Elektrodöndürme tekniği ile üretilen kurkumin yüklü gliadin nanoliflerinin üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Gıda endüstrisinde de gıda ürünlerinin raf ömrünün uzatılması, fonksiyonelleştirilerek yararlı etkilerinin artırılması ve doğal biyokoruyucularla muhafazasının sağlanması amacıyla gerçekleştirilen nanoteknolojik uygulamalarda protein gibi doğal polimerlerin kullanımı büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla kullanılan proteinlerden biri de gluten proteininin büyük fraksiyonlarından biri olan gliadindir. Gliadin, insan metabolizması ile uyumlu olması ve mide mukozasında oldukça iyi tutunması sayesinde pek çok gıda ürününün muhafazası ve fonksiyonelleştirilmesinde kullanılan biyoaktif maddelerin taşınmasında önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, doğal biyoaktif bileşenlerden biri olan kurkumin, elektrodöndürme yöntemi ile gliadin proteininin içine enkapsüle edilerek, farklı konsantrasyonlarda (%2, %5 ve %10) kurkumin yüklü nanolifler üretilmiş ve karakterize edilmiştir. İlk etapta, elektrodöndürme işlemine tabi tutulacak kurkumin içeren ve içermeyen polimer çözeltilerinin reolojik analizi yapılarak akış davranışları belirlenmiştir. Buna göre, bütün çözeltilerin Newtonian akış modeli sergilediği belirlenmiştir. İkinci etapta, üretilen nanoliflerin ATR-FTIR ile moleküler karakterizasyonu, DSC ile termal karakterizasyonu, SEM ile morfolojik karakterizasyonu ve XRD ile yapısal karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bunlarla birlikte nanoliflerin enkapsülasyon etkinliği, floresans emisyon özelliği, zeta potansiyel ile dispersiyon stabilitesi, in vitro kontrollü salınımı, antioksidan aktivitesi ve antibakteriyel aktivitesi belirlenmiştir. Yapılan analizlerin sonucunda, kurkuminin %80-85 oranında enkapsüle edildiği ve elde edilen kurkumin yüklü nanoliflerin kurkumin konsantrasyonu artışı ile doğru orantılı olarak %56-90 oranında antioksidan aktivite ve %60-87 oranında antibakteriyel aktivite gösterdiği belirlenmiştir. DSC analizi, kurkuminin gliadin nanoliflerinin termal stabilitesini artırdığını göstermiştir. Nanoliflerdeki kurkumin konsantrasyonu arttıkça termal stabilite de artış göstermiştir. SEM görüntüleri ile nanoliflerin oldukça homojen ve pürüzsüz bir yapı sergilediği, dolayısıyla kurkuminden kaynaklanan herhangi bir agregasyon olmadığı belirlenmiştir. Sonuç olarak bu çalışma göstermektedir ki, gliadin lifinin biyobozunur olmasi, kolay metabolize edilebilmesi ve kurkumin gibi biyoaktif maddeler icin uyumlu bir enkapsülasyon materyali olması, bu polimerin gıda sistemleri ile biyoaktif maddelerin taşınması açısından cazip bir taşıyıcı materyaldir.