Gıda biyoaktifleri için lipozomal nanolif enkapsülasyon sistemlerinin geliştirilmesi
Development of liposomal nanofiber encapsulation systems for food bioactive compounds
- Tez No: 953244
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞE KARADAĞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- 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: 131
Özet
Fenolik bileşikler ve hidrolizatlar gibi antioksidan, antidiyabetik, antihipertansif, immünomodulatör aktivitileri olan biyoaktif bileşenlerin ağız yoluyla alım sonrasında gastronointestinal sistem koşullarına karşı dayanıksızlığı ve ince bağırsakta düşük emilimleri sağlık faydalarını büyük ölçüde kısıtlamaktadır. Bu kısıtlamaları aşacak enkapsülasyon sistemlerinin tasarımı oldukça önemlidir. Bu çalışmanın amacı, fenolik bileşikler, özellikle antosiyanin açısından zengin olan karadut ekstraktı (KE) ve model bir biyoaktif hidrolizat olarak glutenin hidrolizatı (GH), için lipozomal nanolif enkapsülasyon sistemlerinin tasarlanmasıdır. Çalışmanın ilk kısmında, lipozomal KE yüklü tek eksenli pullulan (PUL)/pektin (PEK) nanolifleri, KE'nin in vitro biyoerişilebilirliğini ve biyoyararlanımını artırmak için geliştirilmiştir. KE (%0.8, a/h) içeren lipozomlar, ince film hidrasyonu ve ultrasonikasyon yöntemiyle 76.41±1.23 nm boyutunda üretilmiş ve KE'nin %79.40±0.99'u kapsüllenmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve konfokal lazer taramalı mikroskop (CLSM) görüntüleri, lipozomların kusursuz lif yapısı içinde uniform dağılımını göstermiştir. Lipozomal KE yüklenmesi, serbest KE yüklenmesine kıyasla nanoliflerin mukoadhezyonunu arttırmıştır. Lipozomal KE yüklü nanolifler, antosiyaninlerin biyoerişilebilirliğinde neredeyse iki kat artış sağlamıştır. Caco-2 hücreleri tarafından dört farklı antosiyaninin hücresel salınımı, lipozomal KE yüklü nanoliflerde önemli ölçüde daha yüksek bulunmuştur (%3.92-10.50%). Çalışmanın diğer kısmında ise, GH'in in vitro gastrointestinal sisteme karşı stabilitesini ve salım özelliklerini iyileştirebilecek, lipozomal GH yüklü, tek eksenli PUL/ karboksimetilselüloz (CMC) ve kabuk PUL/CMC, çekirdek PUL/lipozomal GH yüklü çift eksenli hibrit nanoliflerin üretilmesi amaçlanmıştır. Lesitine oranla yarı yarıya fitosterol içeren (1:0.5, a/a), 75.69±0.34 nm boyutunda ve 57.52±2.27 enkapsülasyon verimliliğine sahip 7.5 mg/mL hidrolizat yüklü lipozomlar ince film hidrasyon yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. SEM ve CLSM görüntüleri, boncuk benzeri yapı içermeyen liflerde lipozomların uniform dağılımını göstermiştir. Besleme çözeltisindeki GH'nin %61.04 ila %85.22'si tek eksenli ve çift eksenli elektroeğirme yöntemleri kullanılarak liflere kapsüllenebilmiştir. GH yüklenmesi sonucu hem tek eksenli hemde çift eksenli lipozomal liflerin mukoadhesyon özelliği artmıştır. İn vitro sindirimin sonunda, serbest GH, başlangıçtaki ABTS ve FRAP antioksidan aktivitesinin yaklaşık %65 ve %50'sini kaybederken, liflerdeki kayıp %13 ile %35 (ABTS) ve %10 ile %25 (FRAP) arasında değişmiş olup, lipozomal lifler, serbest-GH yüklü liflere göre daha iyi koruma göstermiştir. Lipozomal nanoliflerden GH'nin salınımı (tek eksenli lipozomal lif için %21.05 ve çift eksenli lipozomal lif için %25.85) mide sindiriminin sonunda serbest GH içeren tek eksenli lifin (%42.69) yaklaşık yarısı kadar olup, bağırsak sindiriminden sonra en düşük salınım lipozomal çift eksenli nanoliflerde gözlemlenmiştir. Tasarlanan lipozomal hibrit nanoliflerin hem fenolik bileşikler hemde biyoaktif hidrolizatların taşınması için büyük bir potansiyele sahip olduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Bioactive components with antioxidant, antidiabetic, antihypertensive, and immunomodulatory activities, such as phenolic compounds and hydrolysates, are significantly limited in their health benefits due to their instability against gastrointestinal system conditions and low absorption in the small intestine after oral intake. The design of encapsulation systems that will overcome these limitations is of great importance. The aim of this study is to design hybrid nanofiber encapsulation systems for phenolic compounds, particularly anthocyanin-rich black mulberry extract (KE) and gluten hydrolysate (GH) as a model bioactive hydrolysate. In the first part of the study, uniaxial pullulan (PUL)/pectin (PEK) nanofibers loaded with liposomal KE were developed to enhance the in vitro bioaccessibility and bioavailability of KE. Liposomes containing KE (0.8%, w/v) were produced with the size of 76.41±1.23 nm using the thin film hydration and ultrasonication method, encapsulating 79.40±0.99% of KE. Scanning electron microscopy (SEM) and confocal laser scanning microscopy (CLSM) images have shown the uniform distribution of liposomes within the beadless fiber structure. Liposomal KE loading has enhanced the mucoadhesion of nanofibers compared to free KE loading. Liposomal KE-loaded nanofiber has nearly doubled the bioaccesibility of anthocyanins. The cellular release of four different anthocyanins by Caco-2 cells was found to be significantly higher in liposomal KE-loaded nanofibers (3.92-10.50%). In the other part of the study, it was aimed to produce uniaxial PUL/ carboxymethylcellulose (CMC) and coaxial hybrid nanofibers with core PUL/liposomal GH and shell PUL/CMC, lipozomal GH-loaded, to improve the stability and release properties of GH through the gastrointestinal system. Liposomes loaded with 7.5 mg/mL hydrolysate, containing phytosterol at half the amount of lecithin (1:0.5 / w/w), with a size of 75.69±0.34 nm and an encapsulation efficiency of 57.52±2.27, were obtained using the thin film hydration method. SEM and CLSM images have shown a uniform distribution of liposomes in beadless fiber morphology. Between 61.04% and 85.22% of GH in the feeding solution was encapsulated inside the fibers utilizing uniaxial and coaxial electrospinning techniques. GH loading resulted in enhanced mucoadhesion characteristics in both uniaxial and coaxial liposomal fibers. At the end of the digestion, free GH exhibited a reduction of approximately 65% and 50% in initial ABTS and FRAP antioxidant activity, respectively, whereas the fibers had a decline ranging from 13% to 35% (ABTS) and 10% to 25% (FRAP). The liposomal fibers demonstrated superior protection relative to the free-GH loaded fibers. The release of GH from liposomal nanofibers was 21.05% for uniaxial fiber and 25.85% for coaxial fiber after the gastric digestion, almost half of the free GH-loaded uniaxial fiber release at 42.69%. The lowest release following intestinal digestion was noted in liposomal coaxial nanofibers. The developed liposomal hybrid nanofibers have significant promise for the delivery of phenolic compounds and bioactive hydrolysates.
Benzer Tezler
- Kaktüs meyvesinden (Opuntia ficus-indica L.) betalainlerin yeni yöntemlerle ekstraksiyonu, niyozomal enkapsülasyonu ve gıda uygulaması
Extraction of betalains from cactus pear (Opuntia ficus-indica L.) by novel methods, niosomal encapsulation and food application
BÜŞRA AKDENİZ OKTAY
Doktora
Türkçe
2025
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF YOLAÇANER
PROF. DR. SAİT AYKUT AYTAÇ
- Improving the bioaccessibility of tomato pomace bioactives by excipient emulsion in bread and tomato sauce samples
Ekmek ve domates sosuna eklenen domates posasındaki biyoaktiflerin biyoerişilebilirliğinin eksipiyan emülsiyon ile arttırılması
ELİFSU NEMLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERVE TOMAŞ
- Biyoatıklardan biyoaktif maddelerin mikroenkapsülasyonu ve çeşitli gıdalardaki salım davranışları
Microencapsulation of bioactive substances from biowaste and their release behavior in various foods
İREM TOPRAKÇI YÜKSEL
Doktora
Türkçe
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİN ŞAHİN SEVGİLİ
- Encapsulation of echium oil and saffron extract in electrospun nanofibers
Echıum yağı ve safran ekstraktının elektroeğrilmiş nanoliflerde enkapsülasyonu
ZAHRA NAJAFI
Doktora
İngilizce
2022
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEŞE ŞAHİN YEŞİLÇUBUK
PROF. DR. FİLİZ ALTAY
- Antimicrobial, antioxidant, antiproliferative and cytotoxic activities of aronia fruit extract
Aronya meyve ekstraktmm antibakteriyel, antioksidan, antiproliferatif ve sitotoksik aktiviteleri
DİLARANUR TANAĞARDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mikrobiyolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE HANDAN BAYSAL
PROF. DR. EFE SEZGİN