlarına yönelik araştırmaların önemini arttırmıştır. Bu tez çalışmasında, \%100 biyobazlı ve bitkisel kökenli bileşenlerden bir güneş kremi eldesi amaçlanmıştır. Biyokütle atıklarından elde edilebilen lignin maddesi, aktif bir UV filtresi olarak değerlendirilmiştir. 30 farklı numune kodlanmış değerlere göre üretilmiş ve test edilmiştir. Numunelerin Design-Expert yazılımı ile optimize edilmesi amaçlanmıştır. Ksantan sakızı, lignin, Tween 80/Span 80 oranı ve sarı kantaron/karanfil yağı oranı olmak üzere dört değişken faktörün pH, vizkozite, farklı film kalınlıklarında UVA koruma yüzdesi ve temas açısı yanıtları Merkezi Bileşik Tasarım (CCD) ve Cevap Yüzeyi Metodolojisi (RSM) kullanılarak incelenmiştir. Optimizasyon sonucunda belirli kriterlere göre iyi formülasyon belirlenmiştir. Bu tez, doğal UV filtrelerinin güneş kremi formülasyonlarında aktif olarak görev yapmasına yönelik literature önemli bir katkı sunmaktadır. Çalışma kapsamında geliştirilen formülasyonlarda yalnızca aktif UV koruma performansı değil, aynı zamanda sistemin reolojik kararlılığı, emülsiyon bütünlüğü ve yüzey etkileşim özellikleri de değerlendirilmiştir. Ligninin aromatik ve fenolik yapısından kaynaklanan geniş bant UV absorpsiyon kapasitesi, formülasyon matrisi içerisindeki dağılım homojenliği ve partikül etkileşimleri ile birlikte ele alınmıştır. Merkezi Bileşik Tasarım sayesinde faktörlerin hem doğrusal hem kuadratik hem de ikili etkileşim etkileri istatistiksel olarak modellenmiş, yanıt yüzeyleri üzerinden optimum bölge belirlenmiştir. Elde edilen modelin yeterliliği varyans analizi (ANOVA), belirleme katsayısı (R²), düzeltilmiş ve tahmini R² değerleri ile doğrulanmıştır. Deneysel verilerin güvenilirliği kemometrik olarak ortaya konmuştur. Bu yönüyle çalışma, sürdürülebilir UV filtrelerin endüstriyel uygulanabilirliğine dair nicel ve bilimsel bir çerçeve sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Exposure to solar radiation has serious biological effects on the skin barier, including photoaging, oxidative stress, and DNA damage. Despite their extensive use, conventional UV filters, which are currently available on the market, have raised concerns regarding human health, environmental impact, and long-term safety. This situation has boosted the importance of research focused on the development of natural and sustainable sunscreen formulations. In this thesis research, the development of a sunscreen formulation composed entirely of bio-based and plant-derived ingredients was aimed at. Lignin was evaluated as an active UV-filtering agent as a result of its aromatic structure and broad-spectrum of UV absorption potential. Based on predefined criteria, 30 different samples were prepared and tested accordingly. The optimization of these formulations was carried out using Design-Expert software. The effects of four independent factors which are xanthan gum concentration, lignin concentration, Tween 80/Span 80 emulsifier ratio, and St. John's wort/clove oil ratio on pH, viscosity, percentage of UVA protection at different film thicknesses, and contact angle responses were investigated using Central Composite Design (CCD) and Response Surface Methodology (RSM). As a result of the optimization process, an optimal formulation indicating a high desirability value and simultaneously meeting the criteria for pH, viscosity, UVA protection, and contact angle was identified. The effectiveness of natural sunscreen formulations was extensively evaluated, demonstrating that such systems can be efficiently designed through chemometric approaches. This thesis provides a significant contribution to the scientific literature by highlighting the potential of natural UV filters to function as active components in sunscreen formulations. In addition to evaluating the active UV protection performance, the developed formulations were also assessed in terms of rheological stability, emulsion integrity, and interfacial surface properties. The broad-spectrum UV absorption capacity of lignin, originating from its aromatic and phenolic structure, was examined together with its dispersion homogeneity within the formulation matrix and particle–particle interactions. Through the Central Composite Design, the linear, quadratic, and interaction effects of the independent variables were statistically modeled, and the optimal region was determined via response surface analysis. The adequacy of the developed models was validated using analysis of variance (ANOVA), coefficient of determination (R²), adjusted R², and predicted R² values. The reliability of the experimental data was thus confirmed through chemometric evaluation. In this respect, the study provides a quantitative and scientifically grounded framework regarding the industrial applicability of sustainable UV filters.
Benzer Tezler
- Ziziphus jujuba Mill. (Hünnap) bitkisinin sanayinin değişik alanlarda kullanım potansiyelinin araştırılması
Investigation of potential use of Ziziphus jujuba Mill. (Hünnap) plant in various area in industry
GÜLDEN KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyoteknolojiAksaray ÜniversitesiBiyoteknoloji ve Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELTEM AŞAN ÖZÜSAĞLAM
- Formulation and characterization studies of sunscreen formulations
Güneş koruyucu formülasyon ve karakterizasyon çalişmaları
GOLNOUSH NOROUZI FARZAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Eczacılık ve FarmakolojiYeditepe ÜniversitesiEczacılık Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKÇEN YAŞAYAN
- Türkiye'de yetişen bazı erica türlerinin çeşitli biyoaktiviteleri bakımından biyomalzemede kullanım potansiyellerinin araştırılması
Investigation of the potential use of some erica species grown in Türkiye n biomaterials based on their various bioactivities
BÜŞRA EROĞLU ARSLAN
- Kozmetik kremde kurkuminin cilt yaşlanma karşıtı potansiyelinin değerlendirilmesi
Evaluation of skin anti-aging potential of curcumin in cosmetic cream
NARMIN AZIMOVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyoteknolojiÜsküdar ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SHIRIN TARBIAT
- The effect of different starch types on texture properties of wafer sheets
Farklı nişasta çeşitlerinin gofret yapraklarının tekstür özellikleri üzerine etkisi
GİZEM SARI ÜNLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRBÜZ GÜNEŞ