Encapsulation of resveratrol in composite biopolymer nanoparticles
Resveratrolün kompozit biyopolimer nanopartiküllerle enkapsülasyonu
- Tez No: 723199
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜNSELİ ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Son yıllarda, biyopolimer ve biyoyüzey aktif maddeler kullanılarak üretilen nanopartiküller kontrollü salım sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışma, biyopolimer zein ve biyoyüzey aktif madde ramnolipid ile kompleks kompozit nanopartiküllerin hazırlanmasını ve bir polifenol olan resveratrolün üretilen kapsüllere yüklenmesini içermektedir. Resveratrol yüklü zein-ramnolipid kompozit nanopartiküller ile gelecek vadeden bir kontrollü salım sistemi elde etmek için metodoloji geliştirilmesi amaçlanmıştır. Böylelikle, çevresel zorlukların üstesinden gelmek ve hastalıkları önlemek için biyoaktif bileşik resveratrol içeren verimli bir yükleme ve salım sistemi geliştirilmiştir. Bu çalışmada, proses maliyetini ve enerjisini azaltmak için organik solvent içermeyen ve çevre dostu olan pH'a dayalı enkapsülasyon yöntemi kullanılmıştır. Resveratrol içermeyen nanokapsüller, sırasıyla bazik ve asidik pH koşullarında yenilebilir biyomolekül zein ve biyoyüzey aktif madde ramnolipid çözeltileri kullanılarak pH'a dayalı metot ile hazırlanmıştır. En uygun zein-ramnolipid kütle oranı UV-Vis analizi ile 1:0,6/Z:RL olarak belirlenmiştir. Resveratrol (15, 30, 70, 120 ve 160 mg), üretilen nanoparçacıkların içine yüklenmiştir. Optimum resveratrol yüklü nanokapsüller (Z-RL-120Res), 0,6 mg/ml'lik bir resveratrol konsantrasyonuna sahiptir. Resveratrol yüklü nanoparçacıklardan % 87,35 - % 98,96 enkapsülasyon verimi ve % 0,83 - % 8,95 yükleme kapasitesi elde edilmiştir. Nanokapsüller, ATR-FTIR spektroskopisi, UV-Vis spektrofotometresi ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri ile karakterize edilmiştir. Partikül boyutu dağılımı (DLS) ve zeta potansiyeli ölçümleri yapılmıştır. Kararlılık kontrolünde, kapsüllerin geniş pH aralığında (3-9), tuz konsantrasyonlarında (0-400 mM) ve resveratrol miktarlarında (0-160 mg) büyük ölçüde kararlı olduğu bulunmuştur. Optimum Z-RL-120Res nanoparçacıklarının kontrollü salım çalışmaları, ultrasonik banyo ve çalkalamalı su banyosu kullanılarak pH 1,2 ve 7,4 değerlerinde gerçekleştirilmiştir. Asidik ve nötr pH koşullarında gerçekleştirilen her iki salım çalışması, fosfat tampon çözeltisinde önce hızlı salım, ardından yavaş ve son olarak sürekli salım profilleri göstermiştir. Z-RL-120Res parçacıkları, ultrasonik banyoda sırasıyla pH 1,2 ve 7,4'te % 89,27 ve % 82,24 ile en yüksek salım oranlarına sahiptir. Ayrıca, pH 1,2 ve 7,4 değerlerinde, çalkalamalı su banyosunda Z-RL-120Res için sırasıyla % 79,79 ve % 77,22 salım oranları elde edilmiştir. Salınım modelleri arasında, Gompertz modeli Z-RL-15Res ve Z-RL-160Res nanopartikülleri için en uygun model olarak belirlenmiştir. Bununla birlikte, Z-RL-30Res, Z-RL-70Res ve Z-RL-120Res nanopartiküllerinde Weibull modeli en uygun model olmuştur. Bu çalışmada, pH'a dayalı enkapsülasyon yöntemi ile hazırlanan nanopartiküller, daha iyi salım kontrolü sağlayan yüksek enkapsülasyon verimine, yükleme kapasitesine ve kararlılığına sahiptir. Karakterizasyon sonuçları, biyoaktif resveratrolün fonksiyonel gıda ürünlerine verimli bir şekilde yüklenebileceğini göstermiştir. Sonuç olarak, resveratrolün zein-ramnolipid nanoparçacıklarına yüklenmesiyle ilaç ve gıda endüstrisinde kullanım için umut verici bir biyopolimer bazlı salım yöntemi geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In recent years, nanoparticles produced from biopolymers and biosurfactants have been widely used in controlled delivery systems. The scope of this study includes the preparation of complex composite nanoparticles from biopolymer zein and biosurfactant rhamnolipid and the encapsulation of resveratrol polyphenol into produced capsules. It was aimed to develop a methodology to obtain a promising controlled delivery system with resveratrol loaded zein-rhamnolipid composite nanoparticles. Thus, an efficient encapsulation and release system for the bioactive compound resveratrol