Yeşil ceviz kabuğu ekstraktı yüklü kitosan-polivinil alkol nanomalzemelerin elektrosprey yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of green walnut husk extract loaded chitosan-polyvinyl alcohol nanomaterials by electrospray method
- Tez No: 960825
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AZİME ERARSLAN, DR. ANIL TEVFİK KOÇER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Bioengineering, Biotechnology, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Antibiyotik direncindeki küresel artış, doğal kaynaklı ve biyouyumluantimikrobiyal sistemlerin geliştirilmesini önemli bir araştırma alanı halinegetirmiştir. Fenolik bileşikler açısından zengin bitkisel atıklar, bu doğrultudasürdürülebilir ve işlevsel biyomalzemelere dönüştürülebilecek değerlihammaddeler sunmaktadır. Bu çalışmada, gıda endüstrisinin atık ürünü olan yeşilceviz (Juglans regia) kabuğundan elde edilen ekstrakt, biyopolimerik taşıyıcısistemler olan kitosan (Chi) ve polivinil alkol (PVA) nanopartiküllerine enkapsüleedilmiş ve bu sistemlerin fizikokimyasal ve biyolojik özellikleri çok yönlü olarakdeğerlendirilmiştir. Ekstraksiyon işlemi, %50 etanol-su çözücüsünde, 80 °Csıcaklıkta ve 1:100 (w/V) oranında 90 dakika sürdürerek gerçekleştirilmiş;optimum koşullarda %55,3 verim elde edilmiştir. Elde edilen ekstrakt, elektrospreyyöntemiyle Chi, PVA ve Chi/PVA bazlı nanopartiküller içerisine yüklenmiştir.Nanopartiküllerin karakterizasyonu DLS, SEM ve FTIR analizleri ilegerçekleştirilmiş; ekstrakt yüklemesinin partikül boyutunu artırdığı, PDI değerlerini düşürdüğü ve polimer matrisle moleküler düzeyde etkileşim sağladığıbelirlenmiştir. SEM analizleri, ekstrakt yüklemesiyle birlikte yüzey morfolojisindeiyileşme ve daha homojen partikül dağılımı olduğunu göstermiştir. Biyolojik testlerkapsamında, DPPH analiziyle ekstraktın %75,82 gibi güçlü antioksidan kapasitesiolduğu doğrulanmış; flavonoid değerinde ise en yüksek değer 55 °C sıcaklık, 120dakika süre ve 1:100 çözücü oranıyla elde edilen ekstrakta (6,8 µg/mL)ölçülmüştür. Ayrıca en yüksek karbonhidrat içeriği 0,195 mg/L belirlenmiştir.Antibakteriyel testlerde, özellikle Chi/PVA temelli sistemlerin E. coli'ye karşı19.8±1.5 mm ve S. aureus'a karşı 17.4±1.2 mm inhibisyon zonları oluşturduğugözlemlenmiştir. Ekstrakt-Chi/PVA sisteminde ise E. coli'ye karşı 19.2±1.8 mm veS. aureus'a karşı 12.2±1.5 mm inhibisyon zonları oluşturduğu gözlemlenmiştir.Sitotoksisite analizlerinde ise nanopartikül sistemlerinin hücre canlılığını yüksekoranda korunduğu ve ekstraktın kontrollü salımı sayesinde toksisite etkisininazaltıldığı belirlenmiştir. Elde edilen tüm veriler, yeşil ceviz kabuğunun biyoaktifiçeriğinin korunarak biyopolimerik nanopartikül sistemlerine başarılı bir şekildeentegre edilebildiğini, geliştirilen formülasyonların hem antimikrobiyal hem deantioksidan potansiyel sunduğunu göstermektedir. Bu yönüyle çalışma, atıkbiyokütlelerin ileri düzey biyomalzeme platformlarına dönüştürülmesine katkısunmakta ve doğal esaslı taşıyıcı sistemlerin biyomedikal uygulamalardaki öneminiortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
The global increase in antibiotic resistance has made the development of naturaland biocompatible antimicrobial systems an important area of research. Plant wasterich in phenolic compounds offers valuable raw materials that can be converted intosustainable and functional biomaterials in this regard. In this study, an extractobtained from green walnut (Juglans regia) shells, a waste product of the foodindustry, was encapsulated in chitosan (Chi) and polyvinyl alcohol (PVA)nanoparticles, which are biopolymeric carrier systems, and the physicochemicaland biological properties of these systems were comprehensively evaluated. Theextraction process was carried out at 80°C in a 50% ethanol-water solvent at a 1:100(w/V) ratio for 90 minutes, yielding 55.3% efficiency under optimal conditions.The obtained extract was loaded into Chi, PVA, and Chi/PVA-based nanoparticlesusing the electrospray method. The characterisation of the nanoparticles wasperformed using DLS, SEM, and FTIR analyses; it