Kimyasal Modifiye Nohut Nişastasından Biyoaerojel Sentezi ve Taşınım Sistemi Olarak Kullanımı
The Synthesis of Bioaerogel From Chemically Modified Chickpea Starch and The Usage As Delivery System
- Tez No: 950967
- Danışmanlar: PROF. DR. BURCU OKUTUCU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Biyobozunur polimerler, Biyopolimerler, Modifiye nişasta, Biodegradable polymers, Biopolymers, Modified starch
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda diyetle ilişkili hastalıklarda gözlenen artış, bu sağlık sorunlarının yalnızca ilaçlarla kontrol altına alınamayacağını ortaya koymaktadır. Her ne kadar probiyotikler gibi fonksiyonel gıdalar bağırsak sağlığı üzerinde olumlu etkilere sahip olsa da, besinlerden alınan enerjinin azalmasına neden olabileceği gibi canlı sistemler oldukları için çevresel koşullara daha duyarlıdır ve kompleks biyokimyasal yapıları nedeniyle istenmeyen metabolitlerin üretilmesine neden olabildiği bilinmektedir. Bu durum, daha etkili olan karbohidratları parçalayan ve aynı zamanda probiyotik etki gösterebilen karbohidrat aktif enzimlerin (CAZyme) öne çıkmasına sebep oldu, özellikle sindirilemeyen kompleks yapıdaki karbohidratların sindiriminde önemli görev üstlenmektedir. Ancak bu tür enzimlerin ve mikroorganizmaların sindirim sistemi boyunca taşınmaları zordur; yapılarını koruyamayıp aktivitelerini kaybetme riski yüksektir. Bu nedenle, bu biyolojik ajanların etkili bir şekilde iletilmesini sağlayacak yenilikçi taşıyıcı sistemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu bağlamda, yüksek gözeneklilik ve yüzey alanı özellikleriyle dikkat çeken biyoaerojeller; ilaç, enzim ve probiyotik gibi biyolojik moleküllerin taşınmasında umut vadeden, bitkisel kaynaklı polimerlerden üretilebilen nanoyapılı taşıyıcı sistemler olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, taşıyıcı sistem olarak nişasta temelli biyoaerojeller geliştirilmiştir. Nohut nişastası, biyoaerojel üretimi için sürdürülebilir ve işlenebilir bir kaynak olmakla birlikte, doğal haliyle istenen fiziksel özelliklere sahip değildir. Düşük çözünürlüğü, şişme kapasitesinin yetersizliği ve yapısal dengesizlikleri nedeniyle doğrudan kullanımı sınırlıdır. Bu nedenle, daha kalıcı ve kontrollü özellikler sunan kimyasal modifikasyon yöntemleri tercih edilmiştir. Çalışmada, nohut nişastası üç farklı kimyasal yöntem —fosforilasyon, asidik hidroliz ve oktenil süksinik anhidrit ile esterifikasyon—modifiye edilmiştir. Elde edilen modifiye nişastalar, sol-jel yöntemiyle biyoaerojel üretiminde kullanılmıştır. Nişasta örneklerinin temel bileşen analizleri (kül, nem, protein, yağ ve amiloz içerikleri) ile karakterizasyonları yapılmış; üretilen biyoaerojeller ise XRD, FTIR, şişme testi, porozite testi, zamana bağımlı şişme testi gibi karakterizasyon yöntemleriyle değerlendirilmiştir. Sentezlenen modifiye/modifiye olmayan biyoaerojellere CAZyme enzimlerinin arasından alfa amilaz enziminin yükleme denemesi yapıldı. Asetilasyon ve fosforilasyon ile modifiye edilen nohut nişastasından sentezlenen biyoaerojeller en iyi sonucu vermişlerdir. Bu çalışmada geliştirilen pH'ya duyarlı biyoaerojel, modifiye edilmiş nohut nişastasından üretilmiş olup, özellikle bağırsak ortamında enzimlerin kontrollü salımını hedefleyen yenilikçi bir taşıyıcı sistem olarak tasarlanmıştır. Bitkisel kökenli, biyobozunur ve fonksiyonel özellikleri sayesinde bu sistem, diyetle ilişkili hastalıkların yönetiminde sürdürülebilir bir alternatif sunmaktadır. Araştırma bulguları, bu biyoaerojelin gelecekte daha geniş kullanım alanlarına sahip olabileceğine işaret etmektedir.
Özet (Çeviri)
The increase in diet-related diseases in recent years shows that these health problems cannot be controlled by drugs alone. Although functional foods such as probiotics have positive effects on gut health, they may cause a decrease in the energy intake from food, as they are living systems, they are more sensitive to environmental conditions and can produce unwanted metabolites due to their complex biochemical structures. This situation has highlighted the importance of carbohydrate-active enzymes (CAZymes), which are more effective at breaking down carbohydrates and can exhibit probiotic effects, particularly in the digestion of indigestible complex carbohydrates. However, transporting these enzymes and microorganisms through the digestive tract is difficult and there is a high risk that they may not retain their structure and lose their activity. Therefore, there is a need for innovative delivery systems to ensure efficient delivery of these biological agents. In this context, bioaerogels, which attract attention with their high porosity and surface area properties, stand out as nanostructured carrier systems that can be produced from plant-based polymers, which are promising in the transportation of biological molecules such as drugs, enzymes and probiotics. In this study, starch-based bioaerogels were developed as a carrier system. Although chickpea starch is a sustainable and processable source for bioaerogel production, it does not have the desired physical properties in its natural state. Its direct use is limited due to its low solubility, insufficient swelling capacity and structural instabilities. Therefore, chemical modification methods that offer more permanent and controlled properties were preferred. In this study, chickpea starch was modified by three different chemical techniques-phosphorylation, acidic hydrolysis and esterification with octenyl succinic anhydride (OSA). The modified starches were used in the production of bioaerogels by sol-gel method. The starch samples were characterized by principal component analysis (ash, moisture, protein, fat and amylose contents) and the bioaerogels produced were evaluated by characterization methods such as XRD, FTIR, swelling test, porosity test, time-dependent swelling test. Loading of alpha amylase enzyme among CAZyme enzymes was tested on the synthesized modified/unmodified bioaerogels. Bioaerogels synthesized from chickpea starch modified by acetylation and phosphorylation gave the best results. The pH-sensitive bioaerogel developed in this study was produced from modified chickpea starch and designed as an innovative carrier system targeting the controlled release of enzymes, especially in the intestinal environment. Thanks to its plant origin, biodegradable and functional properties, this system offers a sustainable alternative in the management of diet-related diseases. Research findings indicate that this bioaerogel may have wider applications in the future.
Benzer Tezler
- Modern teknolojilerin kullanılması ile bitkisel süt eldesi ve farklı tekniklerle kurutularak elde edilen bitkisel süt tozlarının kek üretiminde kullanımı
Vegetable milk production using modern technologies and the use of vegetable milk powders obtained by drying with different techniques in cake production
SARA IBRAHIM HUSSEIN ABDALLAH
Doktora
Türkçe
2025
Gıda MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİLGÜN ERTAŞ
- Modifiye edilmiş kitosandan elektrospin yöntemiyle liflerin elde edilmesi, karakterizasyonu ve biyofilm oluşumuna etkilerinin incelenmesi
Fabrication of fibers by electrospinning method from the modified chitosan, characterization and investigation of their effects on biofilm formation
NESLİHAN NOHUT MAŞLAKCI
Doktora
Türkçe
2015
BiyoteknolojiSüleyman Demirel ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL ÖKSÜZ
- Kimyasal olarak modifiye sodyum myaluronate karboksimetilsellüloz biobsorbable membran ve fosfat tamponlu saline 0.4% WW sodyum myaluronate solüsyonunun septik peritonitte laparotomi sonrası adhezyon gelişimine etkisi; Bir hayvan modeli
The Effect of chemically modified sodium myaluronate carboxymethyl cellulose bioabsorbable membrane and phosphate buffered saline %0.4 ww sodium myaluronate solution in septic peritonitis after laparotomy
ACAR TÜZÜNER
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2001
Genel CerrahiAnkara ÜniversitesiGenel Cerrahi Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. SADIK ERSÖZ
- Kimyasal olarak modifiye edilmiş adsorbanlar kullanarak ağır metal iyonlarının adsorpsiyonu
Removal of heavy metal ions using chemically modified adsorbents
MEHMET EMİN ARGUN
Doktora
Türkçe
2007
Çevre MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜ DURSUN
- Kimyasal olarak modifiye edilmiş kahverengi makro alglerin uranyum biyosorpsiyonunun incelenmesi
Investigation of uranium biosorption by chemically-modified brown macro algae
HASAN SEZER