has been developed to overcome environmental challenges and prevent diseases. In this study, organic solvent-free and environmentally friendly pH-driven encapsulation method was used to decrease cost and energy of the process. Resveratrol-free nanocapsules were prepared by pH-driven method using solutions of both edible biomolecule zein and biosurfactant rhamnolipid at basic and acidic pH conditions, respectively. The most appropriate zein-rhamnolipid mass ratio was determined as 1:0.6/Z:RL nanoparticles by UV-Visible analysis. Resveratrol (15, 30, 70, 120 and 160 mg) was encapsulated into the produced 1:0.6/Z:RL NPs. The optimum resveratrol-loaded nanocapsules (Z-RL-120Res) had a resveratrol concentration of 0.6 mg/ml. Encapsulation efficiency of 87.35 % - 98.96 % and loading capacity of 0.83 % - 8.95 % were obtained from the Res-loaded NPs. Nanocapsules were characterized by ATR-FTIR spectroscopy, UV-Vis spectrophotometer and Scanning Electron Microscopy (SEM) analyses. Particle size distribution (DLS) and zeta potential measurements were also performed. In stability control, the capsules were found to be substantially stable over a wide range of pH values (3-9), salt concentrations (0-400 mM), and resveratrol amounts (0-160 mg). Controlled release studies were carried out with the optimum Z-RL-120Res NPs at pH 1.2 and 7.4 using ultrasonic and shaking water bath. Both release studies under acidic and neutral pH conditions demonstrated first rapid release, then slowing down and finally sustained release profiles in phosphate buffer solutions. The Z-RL-120Res NPs had the highest release rates of 89.27 % and 82.24 % at pH 1.2 and 7.4, respectively, in the ultrasonic bath. Moreover, release rates of 79.79 % and 77.22 % were obtained for Z-RL-120Res in the shaking water bath at pH 1.2 and 7.4, respectively. Among the release models, the Gompertz model was the best fitting model for the Z-RL-15Res and Z-RL-160Res NPs. On the other hand, the Weibull model best fitted to the Z-RL-30Res, Z-RL-70Res and Z-RL-120Res NPs. In this study, nanoparticles prepared by pH-driven method had high encapsulation efficiency, loading capacity and stability, which provided better delivery and release control. Characterization results indicated that the resveratrol bioactive compound could be efficiently incorporated into dietary functional products. Consequently, a promising biopolymer-based delivery method could be developed for use in the pharmaceutical and food industry by loading bioactive resveratrol into zein-rhamnolipid nanoparticles.
Benzer Tezler
- Kanser tedavisinde kullanılan resveratrolün ilaç taşıyıcı sistem olarak kitosan-aljinat kompozit biyojellere yüklenmesi ve salımının incelenmesi
Investigation of loading and release of resveratrol using in cancer therapy on chitosan-alginate composite biogels as drug carrier system
AYŞE BURCU NAZLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YEŞİM SAĞ AÇIKEL
- Green extraction and encapsulation of black rosehip polyphenols: İn vitro bioaccessibility, bioavailability, and biological activities
Siyah kuşburnu polifenollerinin yeşil ekstraksiyonu ve enkapsülasyonu: İn vitro biyoerişilebilirlik, biyoyararlılık, ve biyolojik aktiviteleri
KADRİYE NUR KASAPOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK
- Fabrika atığı olan üzüm posasından resveratrolün zenginleştirilmesi ve lesitin ile enkapsülasyonu
Enrichment of resveratrol from factory waste grape russ and encapsulation with lecithin
PINAR KARAGÜL
- Resveratrol içeren mikrokürelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of resveratrol loaded microspheres
BÜŞRA SİNAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyomühendislikGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADVİYE GÜLÇİN SAĞDIÇOĞLU CELEP
DOÇ. DR. ILGAZ AKATA
- Resveratrol, Koenzim Q10 Ve Vitamin E içeren lipozom hazırlanması ve yaşlanma karşıtı etkinliğinin in vitro test edilmesi
Development and in vitro evaluation of an anti-aging liposomalformulation containing resveratrol, Coenzyme Q10 and Vitamin E
AYLİN ÜLKÜCÜ
Doktora
Türkçe
2023
Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA GÜLGÜN YENER