Marmara Denizinden doğal pigment üreten bakterilerin izolasyonu, karakterizasyonu ve bu pigmentlerin fonksiyonel özellikleri
Isolation, characterization, and functional properties of natural pigment producing bacteria from the Sea of Marmara
- Tez No: 1012310
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHAMMET ARICI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sentetik boyaların çevresel ve sağlık riskleri, sürdürülebilir ve toksik olmayan doğal pigmentlere olan ilgiyi artırmaktadır. Bu çalışmada, Marmara Denizi'nden izole edilen pigment üreten bakterilerin tanımlanması, sentezledikleri pigmentlerin karakterizasyonu ve farklı uygulama alanlarındaki potansiyellerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Denizden alınan su örnekleri farklı besiyerlerine yayma ekim yöntemiyle inoküle edilmiştir. Marine Agar ortamında gelişim gösteren ve renkli koloni oluşturan toplam 63 izolat elde edilmiştir. Bu izolatların morfolojik özellikleri incelenmiş; renk özelliğini koruyan 11 izolat seçilmiş ve 16S rRNA analizi ile tanımlanmıştır. Yoğun pigment üretimi gösteren iki sarı ve iki mor olmak üzere toplam dört izolat (15, 42, 61 ve 63 numaralı izolatlar) ileri analizler için seçilmiş olup bu izolatların pigment ekstraksiyonu %95 metanol kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen pigmentlerin karakterizasyonu; İnce Tabaka Kromatografisi (TLC), Ultraviyole-Görünür Spektroskopisi (UV-Vis), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi (DSC) ve Sıvı Kromatografisi-Uçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi (LC-QTOF-MS/MS) yöntemleri kullanılarak yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre, sarı pigmentlerin riboflavin, mor pigmentlerin ise violacein olduğu belirlenmiştir. P15, P42, P61 ve P63 olarak kodlanan bu suşlardan elde edilen pigment ekstraktları, çalışma boyunca aynı kodlarla ifade edilmiştir. Pigmentlerin biyolojik aktiviteleri antimikrobiyal ve sitotoksisite analizleri ile değerlendirilmiştir. L929 fibroblast hücre hattında yapılan testlerde pigmentlerin genel olarak düşük toksisite gösterdiği, ancak P63 pigmentinin yüksek konsantrasyonda (1000 ppm) belirgin sitotoksik etki oluşturduğu belirlenmiştir. HT 29 kolon kanseri hücre hattında ise tüm pigmentlerin yüksek hücre canlılığı sağladığı ve belirgin bir sitotoksik etki göstermediği saptanmıştır. Antimikrobiyal aktivite çalışmaları kapsamında pigmentlerin minimum inhibitör konsantrasyon (MİK) değerleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, P63 pigmentinin ise test edilen mikroorganizmalar arasında en yüksek antimikrobiyal etkinliği gösterdiği; MİK değerinin S. aureus için 125 ppm, E. coli ve C. albicans için ise 62.5 ppm olduğu hesaplanmıştır. Buna karşın, Bacillus subtilis üzerinde yapılan analizlerde pigmentlerin hiçbirinde belirgin bir inhibisyon etkisi gözlenmemiştir. Genel olarak elde edilen bulgular, pigmentlerin antimikrobiyal etkinliklerinin pigment tipine ve hedef mikroorganizmaya bağlı olarak değiştiğini ortaya koymuştur. Pigmentlerin gıda ve tekstil alanlarındaki uygulama potansiyelleri gözlemsel yöntemlerle değerlendirilmiş; yoğurt ve kumaş uygulamalarında pigmentlerin renk stabilitesini büyük ölçüde koruduğu gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, Marmara Denizi kaynaklı bu pigmentlerin çevre dostu, biyolojik olarak aktif ve farklı biyoteknolojik uygulamalar için umut vadeden doğal bileşikler olduğu ortaya konulmuştur.
Özet (Çeviri)
The environmental and health risks associated with synthetic dyes have increased interest in sustainable and non toxic natural pigments. The aim of this study was to identify pigment producing bacteria isolated from the Marmara Sea, to characterize the pigments they synthesize, and to evaluate their potential applications in different fields. Seawater samples were inoculated onto different culture media using the spread plate method. A total of 63 isolates forming colored colonies were obtained on Marine Agar medium. The morphological characteristics of these isolates were examined; 11 isolates that retained their pigmentation were selected and identified by 16S rRNA gene analysis. Among these isolates, four strains (isolate numbers 15, 42, 61, and 63), including two yellow and two purple pigment producers, were selected for further analyses due to their high pigment production. Pigment extraction was performed using 95% methanol. The extracted pigments were characterized using Thin Layer Chromatography (TLC), Ultraviolet–Visible Spectroscopy (UV–Vis), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT IR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), and Liquid Chromatography–Quadrupole Time of Flight Tandem Mass Spectrometry (LC QTOF MS/MS). According to the analysis results, the yellow pigments were identified as riboflavin, while the purple pigments were determined to be violacein. The pigment extracts obtained from these strains were coded as P15, P42, P61, and P63 and referred to using these codes throughout the study. The biological activities of the pigments were evaluated by antimicrobial and cytotoxicity assays. Cytotoxicity tests performed on the L929 fibroblast cell line indicated that the pigments generally exhibited low toxicity; however, the P63 pigment showed a significant cytotoxic effect at a high concentration (1000 ppm). In contrast, all pigments maintained high cell viability and showed no significant cytotoxic effects on the HT 29 colon cancer cell line. Minimum inhibitory concentration (MIC) values of the pigments were determined to assess their antimicrobial activity. Among the tested pigments, P63 exhibited the highest antimicrobial activity, with MIC values of 125 ppm against Staphylococcus aureus and 62.5 ppm against both Escherichia coli and Candida albicans. No notable inhibitory effect was observed for any pigment against Bacillus subtilis. Overall, the results demonstrated that antimicrobial activity varied depending on pigment type and target microorganism. The application potential of the pigments in the food and textile sectors was evaluated using observational methods. In yogurt and fabric applications, the pigments largely preserved their color stability. In conclusion, these pigments obtained from Marmara Sea derived bacteria are environmentally friendly, biologically active natural compounds with promising potential for various biotechnological applications.
Benzer Tezler
- Investigation of the changes in the phytoplankton production and pollution in the Marmara Sea by using sediment geochemistry
Marmara Denizi'ndeki fitoplankton üretimi ve kirliliğindeki değişikliklerin sediman jeokimyası kullanılarak incelenmesi
SILA BEDİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NAZLI OLĞUN KIYAK
- Marmara ve Dağyaka numunelerinin eşdeğer doz hesaplarında kullanılan a-parametrelerinin belirlenmesi
Determination of the a-parameters of the Dağyaka and Marmara samples using equalent dose calculation
MUSTAFA BURAK TÜRKÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İHSAN ULUER
- Yedikule-Yenikapı bölgesi rekreasyon alanlarının değerlendirilmesi
The Evaluation of recreational areas between Yedikule-Yenikapı region
HÜSEYİN SEVİL
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. AYTEN ÇETİNER
- Marmara denizinde doğal filtrasyon nedeniyle kıyıda açılan kuyulardan su alınarak salman (Salma solar linnaeus 1758) yetiştiriciliğinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
FERHAT ÇAĞILTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Su Ürünleriİstanbul ÜniversitesiSu Ürünleri Yetiştiriciliği ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TURHAN ONGAN
- Anoxic nitrogen cycling in Marmara sea sediments
Marmara denizi sedimentlerindeki anoksik azot döngüsü
EZGİ ESİN DEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE