Search

Klinik öncesi çalışmalarda hastalık modelleri olarak hücre kültürleri vazgeçilmez araştırma araçlarından biridir. Tek tabaka (Monolayer) olarak oluşan İki boyutlu (2B) kültür doğal dokunun ekstraselüler matris (ESM) etkileşimlerini bulundurmaz. Dolayısıyla, hastalık modellemelerinde gerçekçi çözümler sunamamaktadır. Bu nedenle doku mühendisliği yaklaşımıyla geliştirilen üç boyutlu matrisler ile doğal ESM benzeri in vitro üç boyutlu (3B) tümör modelleri oluşturulması üzerinde çalışılmaktadır. Bu tez çerçevesinde, toplumda kadınlarda oldukça yaygın olarak görülen ve ölümcül patolojisi olan meme kanseri için üç boyutlu bir in vitro model oluşturmak ve oluşturulan modelde bir ilaç hedefi olan Noç reseptörün inhibisyonu hedeflenmiştir. Bunun için, tümör dokusu ekstraselüler matrisini taklit etmek amacıyla glikozaminoglikanlardan (GAG) kondroitin sülfat ve hyalüronik asidi bileşiminde içeren hidrojel-nanofiber kompoziti aljinat tabanlı matrisler tasarlanmıştır ve glukoz kullanılarak oluşturulan yapıya porosite kazandırılmıştır. MDA-MB-231 hücre hattı oluşturulan 3B matrislerde üretilmiştir. Jel matrislerde, yapılan taramalı elektron mikroskop görüntülerinde glukozla hazırlanan matrislerde istenen özellikte porlu yüzey özellikleri saptanmıştır. 3B matrislerle yapılan kültürde kullanılan matrislerin hepsinde hücre çoğalması 2B kültüre göre artmıştır, özellikle glukoz içerikli olanlarda hücre çoğalmasının en yüksek olduğu belirlenmiştir. Noç inhibisyonu, 2B kültürdeki hücrelerin çoğalmasını azaltırken 3B matristeki hücrelerin çoğalmasını istatistiksel olarak anlamlı şekilde etkilememiştir. Aljinat-hyalüronik asit ve glukoz içeren matrislerde en iyi hücre çoğalması sağlanmıştır. Sonuç olarak, aljinat, hyalüronik asit, glukoz ve jelatin/kondroitin sülfat kompozit elektro-eğirilmiş fiber içeren matrislerin hücre dostu ve ekstraselüler matris benzeri yapılar oluşturduğu ve bunların ilaç geliştirme ve dozlama çalışmalarına uyarlanabilecek sistemler olduğu belirlenmiştir. Tissue cultures as disease models are indispensable research tools in the preclinical studies. Two-dimensional (2D) culture that composed in the monolayer form cannot bear the extracellular interactions of the natural tissue. Therefore, it cannot present realistic solutions in the disease modelling. Because of that, scientist study on creating three-dimensional tumor models with the usage of three-dimensional (3D) matrixes that developed with the tissue engineering approach. Within the scope of this thesis statement, creating a three-dimensional in vitro model for breast cancer which is one of the widely observed and lethal pathology among women and inhibition of notch receptor on this model is targeted. For this, hydrogel-nanofiber composite, alginate-based matrixes are designed, and porosity introduced to the structure by using glucose. MDA-MB-231 cells were cultured on 3D matrixes. Porous surfaces were obtained especially in glucose treated matrixes by scanning electron microscopy images. Cell proliferation is increased in the all cultures cultured in 3D matrixes in comparison to 2D cultures, cell proliferation is identified as the highest in the matrixes containing glucose. While notch inhibition decreased the proliferation in 2D cultures, it did not affect the proliferation of cells in 3D cultures, in a statistically significant way. The matrixes composed of alginate-hyaluronic acid and glucose provided the best cell proliferation. In conclusion, alginate, hyaluronic acid, glucose and gelatin/chondroitin sulphate composite fiber bearing matrixes identified as cell friendly and creating extracellular matrix mimetic systems suitable for drug development and dosing studies. 67

Savunma peptidleri olarak da bilinen antimikrobiyal peptidler (AMP'ler), mikroorganizmalardan insanlara kadar pek çok çeşitli yaşam formları tarafından üretilen kısa ve genel olarak pozitif yüklü peptidlerdir. AMP'lerin çoğu mikrobiyal patojenleri doğrudan öldürme kabiliyetine sahipken, diğerleri konakçı savunma sistemlerini değiştirerek dolaylı olarak etki ederler. Tüm dünyada konvansiyonel antibiyotiklere karşı hızla artan direnç gelişiminin sonucu olarak AMP'leri klinik kullanıma dahil etme çabaları hızlanmaktadır. Bazı AMP'ler şu anda klinik çalışmalarda yeni anti-enfektifler olarak değerlendirilmekte, aynı zamanda bağışıklık tepkisini modüle etmek, yara iyileşmesini hızlandırmak ve ameliyat sonrası yapışmayı önlemek için yeni farmakolojik maddeler olarak kullanım potansiyeli araştırılmaktadır. Bu çalışmada farklı mikroorganizmalardan AMP üretilmesi, üretilen AMP'nin saflaştırılması ve saflaştırılan AMP'nin kalsiyum aljınata immobilize edilerek antimikrobiyal özellikte biyomateryal geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda Lactobacillus pentosus (DSM 16366), Bacillus subtilis (DSM 347), B. cereus, Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) ve B. subtilis (ATCC 6653) mikroorganizmalardan AMP üretimi gerçekleştirilmiştir. AMP üretiminin optimizasyonu çalışmaları yapılmıştır. Optimizasyonda karbon kaynağı türü ve miktarı, azot kaynağı türü ve miktarı, pH ve sıcaklık parametreleri incelenmiştir. AMP üretimi her iki saatte bir besi ortamlarından alınan örneklere antibakteriyel test uygulanması ile takip edilmiştir. Antibakeriyel test aşamasında Disk Difüzyon Metodu kullanılmıştır. AMP üretiminin optimizasyonu sonucunda en yüksek antibakteriyel aktivite elde edilen mikroorganizmadan (L. pentosus (DSM 16366)) AMP saflaştırılması gerçekleştirilmiştir. Saflaştırılan AMP kalsiyum aljinat boncuklarına 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)kabodiimid (EDC) kullanılarak kovalent olarak immobilize edilmiştir. Tez çalışması sonucunda geliştirilmesi hedeflenen ürün antibakteriyel olarak tasarlandığından dolayı antibakteriyel teste tabi tutulmuştur. Antibakteriyel test sonucunda, AMP immobilize kalsiyum aljınat boncuğu uygulanan bölgede mikrobiyal üreme gözlenmemiştir. Sonuç olarak mikroorganizmalardan AMP üretimi, üretilen AMP nin saflaştırılması ve uygulama olarak da saflaştırılan AMP'nin kalsiyum aljinat boncuklarına immobilizasyonu başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiş ve antibakteriyel özellikte bir biyomateryal elde edilmiştir. Tez çalışması sonucunda elde edilen ürün, aljinatın yara örtüsü olarak kullanım özelliğinden de faydalanılarak özellikle açık yaralarda mikrobiyal kontaminasyonu engellemek amacıyla kullanılma potansiyeline sahiptir., Antimicrobial peptides (AMPs), also known as host defense peptides, are short and generally positively charged peptides found in a wide variety of life forms from microorganisms to humans. Most AMPs have the ability to kill microbial pathogens directly, whereas others act indirectly by modulating the host defense systems. Against a background of rapidly increasing resistance development to conventional antibiotics all over the world, efforts to bring AMPs into clinical use are accelerating. Several AMPs are currently being evaluated in clinical trials as novel anti-infectives, but also as new pharmacological agents to modulate the immune response, promote wound healing, and prevent post-surgical adhesions. In this study, it is aimed that produce and purify AMP from different microorganisms and develop biomaterial with antimicrobial properties via immobilization of purified AMPs to calcium alginate. For this purpose, AMP production from Lactobacillus pentosus (DSM 16366), Bacillus subtilis (DSM 347), B. cereus, Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) and B. subtilis (ATCC 6653) was performed. Optimization studies of AMP production were carried out. In the optimization studies, carbon source type and amount, nitrogen source type and amount, pH and temperature parameters were examined. AMP production was monitored every two hours by applying antibacterial test to the samples taken from the media. Disc diffusion method was used in the antibacterial test stage. AMP purification was performed from the microorganism (L. pentosus (DSM 16366)) which indicated the highest antibacterial activity as a result of optimization of AMP production. The purified AMP was covalently immobilized to calcium alginate beads using 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) cabodiimide (EDC). As a result of the thesis, the product which was aimed to be developed was subjected to antibacterial test as it was designed as antibacterial. As a result of the antibacterial test, microbial growth was not observed in the region where AMP immobilized calcium alginate bead was applied. As a result, AMP production from microorganisms, purification of the produced AMP and immobilization of purified AMP to calcium alginate beads were achieved successfully and an antibacterial biomaterial was obtained. The product obtained as a result of the thesis has the potential to be used in order to prevent microbial contamination especially in open wounds by taking advantage of the use of alginate as a wound dressing.

