Composite polysaccharides and protein hydro-gels for controlled release applications: Formulation, characterization and release studies
Kontrollü salınım amaçlı bileşik polisakkarit ve protein hidrojelleri: Formülasyon, karakterizasyon ve salınım çalışmaları
- Tez No: 779467
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL MECİT ÖZTOP, DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZLEM AYDIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Kimya, Food Engineering, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 265
Özet
Hidrojeller, üç boyutlu makromoleküler ve oldukça hidrofilik yapıya sahip polimerik jellerdir. Çözünmeden ve bütünlüklerini kaybetmeden yüksek miktarda su alarak şişebilirler. Gıdalarda kullanmak amacıyla protein ve polisakkaritler hidrojel tasarımlarında kullanılabilirler. Bu jellerin yaygın kullanım alanlarından biri aktif ajanların bu jeller içerisine kapsüllenmesidir. Birkaç polimerin, jelin fiziko-kimyasal özelliklerini ayarlamak için karıştırılmasıyla oluşturulan bileşik jeller, stabilite ve salım profillerini geliştirdiği için önem kazanmıştır. Bu çalışmada, pektin (PC), kitre (GT) ve ksantan sakızı (XG) polisakkaritleri, peynir altı suyu protein izolatı (WPI) temelli salım sistemleri oluşturmak için kullanılmıştır. Zengin bir antosiyanin kaynağı olan kara havuç suyu konsantresi (BC) bu hidrojellerde kapsüllenmiştir. Hidrojellerin salım davranışları, nötr pH'daki fosfat tampon çözeltisi ve simüle edilmiş mide – bağırsak sistemi (GIT) ortamlarında gözlemlenmiştir. Polimerlerin su bağlama davranışlarını değişik salım ortamlarında karakterize etmek için temel olarak Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) relaksasyon tekniği kullanılmıştır. Hidrojelleri detaylı olarak inceleyebilmek için Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM), reolojik ve dokusal ölçümler de yapılmıştır. Polisakkarit karıştırılması, protein jellerin fosfat tampon çözeltisindeki salımını yavaşlatmıştır (p < 0.05). Bileşik jeller ayrıca mide fazında tüm BC içeriğini serbest bırakmamış, bir miktarını yapısında tutmaya devam ederek bağırsak fazına taşımıştır. Özellikle GT ve XG içeren örnekler sindirim sisteminde daha kademeli bir salım göstermişlerdir. Salım davranışlarını belirlemek için basit matematiksel ve kinetik modellerden yararlanılmıştır. Kontrollü salım deneylerine ek olarak, BC içeren hidrojeller tam yağlı yoğurt örneklerine uygulanmıştır. Bu yoğurt örneklerinin toplam fenolik ve antioksidan içerikleri dört haftalık depolama boyunca izlenmiştir. Yoğurt örneklerine hidrojel karıştırılması, bu örneklerin toplam fenolik ve antioksidan miktarlarını arttırmıştır. XG içeren hidrojeller dışında yoğurda hidrojel karıştırılması, yoğurdun depolama süresi boyunca toplam fenolik miktarını ve antioksidan aktivitesini korumuştur.
Özet (Çeviri)
Hydrogels are highly hydrophilic polymer gels with macromolecular threedimensional networks. They can swell by absorbing and retaining large amount of water without dissolving and losing their integrity. Polysaccharides and proteins are commonly used for designing hydrogels to be used in food applications. Encapsulating bioactive agents is one of the common uses of these gels. Composite gels in which one or two polymers are blended to modulate the physicochemical properties of the gels have gained interest due to enhanced stability and release profiles. Pectin (PC), Gum Tragacanth (GT) and Xanthan Gum (XG) were the polysaccharides used for designing Whey Protein Isolate (WPI) based release systems in this study. Black carrot concentrate (BC) having a rich anthocyanin profile was encapsulated in these hydrogels. Release behaviors of the hydrogels were monitored in neutral pH phosphate buffer and simulated in vitro gastrointestinal tract (GIT) conditions. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Relaxometry was used as the main characterization technique to understand water-binding behavior of the polymers in different release media. Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), rheological and textural measurements of hydrogels were also conducted to characterize the hydrogels in detail. Polysaccharide blending retarded the release profiles in phosphate buffer (p < 0.05). Composite hydrogels also prevented whole release of BC in gastric phase and delivered some of the encapsulated material in intestinal phase. Especially GT and XG blended samples attained more gradual release profiles in GIT. Simple mathematical and kinetic models were used to define the release in the gel systems. In addition to controlled release experiments, BC loaded hydrogels were applied to whole-fat yogurt samples. Total phenolic contents and antioxidant capacities of the yogurt samples were monitored during four-week storage. Hydrogel blending to yogurt increased the total phenolic contents and antioxidant capacities of the samples. Hydrogels except for XG containing ones also preserved the total phenolic content and the antioxidant capacity of the yogurt during storage.
Benzer Tezler
- Novel biopolymer applications as adsorbent, drug encapsulation and controlled drug release agents
Adsorban, ilaç kapsülleme ve kontrollü ilaç salımı ajanları olarak yeni biyopolimer uygulamaları
NİLAY KAHYA
Doktora
İngilizce
2023
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA BEDİA BERKER
- Kitosan/ZnFe2O4 nanokompozit malzemesi hazırlanması, karakterizasyonu ve kanser ilacı yüklenen malzemeden ilaç salımının incelenmesi
Preparation, characterization and examination of drug release from cancer drug loaded nanocomposite chitosan/ZnFe2O4 material
MERVE ECE TEMELKURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA BEDİA BERKER
ÖĞR. GÖR. ZEYNEP KALAYCIOĞLU
- Poliakrilamid biyokompozit sentezi
Synthesis of polyamylamide biocomposite
GÜLŞAH CEVAHİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OYA ATICI
- Sentez sıcaklığı ve çapraz bağlayıcı konsantrasyonunun ipek fibroin kriyojelerinin özelliklerine etkisi
Effects of preparation temperature and cross-linker concentration on the properties of silk fibroin cryogels
ZEYNEP ÖZTOPRAK
- Biyobozunur polimer/ polisakkarit kompozitleri ile sefaklor salımı
Cefaclor release with biodegradable polymer / polysaccharide composites
BUSE SEMERCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyokimyaSivas Cumhuriyet ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DEMET BAYBAŞ