Satureja hortensis L. uçucu yağı yüklenmiş kitosan nanopartiküllerinin ve kitosan filmlerinin üretimi ve karekterizasyonu

Abstract

Nanobüyüklükteki kitosan nanopartiküllerinin avantajları sayesinde kitosana olan ilgi artmış ve kitosanın farklı endüstrilerde kullanımı yaygınlaşmıştır. Bu çalışmada, farklı konsantrasyonlarda (%0, %1, %1,2, %1,4 ve %1,5) Satureja hortensis (zahter) uçucu yağının nanoenkapsülasyonu için iyonik jelleşme tekniği kullanılarak kitosan nanopartikülleri üretilmiş ve bunlar daha sonra biyobozunur film üretiminde kullanılmıştır. Hem nanopartiküller hem de biyobozunur filmler karakterize edilmiştir. Nanopartiküllerin partikül boyutları farklı pH değerlerinde 140,25 nm ile 237,40 nm arasında değişmiş ve artan pH değerlerine bağlı olarak partikül boyutunun da arttığı (P<0,05) görülmüştür. Zahter uçucu yağı yüklü kitosan nanopartikülleri zeta potasiyel değerleri, antioksidan ve antibakteriyel aktivite, enkapsülasyon etkinliği, FTIR, DSC ve SEM özellikleri bakımından da karakterize edilmiştir. Nanopartiküllerin zetapotansiyel değerleri -7,54 ve -21,12 mV aralığında bulunmuş, antimikrobiyal ve antioksidan aktiviteleri, yüklenen uçucu yağ konsantrasyonuna bağlı olarak artış göstermiştir. En yüksek enkapsülasyon etkinliği (%40,70) NP1.4 (%1,4 uçucu yağ yüklü kitosan nanopartikülü) örneğine ait olmuştur. SEM görüntüleri ışık saçılım tekniği ile elde edilen partikül boyutu verilerini desteklemiştir. Farklı konsantrasyonlarda uçucu yağ (%0, %1, %1,2, %1,4 ve %1,5) yüklenen kitosan bazlı biyobozunur filmlerin; kalınlık, mekanik ve morfolojik (SEM) özellikleri, DSC, FTIR, antioksidan ve antibakteriyal aktiviteleri, renk özellikleri ve suda çözünürlük kabiliyetleri incelenmiştir. Kitosan filmlere yüklenen uçucu yağ konsantrasyonunun arttması film kalınlığının, antioksidan ve antibakteriyel etkilerinin (Escherichia coli) O157:H7 ATCC 33150, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus cereus FMC19 ve Salmonella enterica subsp. enterica Typhimurium ATCC 14028'a karşı) önemli düzeyde yükselmesine (P<0,05) neden olmuştur. DPPH radikaline karşıantioksidan aktiviteleri %58,14 – 66,08 arasında tespit edilmiştir. SEM görüntüleri, nanopartiküllerden film oluşumu esnasında nanopartiküllerde kümeleşmelerin olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak bu çalışmada suda çözünür özellikte zahter uçucu yağı yüklü kitosan nanopartikülleri başarı ile üretilmiş ve bunların aktif biyobozunur film üretiminde kullanım potansiyelleri ortaya konulmuştur.