UV-C ışık ve bazı bitkisel materyallerin in vitrokoşullar ve model gıda sistemlerinde antimikrobiyal,antibiyofilm ve antiquorum sensing (yeterli çoğunluğualgılama sisteminin inhibisyonu) aktivitelerininaraştırılması ve UV-C uygulamalarının bitkiselmateryaller ile kombine olarak kullanımının yanıtyüzey metodolojisi ile optimizasyonu
Yükleniyor...
Tarih
2024
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu çalışmada, hiren, sarı kantaron, dağ çileği ekstraktları, hidrosolleri ve esansiyel yağlarının antimikrobiyal, antibiyofilm ve antiquorum sensing (anti-QS) özelliklerinin test edilmesi ile yenilebilir kaplamada kullanılabilme potansiyelinin belirlenmesi, çift taraflı UV-C cihazı kullanılarak UV-C uygulamasının etkinliğinin tespiti ve bu iki uygulamanın model gıdalarda kombine olarak kullanım koşullarının optimize edilerek ürünlerin güvenirliğinin sağlanması amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında dağ çileği çiçeği, yaprağı; sarı kantaron ve hiren ekstraktlarının yüksek anti-QS aktivitesine sahip olduğu belirlenmiştir. Çalışma kapsamında çözgen olarak metanolün kullanıldığı ekstraktların daha etkili anti-QS aktivite gösterdiği, dolayısıyla sinyal üretimi üzerinde etkili bileşenler içerdiği tespit edilmiştir. Dağ çileği yaprağı metanol ekstraktının minimum inhibisyon konsantrasyonunda (MİK) kullanıldığında %90.53 oranında viyolasin inhibisyonu sağladığı belirlenmiştir. Ekstraktın anti-QS aktivite üzerinde etkili bileşenler içerdiği, biyofilm inhibisyonu için araştırılan test kültürlerinin tümünde >%70 biyofilm inhibisyonu sağlaması ile desteklenmiştir. Ayrıca MİK ve MİK/2 konsantrasyonlarda ekstraktın test kültürleri tarafından üretilen ekzopolisakkarit miktarını azalttığı tespit edilmiştir. Bitkisel materyalin etken madde içeriğini arttırmak amacıyla Box-Behnken yöntemi kullanılarak ultrasonik destekli ekstraksiyon işlem koşulları (%100 metanol, 57°C, 18 dk) optimize edilmiştir. Optimize edilmiş ekstraktın DPPH radikalini giderme oranı %94.92 olarak belirlenirken, toplam fenolik madde miktarı 163.86 mg GAE/g olarak bulunmuştur. Kimyasal kompozisyon sonuçları incelendiğinde dağ çileği yaprağı metanol ekstraktının kaempferol, mirisetin, kuersetin, rutin gibi bileşenlerin yanı sıra daha önce literatürde rapor edilmemiş olan florizin, rezerpin ve herbasetin bileşenlerini içerdiği ilk kez tespit edilmiştir. Ayrıca WST analiz sonuçları incelendiğinde IC50 değeri 12.04 mg/mL olarak bulunmuş olup, ekstraktın sitotoksik etki göstermediği belirlenmiştir. Ekstrakt uygulaması ile viyolasin inhibisyonunda en yüksek %90.53-91.86 aralığında azalma sağlanırken, UV-C ışık uygulaması (0.12 kJ/m2) ile %80.54-93.34 aralığında viyolasin inhibisyonu sağlanmıştır. Bunun yanı sıra ekstrakt uygulaması ile en yüksek biyofilm inhibisyonu %87.62 olarak belirlenirken, 0.25 kJ/m2 dozda UV-C ışık uygulaması ile %97.92-100 arasında değişen oranlarda yüksek biyofilm inhibisyonu sağlandığı bulunmuştur. Çalışmada model gıda olarak seçilen domates örneklerinin yüzey morfolojisi nedeniyle örneklere inokule edilen Salmonella Typhimurium ve Listeria monocytogenes üzerinde UV-C ışık uygulamasının çilek örneklerinden daha etkili olduğu tespit edilmiştir. Benzer şekilde depolama süresince domates örneklerinin doğal mikroflorası üzerinde UV-C ışığın daha düşük doz uygulamasına rağmen çilek örneklerinden daha etkili olduğu belirlenmiştir. Model gıdalara inoküle edilen S. Typhimurium ve L. monocytogenes test kültürlerinin farklı UV-C ışık doz uygulamalarında sergilediği mikrobiyal inaktivasyon kinetikleri sırasıyla en iyi Geeraerd Tail ve Weibull modelleri ile uyum sağlamıştır. Ayrıca UV-C ışığa daha dirençli olduğu tespit edilen L. monocytogenes inoküle edilen örneklerde, hasar almış hücrelerin görünür ışık altında DNA hasarını onarabilme kapasitesine sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle UV-C ışık uygulamasının ardından örneklerin buzdolabı koşullarında karanlıkta depolanması gerektiği vurgulanmıştır. Çalışmanın son aşamasında UV-C ışık uygulamalarının ekstrakt ilave edilen yenilebilir kaplamalar ile kombine olarak kullanımı Merkezi Bütünleşik Dizayn Tasarımı yöntemiyle optimize edilmiştir. Elde edilen optimum koşullarda (9.06 kJ/m2 UV-C ışık uygulaması ve 13.5 mg/mL bitkisel materyal içeren kaplama) işlem uygulanmış çileklerin depolama süresince (4ºC'de 13 gün) mikrobiyolojik, fizikokimyasal ve duyusal değişimleri incelenmiştir. Depolama süresince S. Typhimurium ve L. monocytogenes sayılarında 0.51-1.77 log aralığında azalma sağlanmıştır. Toplam mezofilik aerobik bakteri, psikrofilik bakteri, küf ve maya sayılarında ise sırasıyla 0.50-0.76, 0.23-0.49 ve 0.69-0.81 log azalma sağlanmıştır. Çalışma sonucunda depolama süresince UV-C ışık uygulamaları sonrasında ekstrakt ilave edilen yenilebilir film ile kaplanan çilek örneklerinin kontrol ile kıyaslandığında toplam fenolik madde miktarının (38.83 mg GAE/100 g) ve DPPH radikalini inhibe etme oranının (%98.72) daha yüksek olduğu tespit edilmiştir (p<0.05). Depolamanın 10. gününde tek başına UV-C ışık uygulamaları ile kıyaslandığında kombine uygulamalar sayesinde çilek örneklerinde bozulma sıklığının %37.50'ye düştüğü belirlenmiştir. Depolamanın 13. gününe kadar çilek örneklerinin duyusal açıdan kabul edilebilir organoleptik özelliklere sahip olduğu bulunmuştur. Bu tez çalışması sonucunda, dağ çileği yaprağı metanol ekstraktının yüksek antimikrobiyal, antibiyofilm ve anti-QS aktivitelerine sahip olduğu ve bu özellikleri nedeniyle gıda güvenliği ve kalitesinin sağlanmasında kullanılma potansiyeli taşıdığı belirlenmiştir. UV-C ışık uygulaması ve dağ çileği yaprağı ekstraktının birlikte kullanımının gıda güvenliğinin sağlanması ve ürün kalitesinin korunması için etkili bir yöntem olarak değerlendirilebileceği tespit edilmiştir.