Bu tez çalışması kapsamında enzimatik hidrolizleri gerçekleştirebilmek için uygun bir mikrosistem ve enzimleri bu mikrosisteme immobilize etmek uygun immobilizasyon tekniği geliştirilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen mikrosistem ve immobilizasyon tekniğinin başarısın değerlendirmek için temsili saponin bileşiklerinin (Ginsenozit Rg1 ve Glizirizik Asit) hidrolizi hedef uygulama olarak seçilmiştir. Bu amaç doğrultusunda tek bir uzun kanaldan oluşan Silikon-cam bir mikroreaktör tasarlanıp, Fotolitografi teknikleri ile üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen tek kanallı mikroreaktöre beta-glukozidaz ve beta-glukuronidaz enzimlerinin immobilizasyonu için Aljinat tabanlı jelleşme metodu optimize edilmiştir. Serbest enzim ve immobilize enzim ile ilgili çalışmalar pNP-Glu ve pNP-Uro substratları ile gerçekleştirilmiştir. Uygun jel formülasyonunu belirlemek için GDL konsantrasyonu, Kitosan oranı gibi farklı parametreler test edilmiş ve bu parametrelere bağlı olarak elde edilen monolitleri enzimatik aktivite performansı ve yapısal karakteristikleri tespit edilmiştir. Parametrelerin enzimatik aktivite üzerine etkisinin yanı sıra jelleşme süresi ve zamana bağlı stabilite çalışmaları yapılmıştır. Aljinat monolitlerin karakterizasyonu amacıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizi, Brunauer–Emmett–Teller (BET) yüzey alanı ve Barrette–Joyner–Halenda (BJH) gözenek çapı ve hacmi ve Fourier Dönüşümlü Infrared Spektrofotometre (FTIR) analizleri yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonunda 150 mM GDL konsantrasyonu, 16:1 Aljinat: Kitosan oranı ve β-glukozidaz için 0.8 mg Enzim/ g jel, β-glukuronidaz için 20000 U/ ml enzim konsantrasyonu en uygun formülasyon olarak seçilmiştir. Bu formülasyon için β-glukozidaz ve β-glukuronidaz enzimlerinin serbest formlarına göre rölatif enzimatik aktiviteleri sırasıyla %38.5 ve %59.4 olarak tespit edilmiştir. Mikroreaktörlerde yapılan denemelerde 20 mM pNP-Glu, 2 µl/dakika hızında mikrokanallara beslenmiş ve substratın tamamen dönüştürüldüğü belirlenmiştir. Mikrokanallara immobilize edilen enzimleri akış koşullarında 24 saat aktif kaldığı gözlenmiştir. Temsili seçilen Ginsenozit Rg1 ve Glizirizik Asit farklı hızlarda mikroreaktörlere beslenmiş ve elde edilen örnekler HPLC- ELSD ile analiz edilerek reaksiyon ürünleri tespit edilmiştir. Reaksiyon sonunda Rg1'in enzimatik hidroliz sonunda C-20 pozisyonunda şeker grubunu kaybederek Rh1 bileşiğine dönüştüğü tespit edilmiştir. Konvansiyonel hidroliz sistemleri ile karşılaştırıldığında yüksek verimde dönüşüm elde edilmesi hem enzimatik reaksiyon hem de mikrosistemlerin üstünlüğü olarak değerlendirilebilir., Design of suitable microsystem for enzymatic reaction and development of proper immobilization method are aimed to perform enzymatic hydrolysis in the fabricated microsystems in this study. Ginsenoside Rg1 and Glycyrrhizic Acid were chosen as representative compounds for enzymatic hydrolysis to test the performance of immobilization methods and the microsystems. Silicon-glass microreactor consists of long single channel was designed and fabricated using Photolithography techniques. Alginate based gels were optimized to immobilize β- glucosidase and β-glucuronidase into the microreactor. pNP-Glu and pNP-Uro were used as a substrate for free and immobilized enzymes. Effects of GDL concentration and chitosan ratio were investigated to develop proper immobilization method. Enzymatic activities and structural characteristics of monoliths were determined according to these parameters. Besides, gelation time and stability of produced monolith were investigated. The Alginate monoliths characterized by Brunauer-Emmet-Teller (BET) Specific surface area, Barrett- Joyner-Halenda (BJH) pore diameter, scanning electron microscope (SEM) and Fourier- Transformed Infrared Spectrometer (FTIR) analyzes. As result 150 mM GDL concentration and 16:1 Alginate: Chitosan ratio were found as optimum for immobilization. Enzyme concentrations for β-glucosidase and β-glucuronidase were determined as 0.8 mg enzyme/ g gel and 2500 U/ g gel respectively. Relative activities were calculated %38.5 for β-glucosidase and %59.4 for β-glucuronidase. In the microreactor studies 20 mM pNP-glu was pumped into microchannel at 2 µl/min flow rate and complete conversion of substrate were observed. Moreover the immobilized enzymes retain its activity after 24h. Representative saponin compound were fed into microchannel at different flow rate and reaction product were analysed by HPLC-ELSD. It is shown that hydrolysis of Rg1 was achieved by cleavage of on sugar moieties from C-20 position and resulted with Rh1. High conversion yield and specific hydrolysis can be attributed to advantages of both enzymatic reaction and microsystems.