was determined that the extractloading increased the particle size, reduced the PDI values, and provided molecular-level interaction with the polymer matrix. SEM analyses showed an improvementin surface morphology and a more homogeneous particle distribution with extractloading. Within the scope of biological tests, DPPH analysis confirmed that theextract has a strong antioxidant capacity of 75.82%; the highest flavonoid value wasmeasured in the extract obtained at 55°C temperature, 120 minutes duration, and1:100 solvent ratio (6.8 µg/mL). Additionally, the highest carbohydrate content wasdetermined to be 0.195 mg/L. In antibacterial tests, Chi/PVA-based systems wereobserved to form inhibition zones of 19.8±1.5 mm against E. coli and 17.4±1.2 mmagainst S. aureus. In the extract-Chi/PVA system, inhibition zones of 19.2±1.8 mmagainst E. coli and 12.2±1.5 mm against S. aureus were observed. In cytotoxicityanalyses, it was determined that the nanoparticle systems preserved cell viability toa high degree and that the toxicity effect was reduced due to the controlled releaseof the extract. All the data obtained demonstrate that the bioactive content of greenwalnut shells can be successfully integrated into biopolymeric nanoparticle systemswhile preserving its bioactivity, and that the developed formulations offer bothantimicrobial and antioxidant potential. In this regard, the study contributes to theconversion of waste biomass into advanced biomaterial platforms and highlightsthe importance of natural-based carrier systems in biomedical applications.
Benzer Tezler
- Ağaç meyve çekirdeklerinden üretilen biyoçar ve nano biyoçar kompozitlerin sentezi, karakterizasyonu ve bazı katyonik boyaların sulu çözeltilerden gideriminde uygulamaları
Synthesis and characterization of biochar and nano-biochar composites produced from tree fruit seeds and their applications in the removal of some cationic dyes from aqueous solutions
BÜŞRA ÖZKÖK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL PEHLİVAN
- Yeme ilave edilen yeşil ceviz kabuğu ekstraktı ile biyosentezlenmiş gümüş nanopartiküllerin gökkuşağı alabalığı (oncorhynchus mykiss, walbaum, 1792) sağlığı üzerine etkilerinin belirlenmesi
Determination of the effects of dietary silver nanoparticles biosynthesized with green walnut husk extract on the health of rainbow trout (oncorhynchus mykiss, walbaum, 1792)
PINAR YILDIRIM
Doktora
Türkçe
2025
Su ÜrünleriIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiSu Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL KUBİLAY
- Characterization of antioxidant properties for dried organic fruits in turkish market and development of novel strategies to increase their potential health benefits
Türkiye pazarında bulunan organik kurutulmuş meyvelerin antioksidant özelliklerinin karakterizasyonu ve sağlık üzerindeki potansiyel yarayışlılıklarının artırılması için yeni stratejiler geliştirilmesi
GÖKHAN DERVİŞOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Bölümü
PROF. DR. AHMET YEMENİCİOĞLU
DOÇ. DR. YUSUF BARAN
- Ceviz (Juglans regia) yeşil kabuğu ekstraktının gökkuşağı alabalığında (Oncorhynchus mykiss) büyüme performansı, bağışıklık sistemi ve kızılağız (Yersinia ruckeri) hastalığına karşı direnç gelişimi üzerine etkisi
Effect of walnut (Juglans regia) green bark extract on growth performance, immune system and resistance to red mouth (Yersinia ruckeri) disease in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)
NAİME FİLİZ KARADAŞ
Doktora
Türkçe
2025
Su ÜrünleriAtatürk ÜniversitesiSu Ürünleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEJDET GÜLTEPE
- Bitki ekstraktları ve sıvıcam karışımı ile ahşap malzeme üstyüzeyleri için dayanıklı doğal boyaların geliştirilmesi ve renk değişim performanslarının belirlenmesi
Development of durable natural colorants for wooden surfaces with plant extracts and liquid glass mixture and determination of the color change performance
SEZİL ATAŞ
Doktora
Türkçe
2020
Ağaç İşleriMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiAğaç İşleri Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN GÖKTAŞ