Bu çalışmada, melatonin molekülünün aljinat/gam arabik kürelerde tutuklanması ve kontrollü ilaç salım özellikleri araştırılmıştır. Bir hormon ve antioksidan olan melatoninin bileşimi optimize edilen aljinat/gam arabik kürelere tutuklama etkinliği %77.82±4.47 olarak bulunmuştur. Aljinat/gam arabik kürelerin yapısı FTIR, DTA ve SEM teknikleri kullanılarak aydınlatılmıştır. Üretilen kürelerin melatonin yükleme kapasitesi %0.62 olarak hesaplanmıştır. Melatonin tutuklanmış aljinat/gam arabik kürelerin in vitro mide ve ince bağırsak ortamlarında 3 saat sonundaki şişme dereceleri sırasıyla %58.8 ve %986.6 olarak hesaplanmıştır. Melatonin tutuklanmış kürelerden fizyolojik koşullarda melatonin salımı pH 1.5 in vitro mide ortamında ilk 30 dakikada %44.1, 24 saat sonunda %49.5 olarak bulunmuştur. Aynı salım çalışması pH 7.4 in vitro ince bağırsak ortamında ilk 30 dakikada %42.8, 24 saat sonunda ise %49.2 olarak hesaplanmıştır. In vitro mide ve ince bağırsak ortamlarında ardışık olarak gerçekleştirilen salım çalışmalarında ayrı ayrı yapılana göre çok önemli farklar tespit edilmemiştir. Oluşturulan melatonin yüklü aljinat/gam arabik kürelerin melatonin taşıma ve salım sistemi olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. In this work, entrapment of melatonin in alginate/gum arabic beads and their controlled drug release features are investigated. The entrapment efficiency of melatonin, which is a hormone and antioxidant, on optimized alginate/gum arabic beads calculated to be 77.82±4.47%. The structure of alginate/gum arabic beads is elucidated using FTIR, DTA and SEM techniques. Melatonin loading capacity of the beads was calculated to be 0.62%. The swelling of the melatonin loaded alginate/gum arabic beads at the end of 3 hours, in in vitro stomach and small intestine media, were calculated to be 58.8% and 986.6%, respectively. Release of melatonin from melatonin entrapped beads in vitro to stomach media (pH 1.5) was found to be 44.1% for the first 30 minutes and 49.5% at the end of 24 hours. Similar release study was conducted in in vitro small intestine media (pH 7.4) and release of melatonin was calculated to be 42.8% for the first 30 minutes and 45.2% at the end of 24 hours. Release studies conducted in successive in vitro stomach and small intestine media did not give significantly different results. Ultimately, it was concluded that melatonin loaded alginate/gum arabic beads produced can be used as melatonin carriers and release systems. 110

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2016, Fenolikler, α-tokoferol, poliasetilen, karotenoid gibi çeşitli fitokimyasalları içinde barındıran ve tüketimi giderek artan sağlık açısından olumlu etkileri bulunan, doğal renklendirici olarak kullanılan antioksidanlarca ve antosiyaninlerce zengin kara havucun gıda endüstrisinde kullanım potansiyeli oldukça yüksektir. Bilinçli tüketiciler tarafından sağlıklı yaşama yönelik giderek artan bir eğilim olduğu görülmektedir. Sağlık açısından yararlı olan ve yenilikçi olarak nitelendirilen fonksiyonel bileşenlerin besin değerini artırmak için gıda ürünlerine ilavesine gereksinim duyulmaktadır. Bu bileşikler genellikle çevresel, gastrointestinal ve işleme koşullarına karşı çok hassastırlar ve hızlıca inaktive olabilirler. Literatüre bakıldığında biyoaktif bileşenlerin bir kaplama maddesi içerisine dahil edilmesiyle oluşan mikroenkapsülasyonun bu tür zorlukların üstesinden gelmek için kullanıldığı ve aynı zamanda gıda matrisiyle istenmeyen etkileşimlerin olmasını engellediği ve enkapsüle bileşiğin kontrollü salınımını da sağladığı gözlemlenmiştir. Bu çalışmada soğuk jelleşme yöntemi ile mikroenkapsülasyon gerçekleştirilmiştir. %2’lik pektin, %2’lik aljinat, %1 pektin-%1 aljinat solüsyonları kaplama materyali, farklı konsantrasyonlardaki (%1, %0,5, %0,25) kara havuç ekstraktı da aktif madde olarak kullanılmıştır. Farklı konsantrasyonlardaki aktif madde ayrı ayrı %2’lik pektin, %2’lik aljinat, %1 pektin-%1 aljinat solüsyonuna ilave edilerek manyetik karıştırıcıda karıştırılarak homojen bir karışım elde edilmiş ve karışımlara antimikrobiyal özelliğinden dolayı %0,02 sodyum azid ilave edilmiştir. Hazırlanan her bir karışım 5 mL’lik şiringa ile %3’lük CaCl2 çözeltisine damlatılarak soğuk jelleşme yöntemi ile mikroenkapsülasyon gerçekleştirilmiştir. Her bir 5 mL’lik damlatma işlemi sonrası oluşan boncuklar, jel yapının korunması amacıyla CaCl2 (kalsiyum klorür) çözeltisinde bekletilmiştir. Ardından süzülüp kapaklı cam kavanozlara alınarak 4 hafta boyunca +4°C’de depolanmıştır. Bu çalışmada %2’lik pektin %1’lik kara havuç ekstraktı içeren kapsül, %2’lik pektin %0,5’lik kara havuç ekstraktı içeren kapsül, %2’lik pektin %0,25’lik kara havuç ekstraktı içeren kapsül, %2’lik pektin içeren boş kapsül, %2’lik aljinat %1’lik kara havuç ekstraktı içeren kapsül, %2’lik aljinat %0,5’lik kara havuç ekstraktı içeren kapsül, %2’lik aljinat %0,25’lik kara havuç ekstraktı içeren kapsül, %2’lik aljinat içeren boş kapsül, %1’lik pektin-%1’lik aljinat %1’lik kara havuç ekstraktı içeren kapsül, %1’lik pektin-%1’lik aljinat %0,5’lik kara havuç ekstraktı içeren kapsül, %1’lik pektin-%1’lik aljinat %0,25’lik kara havuç ekstraktı içeren kapsül, %1’lik pektin-%1’lik aljinat içeren boş kapsül elde edilmiştir. Aktif madde olarak %1 kara havuç ekstraktı içeren ve kaplama materyali olarak da %2 pektin, %2 aljinat, %1 pektin-%1 aljinat kullanılan kapsüllerden ayrı ayrı 15 g alınarak ayrı ayrı 50 g yoğurda, ilave edilerek 4°C’de 4 hafta boyunca depolanmıştır. Örneklerin enkapsülasyon verimliliği ve ışık mikroskobu görüntüleri incelenmiştir. 1 haftalık periyotlarla da tüm örneklerdeki renk değişimi, toplam antosiyanin miktarı, CUPRAC ve ABTS yöntemleri ile toplam antioksidan miktarındaki değişim depolama süresi boyunca analizlenmiştir. Depolama çalışmasının hedefi ürüne ilave edilen mikroenkapsüle edilmiş kara havucun üzerine depolama süresinin etkisinin incelenmesidir. +4°C’de 4 haftalık depolama süresi sonunda %2’lik pektin ile kaplanan %1 kara havuç içeren enkapsüle ürünün CUPRAC metodu ile toplam antioksidan kapasitesinde %36,42 azalma tespit edilirken bu değer %0,5 kara havuç ekstraktı içeren örnek için %62,40, %0,25 kara havuç ekstraktı içeren örnek için %56,75 olarak belirlenmiştir. +4°C’de 4 haftalık depolama süresi sonunda kaplama materyali olarak %2’lik aljinatın kullanıldığı %1 kara havuç içeren enkapsüle örneğin CUPRAC metodu ile toplam antioksidan kapasitesinde %67,94 azalma tespit edilirken bu değer %0,5 kara havuç ekstraktı içeren örnek için %52,17, %0,25 kara havuç ekstraktı içeren örnek için %62,37 olarak belirlenmiştir. %1 pektin- %1 aljinat kaplama materyali ile kaplanan %1, %0,5, %0,25 kara havuç içeren enkapsüle örneklerin 4° C’de 4 haftalık depolama süresi sonunda CUPRAC metodu ile toplam antioksidan kapasitelerindeki azalma ise sırasıyla %48,50, %48,56, %68,65 olarak ifade edilmiştir. +4° C’de 4 haftalık depolama süresi sonunda %2’lik pektin ile kaplanan %1 kara havuç içeren enkapsüle ürünün ABTS metodu ile toplam antioksidan miktarında %17,06 azalma tespit edilirken bu değer %0,5 kara havuç ekstraktı içeren örnek için %47,24, %0,25 kara havuç ekstraktı içeren örnek için %64,86 olarak belirlenmiştir. +4°C’de 4 haftalık depolama süresi sonunda kaplama materyali olarak %2’lik aljinatın kullanıldığı %1 kara havuç içeren enkapsüle örneğin ABTS metodu ile toplam antioksidan kapasitesinde %43,72 azalma tespit edilirken, bu değer %0,5 kara havuç ekstraktı içeren örnek için %67,65, %0,25 kara havuç ekstraktı içeren örnek için %89,44 olarak belirlenmiştir. %1’lik pektin-%1’lik aljinat kaplama materyali ile kaplanan %1, %0,5, %0,25 kara havuç içeren enkapsüle örneklerin 4°C’de 4 haftalık depolama süresi sonunda ABTS metodu ile toplam antioksidan kapasitelerindeki azalma ise sırasıyla %15,14, %88,75, %82,79 olarak ifade edilmiştir. %2’lik pektinle enkapsüle edilen %1, %0,5, %0,25 kara havuç içeren örneklerin 0. hafta toplam antosiyanin miktarları sırasıyla 67,99±2,16, 42,91±1,07, 23,57±1,16 mg cyn-3-gly/100g dır. +4°C’de 4 haftalık depolama süresi sonunda %2’lik pektin ile kaplanan %1 kara havuç içeren enkapsüle ürünün antosiyanin miktarında %36,14 azalma tespit edilirken bu değer %0.5 kara havuç ekstraktı içeren örnek için %36,66, %0,25 kara havuç ekstraktı içeren örnek için %48,41 olarak belirlenmiştir. %2’lik aljinat ile enkapsüle edilen %1, %0,5, %0,25 kara havuç içeren örneklerin 0.hafta toplam antosiyanin miktarları sırasıyla 46,16±3,61, 24,34±1,42, 17,43±1,46 mg cyn-3-gly/100g dır. Yine 4 °C’de 4 haftalık depolama süresi sonunda kaplama materyali olarak %2’lik aljinatın kullanıldığı %1 kara havuç içeren enkapsüle örneğin antosiyanin miktarında %60,69 azalma tespit edilirken, bu değer %0,5 kara havuç ekstraktı içeren örnek için %67,58, %0,25 kara havuç ekstraktı içeren örnek için %58,80 olarak belirlenmiştir. %1’lik pektin - %1’lik aljinat ile enkapsüle edilen %1, %0,5, %0,25 kara havuç içeren örneklerin 0.hafta toplam antosiyanin miktarları sırasıyla 70,32±1,28, 34,18±1,33, 15,81±1,53 mg cyn-3-gly/100g’dır. %1’lik pektin-%1’lik aljinat kaplama materyali ile kaplanan %1, %0,5, %0,25 kara havuç içeren enkapsüle örneklerin 4 °C’de 4 haftalık depolama süresi sonunda antosiyanin miktarlarındaki azalma ise sırasıyla %8,29, %78,09, %68,05 olarak ifade edilmiştir. %2’lik pektin ile enkapsüle edilen %1, %0,5, %0,25 kara havuç içeren örneklerin; %2’lik aljinat ile enkapsüle edilen %1, %0,5, %0,25 kara havuç içeren örneklerin ve %1’lik pektin- %1’lik aljinat ile enkapsüle edilen %1, %0,5, %0,25 kara havuç içeren örneklerin depolama başlangıcındaki aydınlık değeri olarak ifade edilen ortalama L* değerleri sırasıyla 2,86±0,04, 4,82±0.12, 7,80±0,11; 0,72±0,04, 1,64±0,06, 11,90±0,10; 6,58±0,10, 4,69±0,08, 4,11±0,02 olarak bulunmuştur ve depolama süresi sonunda L* değerlerindeki artış sırasıyla %79,65, %82,30, %67,30; %94,67, %92,74, %55,36; %38,74, %78,57, %85,65 şeklindedir. Bütün örnekler için depolama sonunda L* değerlerinin farkı istatistiksel açıdan önemlidir (P˂0,05). Örneklerin genelinde aktif madde konsantrasyonu arttıkça L* değerlerinin azaldığı gözlemlenmiştir. Bundan dolayı depolamanın başlangıcında en koyu örneğin 0,72±0,04 değerle %2’lik aljinatla kaplı %1 aktif madde içeren kapsül olduğunu göstermektedir. Depolama sonunda a* ve b* parametreleri aktif madde içeren kapsül örnekleri için istatistiksel olarak önemli olduğu gözlemlenmiştir (P˂0,05). Aljinat ve pektin-aljinatla kaplı %0,5 ve %0,25 aktif madde içeren örneklerde depolamanın süresince sarılaşma gözlemlenmiştir. Gerçekleştirilen ışık mikroskobu çalışmasında %2’lik aljinatla oluşturulan kapsüllerin daha düzgün ve küresel bir yapıya sahip olduğu ışık mikroskobuyla görüntülenmiştir. Yapılan analizler sonucu enkapsülasyon verimliliğinin yüksek dolayısıyla en fazla korumanın %2 pektin %0,25 kara havuç içeren kapsül olduğu gözlemlenmiştir. 4°C’de 4 haftalık depolama süresi sonunda %2 pektin %1 kara havuç ekstraktı, %1 pektin-%1 aljinat %1 kara havuç ekstraktı içeren enkapsüle ürün ile zenginleştirilmiş yoğurt örneklerinin CUPRAC metodu ile antioksidan kapasitesi miktarında sırasıyla %51,87, %44,37, %58,75 azalma tespit edilirken bu örneklerin başlangıçtaki CUPRAC değerleri sırasıyla 152,24±20,21, 141,02±15,41, 160,87±24,90 mg TEAC/100 g şeklinde ölçülmüştür. Depolama süresince kapsül ilaveli yoğurtlarda bozulma gözlemlenmezken 4. haftada sade yoğurtta, 3. haftada böğürtlenli yoğurt, 4. haftada ekstraktla renklendirilmiş yoğurtta bozulma gözlemlenmiştir. Yoğurt örneklerinin başlangıç ABTS değerleri sırasıyla 13,20±9,32, 7,63±7,74, 13,75± 4,76, 6,69±5,75, 17,28±3,15 mg TEAC/100 g şeklinde ölçülmüştür. 4 °C’de 4 haftalık depolama süresi sonunda %2 pektin %1 kara havuç ekstraktı içeren enkapsüle ürün ile zenginleştirilmiş yoğurt örneğinin ABTS metodu ile antioksidan kapasitesi miktarında %74,11 azalma tespit edilirken bu değer üçüncü hafta itibariyle %2 aljinat %1 kara havuç ekstraktı içeren enkapsüle ürün ile zenginleştirilmiş yoğurt örneği ve %1 pektin-%1 aljinat %1 kara havuç ekstraktı içeren enkapsüle ürün ile zenginleştirilmiş yoğurt örneği için belirlenememiştir. Ekstraktla zenginleştirilmiş yoğurt, böğürtlenli yoğurt ve sade yoğurt örnekleri bozulma gösterdiğinden depolama süresi boyunca ABTS metodu ile antioksidan kapasitesi miktarındaki azalma tespit edilememiştir. Yoğurt örneklerin depolama başlangıcındaki toplam antosiyanin miktarı sırasıyla 313,61±20,30, 262,92±23,23, 234,84±16,58, 174,94±4,18, 318,55±16,71, 149,50±7,61 mg cyn-3-gly/100 g olarak hesaplanmıştır. 4 °C’de 4 haftalık depolama süresi sonunda %2 pektin %1 kara havuç ekstraktı, %2 aljinat %1 kara havuç ekstraktı, %2 aljinat %1 kara havuç ekstraktı içeren enkapsüle ürün ile zenginleştirilmiş yoğurt örneklerinin toplama antosiyanin miktarındaki azalma sırasıyla %50,70, %38,04, %40,46 olarak hesaplanmıştır ve bu örnekler için 0.hafta ile son hafta kıyaslandığında antosiyanin miktarındaki fark istatistiksel olarak önemlidir (P˂0,05). Ekstraktla zenginleştirilmiş yoğurt, böğürtlenli yoğurt ve sade yoğurt örnekleri bozulma gösterdiğinden depolama süresi boyunca antosiyanin miktarındaki azalma tespit edilememiştir. Yoğurt örneklerinde renk değerleri incelenerek depolamanın başlangıcı ile sonlanması arasında L* değerlerinin istatistiksel açıdan farkının önemli olduğu gözlemlenmiştir (P˂0,05). Bütün örneklerde başlangıca göre L* değerleri artmış olup renk koyulaşmıştır. %2 pektin %1 kara havuç ekstraktı içeren ve %2 aljinat - %1 kara havuç ekstraktı içeren enkapsüle ürünle zenginleştirilmiş yoğurt örneklerinde depolama süresi boyunca a* renk değerlerinde istatistiksel olarak herhangi bir fark gözlemlenmemiştir. Ekstraktla renklendirilmiş yoğurtta (a* değeri azalmış) ve %1 pektin-%1 aljinat %1 kara havuç ekstraktı içeren enkapsüle ürünle zenginleştirilmiş yoğurt ile sade yoğurt örneklerinin a* değerlerinde istatistiksel açıdan fark önemlidir (P˂0,05). Genel olarak örneklerin b* değerlerinde artış gözlemlenmiştir ve depolama sürecindeki fark istatistiksel olarak önemlidir (P˂0,05). Sade yoğurtta ise bozulma sürecine kadar b değeri azalma göstermiş olup istatistiksel olarak anlamlı değildir. Pektin, aljinat ve pektin-aljinat kompleksleriyle antioksidanca zengin kara havuç ekstraktının enkapsülasyonu başarıyla gerçekleştirilmiş olup, etkin bir enkapsülasyon verimliliği elde edilmiştir. Depolama süresi boyunca enkapsülasyonda kullanılan kaplama materyalleri antosiyaninler için koruyucu etki yapmışlardır. Aktif maddenin kontrollü salınımı gıda endüstrisinde farklı uygulamalar için uygundur. Enkapsüle kara havucun yaygın olarak tüketilen yoğurda ilavesi antioksidan içeriğini artırmak ve yapay renklendiricilerin yerine kullanmak için iyi bir alternatif olabilir. Enkapsüle kara havucun ilavesiyle tüketiciler doğal antioksidanlar içeren daha sağlıklı ürünler tüketebilirler., The potential of food industry usage is quite high for the black carrot, which contains a variety of phytochemicals such as phenolics, α-tocopherol, polyacetylene and carotenoid, and its consumption increasingly mounts up, being rich in anthocyanins. There seems to be increasing trends towards healthy-life by concecious consumers. Addition of the functional components to the food products are needed in order to improve the nutritional value described as useful for health and inoovative. These compounds are very sensitive against the environmental, gastrointestinal and processing conditions, and they can be quickly inactivated. When looking at the literature, it is observed that microencapsulation formed with the inclusion of bioactive components into a coating material is used to overcome this type of difficulties, and at the same time, unwanted interactions with the food matrix is blocked, also providing the controlled release of the encapsulated compound. In this study, microencapsulation was carried out with cold gelation method. 2% pectin, %2 alginate, 1% pectin-1% alginate solutions were used as a coating material, different concentrations of (1%, 0.5%, 0.25%) black carrot extract was used as the active material. Active substances in significiant concentrations were added to each of 2% alginate, 2% pectin, 1% pectin-1% alginate solutions as separately, and were homojenized by stirring on a magnetic stirrer. Finally, 0.02% sodium azide was added to the obtained mixtures due to antimicrobial property. Each mixture that has been prepared was dropped into a 3% CaCl2 solution with a 5 mL syringe and kept for a while for the purpose of protect the structure of gel. After that, they were filtered and were stored in top glass jar for a period of 4 weeks at +4 °C jar. In this study was obtained capsules containing 1%, 0.5%, 0.25% black carrot extract coated with 2% pectin; capsules containing 1%, 0.5%, 0.25% black carrot extract coated with %2 alginate; 1%, 0.5%, 0.25% black carrot extract coated with 1% pectin-1% alginate. And also, capsules without active material coated with 2% pectin, 2% alginate and 1% pectin-1% alginate was obtained. 15 g of capsules which are containing 1% black carrot extract as active material and having 2% pectin, 2% alginate and 1% pectin-1% alginate as coating material were stored at 4°C for 4 weeks by being added separately into 50 g yoghurt. Encapsulation efficiency of the samples and the light microscope images were examined. For 1-week periods, change in the color, the antioxidant capacity with CUPRAC and ABTS methods and in the total anthocyanin capacity in all samples were analyzed during storage period. The goal of the storage study was to examine the effect of the storage time on the microencapsulated black carrot extract that was added to the product. At the end of the 4-week storage period at +4°C, while 36.42% reduction was detected with CUPRAC method in the total antioxidant capacity of the encapsulated product containing 1% black carrot coated with 2% pectin, this value was determined as 62.40% for the sample that contained 0.5% black carrot extract, and as 56.75% for the sample that contained 0.25% black carrot extract. At the end of the 4-week storage period at +4°C, while 67.94% reduction was detected with CUPRAC method in the total antioxidant capacity of the encapsulated sample containing 1% black carrot in which 2% alginate was used as the coating material, this value was determined as 52.17% for the sample that contained 0.5% black carrot extract, and as 62.37% for the sample that contained 0.25% black carrot extract. Reduction in the total antioxidant capacity of the encapsulated samples containing 1%, 0.5% and 0.25% black carrot encapsulated with 1% pectin-1% alginate coating material at the end of the 4-week storage period at +4°C was stated as 48.50%, 48.56%, 68.65%, respectively with CUPRAC method. At the end of the 4-week storage period at +4°C, while 17.06% reduction was detected with ABTS method in the total antioxidant capacity of the encapsulated product containing 1% black carrot coated with 2% pectin, this value was determined as 47.24% for the sample that contained 0.5% black carrot extract, and as 64.86% for the sample that contained 0.25% black carrot extract. At the end of the 4-week storage period at +4°C, while 43.72% reduction was detected with ABTS method in the total antioxidant capacity of the encapsulated sample containing 1% black carrot in which 2% alginate was used as the coating material, this value was determined as 67.65% for the sample that contained 0.5% black carrot extract, and as 89.44% for the sample that contained 0.25% black carrot extract. Reduction in the total antioxidant capacity of the encapsulated samples containing 1%, 0.5% and 0.25% black carrot encapsulated with 1% pectin-1% alginate coating material at the end of the 4-week storage period in +4°C was stated as 15.14%, 88.75%, 82.79% respectively with ABTS method. 0th week total anthocyanin amounts of the samples containing 1%, 0.5% and 0.25% black carrot encapsulated with 2% pectin are 67.99±2.16, 42.91±1.07, and 23.57±1.16 mg cyn-3-gly/100g, respectively. At the end of the 4-week storage period at +4°C, while 36.14 reduction was detected in the total anthocyanin amount of the encapsulated product containing 1% black carrot coated with 2% pectin, this value was determined as 36.66% for the sample that contained 0.5% black carrot extract, and as 48.41% for the sample that contained 0.25% black carrot extract. 0th week total anthocyanin contents of the samples containing 1%, 0.5% and 0.25% black carrot encapsulated with 2% alginate are 46.16±3.61, 24.34±1.42, 17.43±1.46 mg cyn-3-gly/100g, respectively. Again, at the end of the 4-week storage period in +4°C, while 60.69% reduction was detected in the anthocyanin amount of the encapsulated sample containing 1% black carrot in which 2% alginate was used as the coating material, this value was determined as 67.58% for the sample that contained 0.5% black carrot extract, and as 58.80% for the sample that contained 0.25% black carrot extract. 0th week total anthocyanin amounts of the samples containing %1, 0.5% and 0.25% black carrot encapsulated with 1% pectin-1% alginate are 70.32±1.28, 34.18±1.33, 15.81±1.53 mg cyn-3-gly/100g, respectively. The reduction in the amount of anthocyanins of the samples containing 1%, 0.5% and 0.25% black carrot encapsulated with 1% pectin-1% alginate at the end of the 4-week storage period in +4°C, was stated as 8.29%, 78.09%, 68.05%, respectively. The average L* values expressed as luminous value at the beginning of the storage of the samples containing 1%, 0.5% and 0.25% black carrot encapsulated with 2% pectin; of the samples containing 1%, 0.5% and 0.25% black carrot encapsulated with 2% alginate and of the samples containing 1%, 0.5% and 0.25% black carrot encapsulated with 1% pectin-1% alginate were found as 2.86±0.04, 4.82±0.12, 7.80±0.11; 0.72±0.04, 1.64±0.06, 11.90±0.10; 6.58±0.10, 4.69±0.08, 4.11±0.02, respectively, and at the end of the storage period, the increase in the L* values are 79.65%, 82.30%, 67.30%; 94.67%, 92.74%, 55.36%; 38.74%, 78.57%, and 85.65%, respectively. The difference of the L* values at the end of the storage for all values is statistically important (P˂0.05). Throughout the examples, it was observed as the active ingredient concentration increased, the L* values decreased. Therefore, it indicates that the densest sample at the beginning of the storage is the capsule that contains 1% active ingredient encapsulated with 2% alginate with a value of 0.72±0.04. At the end of the storage, it was observed that a* and b* parameters were statistically important for the capsule samples containing active ingredients (P˂0.05). In the samples containing 0.5% and 0.25% active ingredient encapsulated with alginate and pectin-alginate, turning yellow was observed throughout the storage. In the light microscope study that was carried out, it was viewed with the light microscope that the capsules generated with 2% alginate had a more uniform and spherical structure. As a result of the analyses made, it was observed that the highest encapsulation efficiency, accordingly, the maximum protection was the capsule containing 2% pectin and 0.25% black carrot. At the end of the 4-week storage period in +4°C, while a reduction of respectively %51.87, 44.37%, and 58.75% was detected with CUPRAC method in the antioxidant capacity of the yoghurt samples enriched with encapsulated product containing 2% pectin and 1% black carrot extract, 1% pectin-1% alginate and 1% black carrot extract, the CUPRAC values of these samples at the beginning were measured as 152.24±20.21, 141.02±15.41, 160.87±24.90 mg TEAC/100 g, respectively. While spoiling was not observed in the yoghurts with capsule addition throughout the duration of the storage, spoiling was observed in the plain yoghurt in the 4th week, in the blueberry yogurt in the 3rd week, and in the yogurt colored with extract in the 4th week. The starting ABTS values of the yoghurt samples were measured as 13.20±9.32, 7.63±7.74, 13.75± 4.76, 6.69±5.75, and 17.28±3.15 mg TEAC/100g, respectively. At the end of the 4-week storage period at +4°C, while a reduction of 74.11% was detected with ABTS method in the antioxidant capacity of the yoghurt sample enriched with encapsulated product containing 2% pectin and 1% black carrot extract, this value could not be determined for the yoghurt sample enriched with encapsulated product containing 2% alginate and 1% black carrot extract and for the yoghurt sample enriched with encapsulated product containing 1% alginate – 1% pectine 1% black carrot extract as from the third week. Due to the fact that the yoghurt sample enriched with extract, yoghurt with blueberry and plain yoghurt samples displayed spoiling, a reduction could not be detected with ABTS method in the amount of antioxidant capacity throughout the storage period. The amounts of total anthocyanins of the yoghurt samples at the start of the storage were calculated as 313.61±20.30, 262.92±23.23, 234.84±16.58, 174.94±4.18, 318.55±16.71, and 149.50±7.61 mg cyn-3-gly/100 g, respectively. At the end of the 4-week storage period at +4°C, the reduction in the amounts of total anthocyanins of the yoghurt samples enriched with 2% pectin, 1% black carrot extract, 2% alginate, 1% black carrot extract, 2% alginate, and 1% black carrot extract was calculated as 50.70%, 38.04%, and 40.46%, respectively, and when the 0th and the last week were compared for these samples, the difference in the anthocyanin amount of the sample is statistically important (P˂0.05). Due to the fact that the yoghurt enriched with extract, yoghurt with blueberries and plain yoghurt displayed spoiling, a reduction in the anthocyanin amount could not be detected throughout the storage period. By examining the color values in the yoghurt samples, it was observed that the difference of the L* values between the start of the storage and the end of the storage was statistically significant (P˂0.05). The L* values increased compared to the start in all the samples, and the color became darker. In the yoghurt sample enriched with encapsulated product containing 2% pectin and 1% black carrot extract and 2% alginate - 1% black carrot extract, a statistically significant difference was not observed in the a* color values throughout the storage period. In the yoghurt colored with extract (a* value decreased), the statistical difference in the a* values of the yoghurt enriched with encapsulated product containing 1% alginate-1% pectin-1% black carrot extract and the plain yoghurt is meaningful (P˂0.05). In general, increase has been observed in the b* values of the samples, and the difference in the process of storage is statistically significant (P˂0.05). In plain yoghurt, however, b value has showed a decrease until the spoling process, and it is not statistically meaningful. Encapsulation of the black carrot extract rich in antioxidant with pectin, alginate and pectin-alginate complexes was carried out successfully, and an efficient encapsulation productivity has been attained. Throughout the storage period, the coating materials used in the encapsulation had the protective effect for the anthocyanins. Controlled release of the active substance is suitable for different applications in the food industry. Addition of the encapsulated black carrot to widely consumed yoghurt can be a good alternative in increasing its antioxidant content and to use instead of artificial colorants. With the addition of the encapsulated black carrot, consumers can consume more healthy products that contain natural antioxidants., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Aljinat mikroküreleri ilaç, protein, enzim, hücre, DNA, probiyotik, aroma ve besin öğeleri gibi maddelerin enkapsülasyonunda önemli bir potansiyele sahiptir. Bu çalışmanın temel amacı, damlatma/iyonotropik jelleşme yöntemi ile elde edilen Ca-aljinat mikrokürelerinin üretiminde kullanılan aljinat ve CaCl2 çözeltilerinin viskozite, yüzey gerilimi gibi fiziksel özelliklerinin damlacığın jelleşme çözeltisine penetrasyonu, üretilen mikrokürelerin şekil ve boyut gibi özellikleri üzerine etkilerinin araştırılmasıdır. Doğru penetrasyonun sağlanamaması durumunda üretilen mikrokürelerde bazı şekil bozukları görülebilmektedir. Bu çalışmanın diğer bir amacı ise, yüksek-hızlı video kayıt yöntemiyle damlatma işleminin tüm aşamalarının incelenmesi ve aljinat damlacıklarının penetrasyonu ve üretilen mikrokürelerin şekil bozuklukları üzerine hangi aşamanın daha etkili olduğunun saptanmasıdır. Bu amaçla, farklı fiziksel özelliklere sahip çözeltiler kullanılarak üretilen Ca-aljinat mikrokürelerinin yüksek hızlı kamera yardımıyla penetrasyon derinliği ölçülmüş, şekil analizi için küresellik faktörü ve boyut analizleri için çapı ölçülmüştür. Bu çalışmada, aljinat damlacığının penetrasyon aşamasının şekil bozuklukları üzerine etkisi olduğu görülmüştür. Ayrıca, viskozite ve yüzey geriliminin penetrasyon sürecini etkileyen iki önemli parametre olduğu ve Ca-aljinat mikrokürelerinin şekli üzerinde önemli bir rolü olduğu sonucuna varılmıştır. Aljinat damlacıklarının penetrasyon derinliği, aljinat ve CaCl2 çözeltilerinin viskoziteleri ve CaCl2 çözeltisinin yüzey geriliminden etkilenmektedir. CaCl2 çözeltisinin viskozitesi arttığında penetrasyon derinliğinde azalma, üretilen Ca-aljinat mikrokürelerinin boyutlarında bir düşüş, küreselliğinde bir azalma ve şekil bozuklukları görülmüştür. CaCl2 çözeltisinin yüzey gerilimi azaldığında ise penetrasyon derinliğinin arttığı ancak üretilen Ca-aljinat mikrokürelerinin boyutları üzerine bir etkisi olmadığı gözlenmiştir. Sonuç olarak, surfaktan ilavesi penetrasyonu kolaylaştırdığı ve Ca-aljinat mikrokürelerinin şekil deformasyonlarının önlenmesine katkı sağladığı görülmüştür., Alginate beads have found great potential in encapsulation of drugs, proteins, enzymes, cells, DNA, probiotics, flavors and nutrients. The main objective of this study is to investigate the influence of physical properties of alginate and CaCl2 solutions on alginate droplet penetration into gelling bath, size and shape characteristics of Ca-alginate beads produced by dripping/ionotropic gelation technique. If proper penetration isn’t provided, resulting beads may have some shape deformations. Another aim is to observe all steps of dripping method with a high-speed camera and evaluate which step has significant role on shape deformations. For this purpose, penetration depths of droplets were measured with high-speed camera, for shape analysis sphericity and for size analysis diameter of Ca-alginate beads produced by using solutions having different physical properties were measured. It was seen that, penetration has an important role on shape deformations. It was concluded that viscosity and surface tension are two important parameters which affect penetration process and have an important role on shape of Ca-alginate beads. Penetration depth of alginate droplets were significantly affected by viscosity of alginate and CaCl2 solutions and surface tension of CaCl2 solution. As the viscosity of CaCl2 solution increased, penetration depth of alginate droplet decreased, a size reduction on beads observed, sphericity decreased and shape deformations observed. As the surface tension of CaCl2 solution decreased, penetration depth of alginate droplets increased however it had no influence on bead size. As a result, it was concluded that surfactant addition enhances penetration and prevents shape deformations of Ca-alginate beads., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011, Nanobilim ve nanoteknoloji çağımızın en önemli araştırma ve uygulama alanlarından biri olarak hızla gelişmektedir. Başlıca elektronik, malzeme, tekstil ve ilaç sanayinde kullanımına yönelik çalışmaların yürütüldüğü bu teknolojinin gıda ve ziraat alanlarında da çeşitli uygulamaları öngörülmektedir. Gıdaların işlenmesi, yeni fonksiyonel ürünlerin geliştirilmesi, biyoaktif maddelerin taşınması ve kontrollü salınımı, patojenlerin tespiti, yeni paketleme ürünlerinin geliştirilerek raf ömrünün uzatılması gibi uygulamalar nanoteknolojinin potansiyel gıda uygulamaları arasında yer almaktadır. Protein, karbonhidrat ve yağ kaynaklı nanoparçacıklarla, gıda ürünlerine içerik, tekstür, aroma anlamında istenilen özelliklerin kazandırılması sağlanabilecektir. Polimer esaslı nanoliflerin üretimi için en etkin yöntem elektro üretim yöntemidir. Bu teknikte, polimer eriyik haline getirildikten veya uygun bir çözücüde çözüldükten sonra bir pompa yardımıyla besleme ucundan elektriksel alana fıskiye olarak verilir. Elektriksel alan besleme ucuna 50 kV’a kadar uygulanan yüksek gerilimle sağlanır. Sonuç olarak toplayıcı levhada biriken ağımsı yüzeyde çapları 30 nm’den 1 mikronun üzerindeki değerlere kadar değişen lifler elde edilir. Bu çalışmada elektro üretim yöntemiyle sodyum aljinat ve mısır nişastası içeren nanolif eldesine etki eden faktörler incelenmiştir. Elektro üretimde, besleme ve toplayıcı plaka arasındaki mesafe 9 cm, besleme debisi 3 ml/saat ve voltaj 28 kV olarak kullanılmıştır. Araştırma farklı polimer konsantrasyonlarında yapılmıştır. Çözeltilerin ve çözelti karışımlarının elektriksel iletkenlikleri ölçülmüştür. Besleme çözeltilerinin reolojik özellikleri ölçülüp K ve n değerleri hesaplanmıştır. Besleme çözeltilerinin ve bunlardan elde edilen liflerin ısısal özellikleri DTK termogramlarında incelenmiştir. Sodyum aljinat ve mısır nişastası içeren çözelti karışımlarından elektro üretim ile elde edilen nanoliflerin görüntüsü SEM ile çekilmiştir. Sonuç olarak elektro üretimle PVA ilavesi ile NaAlg ve MN’den nanolif elde edilebildiği görülmüştür. Çalışmada vizkozitenin önemli bir parametre olduğu, besleme çözeltileri ile bunlardan elde edilen nanoliflerin ısısal özelliklerinin birbirinden farklı olduğu belirlenmiştir. SEM’den elde edilen nanolif görüntülerinde NaAlg ve MN içeren nanoliflerin görüntüleri SEM lif çaplarının genel olarak 100 nm’nin altında olduğu görülmüştür. Bu çalışmadan elde edilen bulgularla elektro üretimle nanolif eldesinin istenilen şekilde ayarlanabileceği ve elde edilen nanoliflerin gıda alanındaki potansiyel uygulamalarının artacağı düşünülmektedir., Nanoscience and nanotechnology are being the most important reserach and application areas. This technology has various applications primarily for electronic, computer, material, textile and drug industry, in beside of the potential food and agricultural applications. Food processing, development of novel functional foods, transport and controlled release of bioactive materials, detection of pathogens and extension of shelf-life by the improving of novel packaging materials are some of the potential food applications of nanotechnology. Protein, carbonhydrate and lipid based nanostructures can provide desired properties to food products in terms of content, texture and flavor. Electrospinning is one of the known technologies for nonofiber production. In this technique, the polymer is melted or dissolved by a proper solvent and placed in a small pipet-like glass container. Solution is given to the instrument by jet which has a small tip. Electrical area occurs by the help of 50 kV voltage to the tip. In this study, affecting factors on obtaining nanofibers with sodium alginate and corn starch via electrospinning was investigated. Electrical conductivity of feed solutions were measured, and also rheological properties was measured and modeled. Thermal properties of both feed solutions and their nanofibers were investigated and compared to each other. The distance between feed and plate was 9 cm, feed rate was 3 ml/hr and voltage was 28 kV. In research different polymer concentrations were used. In electrical conductivity measurements pure and mixed solutions were used, and every measurements repeated twice. Rheological properties was studied and K and n values were calculated. DTK thermogram was used to compare thermal properties of pure solutions and their nanofibers. SEM was used to display anofibers by optical zoom between 1000 and 50000 times. In conclusion, it was possible to produce nanofibers containing NaAlg or corn starch with the addition of PVA solution.In this research it has seen that viscosity is an important parameter during electrospinning and thermal properties of feed solutions and their nanofibers are different. SEM pictures are helpful to show that nanofibers’ diameter is generally under 100 nm. It may increase the applications of nanofibers in food area and also novel foods technologies., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011, Bu çalışmada sıvı yağların, aljinat-kitosan membranlı kapsüllerde, invers jelleşme metoduyla enkapsüle edilmesi amaçlanmaktadır. Bu kapsamda aljinat-Ca ve aljinat-kitosan jel membranlı kapsüller üretilecektir. Üretilen aljinat-kitosan jel membranlı kapsüller 30, 50 ve 70 oC’de 10’ar dakika ısıl işlemden geçirilip kitosanın termal büzüşme özelliğinden faydalanıp kapsül membran özellikleri izlenecektir. Üretilen mikrokapsüllerin, boyutları, membran kalınlıkları, çekirdek sızıntı miktarları, kuruma profilleri ve fiziksel membran dayanıklılıkları takip edilecektir. Ayrıca, elektrostatik atomizayon yöntemi damlatma metoduyla beraber kullanılarak akıma uygulanan voltajla kapsül boyutundaki değişim gözlencektir. 0.38 mm iç çaplı uçlardan yapılan damlatma ve kaplama işlemi sonucu üretilen küresel kapsüllerin yağ emülsiyonunu sıvı halde çekirdeklerinde hapsettikleri gözlenmiştir. 0.38 mm iç çaplı uçlardan yapılan damlatma işlemi sonucu üretilen kapsüllerin ortalama çapları 15 g/L aljinat-Ca membranlı kapsüller için 3.57±0.10 mm, aljinat-kitosan (15 g/L, 10 g/L) membranlı 30 oC 50 oC ve 70 oC’de ısıl işlem görmüş kapsüller için sırayla 3.65±0.29 mm, 3.58±0.27 mm, ve 3.46±0.22 mm’dir. Elektrostatik atomizasyon ile 0.6 mm iç çaplı uçlardan yapılan damlatma işlemi sonucu oluşturulan 10 g/L aljinat-Ca membranlı kapsüllerin çapı 5 kV seviyesinde 1.40±0.07 mm’e kadar düşmüştür. Aljinat-kitosan membranlı kapsüllerin çekirdek sızıntıları, aljinat-Ca membranlılara göre önemli ölçüde azalmıştır. DMA testlerinde %15 deformasyon düzeyinde kitosan kaplı kapsüllerin aljinat-Ca jel membranlı kapsüllerden daha güçlü mekanik özelliklere sahip olduğu gözlenirken, kapsüllere uygulanan ısıl işlemin de mekanik gücü arttırdığı gözlenmiştir. Membran kalınlığı tomografi cihazıyla yapılan ölçümler sonucu, 15 g/L aljinat-Ca membranlı kapsüller için 0.59±0.02 mm, ısıl işlem görmemiş, 30 oC 50 oC ve 70 oC’de ısıl işlem görmüş aljinat-kitosan (15 g/L, 10 g/L) membranlı kapsüller için sırayla 0.79±0.05 mm, 0.73±0.05 mm, 0.69±0.06 mm ve 0.64±0.04 mm olarak bulunmuştur., The aim of this study is to encapsulate liquid core lipophilic ingredients within food grade polymer membranes consisting of Alginate-Ca and alginate-chitosan through inverse gelation method. In this context, microcapsules with alginate-calcium hydrogels and alginate-chitosan gel membranes will be produced. The alginate-chitosan membraned capsules will be heat treated at 30 oC 50 oC ve 70 oC to use the heat shrinking property of chitosan to improve the mechanical properties of the membrane. The capsules will be monitored for their size, shape, membrane thickness, core leakage, drying profiles and physical resistance. Moreover, electrostatic atomisation will be combined with the dripping method to monitor the capsule size with respect to the voltage applied. Liquid lipophilic core spheric capsules with alginate-Ca membrane and alginate-chitosan membrane were succesfully prepared by inverse gelation method with 0.38 inner diamater dripping tips. The mean diameter of 15 g/L alginate-Ca membraned capsules are found as 3.57±0.10 mm, and the mean diameters of alginate-chitosan membraned (15 g/L 10 g/L) capsules which are heat treated at 30 oC 50 oC ve 70 oC are 3.65±0.29 mm, 3.58+0.27 mm and 3.46±0.22 mm respectively. The mean diameter of the 10 g/L alginate-Ca capsules produced by electrostatic atomization dripping through 0.6 mm inner diameter dripping tips were reduced down to 1.40±0.07 mm at 5kV. Alginate-chitosan membraned capsules have significantly lower amounts of core leakage when compared to alginate-Ca membraned ones and heat treatment of alginate-chitosan membraned capsules further decreases the leakage. Chitosan-alginate membranes were found to exhibit stronger mechanical properties compared to chitosan-alginate membranes on DMA tests at 15% strain levels and furthermore heat treatment of the chitosan coated improved the mechanical strength of these membranes. Membrane thickness of the chitosan coated capsules were found to be decreasing with improved heat treatment temperatures., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011, Günümüzde protein ve peptit yapısındaki ilaçlar çok önemli tedavi edici ilaçlar olarak geliştirilmektedir. Bu tip ilaçların insan vücuduna verilmesinde en önemli engel, protein ve peptit yapısının mide ortamı asitliğinde dayanıklı olmayıp kolaylıkla bozunabilmesidir. Bu nedenle protein yapısındaki ilaçlar klasik olarak vücuda injeksiyon yoluyla verilmektedir. Ancak oral yolla ilaç alımının injeksiyon yoluyla ilaç alımına göre kolaylığı ve kullanıcı açısından istenilirliği son yıllarda protein yapısındaki ilaçların oral olarak etkin bir şekilde vücuda verilmesi konusunda araştırmaları yoğunlaştırmıştır. Protein yapısındaki ilaçların vücutta etkin olması, kontrollu salımının yapılacağı bir ortamın içine kapatılması, mide asitliğinden etkilenmeden alkali barsak ortamına geçmesi ve bu ortamda kontrollu bir şekilde salınması ile gerçekleştirilebilir. Bu çalışmamızda protein olarak seçilen sığır serum albüminin (BSA), aljinat jel küreleri içine hapsedilerek yapay olarak hazırlanan mide ve bağırsak sıvısı ortamına kontrollu salımı incelenmiştir. BSA’nın aljinat küreleri içine ilave edilen kilin ara yüzeylerine girip nanokompozit bir yapı oluşturulması sağlanıp, BSA nın salım hızı yavaşlatılmış ve BSA’nın bozunmadan ve düşük salımla mide ortamından geçip, bağırsak ortamında kontrollu salımını gerçekleştirecek deneysel parametreler saptanmıştır., Protein based drugs and their applications are developing research areas nowadays. Most common problem in such drugs is denaturation of protein and peptide structure in acidic gastric media. In order to avoid this, protein and peptide based drugs are applied by injection. However oral applications are more convenient and demanded by patients. Oral usage of protein and peptide based drugs require an encapsulation, directly passage through stomach and a release in basic intestinal track. In the present work, a model protein, bovine serum albümin (BSA), is encapsulated in clay-modified alginate gel beads. Release behavior, swelling kinetics and other properties of these beads are investigated. It is shown that BSA molecules are placed between clay layers, forming a nanocomposite structure, and this led suggested formula to be more efficient in encapsulation of BSA. Moreover, this also provided slower release and lower losses in gastric fluid., Yüksek Lisans, M.Sc.

Bu tez çalışmasında, uranyum ve toryumun adsorpsiyonu için Na-aljinat tuzu kullanılarak, çeşitli aljinat biyopolimerleri hazırlanmış ve elde edilen biyopolimerler arasında Ca-aljinat biyopolimerinin uranyum ve toryum adsorpsiyonunda etkinliği incelenmiştir. Ayrıca Ca-aljinat biyopolimerinin bazı fiziksel özellikleri belirlenerek, FT-IR, SEM, XRD analizleri ile karakterizasyonu yapılmıştır.Çalışmada, Ca-aljinat biyopolimerleri kullanılarak sulu çözeltilerden uranyum ve toryum adsorpsiyonunu etkileyen çözelti pH'ı, başlangıç uranyum ve toryum konsantrasyonu, çalkalama süresi, biyokütle dozu ve sıcaklık gibi parametreler incelenmiş ve optimum alım koşulları saptanmıştır. Elde edilen sonuçlar biyosorbent başına adsorplanan uranyum ve toryum miktarları (mg/g), dağılma katsayıları (Kd, mL/g) ve adsorpsiyon verimleri (%) hesaplanarak değerlendirilmiştir. Belirlenen optimum koşullarda biyosorbent başına adsorplanan uranyum miktarı, alım verimi ve Kd değerleri sırasıyla 22.7±0.2 mg/g, %91±1 ve 10043±834 mL/g olarak bulunmuştur. Toryumun belirlenen optimum koşullar altında biyosorbent başına adsorplanan toryum miktarı, alım verimi ve Kd değerleri ise sırasıyla 47.1±0.3 mg/g, % 94±1 ve 16566±1714 mL/g olarak saptanmıştır.Uranyum ve toryumun biyosorbent üzerine adsorpsiyonu için, adsorpsiyon entalpisi, serbest enerji değişimi ve entropi değişimi gibi termodinamik parametreler hesaplanmış, her ikisi içinde adsorpsiyon prosesinin endotermik karakterli olduğu, adsorpsiyon işleminin istemli gerçekleştiği bulunmuştur. Ca-aljinat biyopolimeri ile sulu çözeltilerden adsorplanan uranyum ve toryum için elde edilen deneysel verilerin Langmuir, Freundlich ve Dubinin-Radushkevich (D-R) izotermlerine uygunluğu araştırılmıştır. Biyosorbentin gözenekli hidrojel yapısında olması ve çeşitli fonksiyonel grupların adsorpsiyon sürecinde aynı anda etkin olabilmesi nedeniyle, adsorpsiyon mekanizmasının oldukça karmaşık olduğu ve elde edilen verilerin aynı anda birkaç izoterme uyabildiği görülmüştür.Yüklü biyosorbentten uranyum ve toryum iyonları için geri alım denemeleri yapılmış, 1 M HCl ile optimum geri alım koşullarında ve 3 kademe sonunda uranyum için %99±1; toryum için %91±1 geri alım verimi elde edilmiştir. Uranyum ve toryum iyonlarının Ca-aljinat biyopolimeri tarafından adsorpsiyonunda, farklı metal iyonlarının etkileri incelenmiştir. Yapılan denemeler sonucunda, biyosorbentin uranyum ve toryum iyonlarına seçici olmadığı gözlenmiştir. Ayrıca uranyum, toryum ve farklı metal iyonlarının Ca-aljinat biyopolimerine adsorpsiyon mekanizması tartışılmıştır.Elde edilen sonuçlara göre, seyreltik sulu çözeltilerden uranyum ve toryum iyonlarının adsorpsiyonunda ekonomik, etkili ve doğal bir biyosorbent olan Ca-aljinat biyopolimerinin kullanılması; yüksek kapasite, basit proses, ekonomik avantaj ve çeşitli kimyasallardan çevrenin korunması yönünden diğer konvansiyonel ayırma ve arıtma proseslerine göre iyi bir seçenek oluşturabilecektir. Ca-aljinat biyopolimerleri, gastrik ve intestinal ortamlardan in-vitro denemelerle uranyum ve toryumun giderimi için kullanılmış ve yeni bir şelatlayıcı ajan olarak önerilmiştir. In this thesis , various types of alginate biopolymers were prepared using Na-alginate salt and Ca-alginate biopolymers have been selected as a biosorbent. Adsorption characteristics of Ca-alginate biopolymers for uranium and thorium adsorption were investigated. In addition, some physical properties of Ca-alginate biopolymers have been examined and their morphological characterizations have been conducted by FT-IR, SEM, XRD techniques.In the study, the parameters of solution pH, concentration of uranium and thorium, contact time, biomass dosage and temperature were investigated using Ca-alginate biopolymers in aqueous solutions and optimum conditions for adsorption process were determined. Obtained results have been evaluated by means of their sorption capacity (mg/g), distribution constant (Kd, mL/g) and percent adsorption. The sorption capacity, percent adsorption and distribution constant for uranium ions under the optimized experimental conditions were 22.7±0.2 mg/g, %91±1 and 10043±834 mL/g, and for thorium ions were 47.1±0.3 mg/g, % 94±1 and 16566±1714 mL/g, respectively.Thermodynamic parameters including the change in free energy, enthalpy and entropy were used to describe thermodynamic behavior of the adsorption of uranium and thorium onto Ca-alginate biopolymers. The thermodynamic parameters obtained for uranium and thorium adsorption onto biosorbent show endothermic in nature and the process is spontaneous. Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R) models were applied to describe the adsorption isotherm of uranium and thorium by Ca-alginate biopolymers. The adsorption of uranium and thorium on Ca-alginate biopolymers was represented by several models simultaneously since the structure of biosorbent is porous hydrogel and various functional groups are active simultaneously on during adsorption process.Uranium and thorium recovery were investigated on loaded Ca-alginate biopolymers. Recovery yields of uranium and thorium were achieved by 1 HCl solution as %99±1 for uranium and %91±1 for thorium using optimum desorption conditions. The effect of different metal ions on the adsorption of uranium and thorium by Ca-alginate biopolymers was analysed. It has been observed that biosorbent is not selective for uranium and thorium ions. Adsorption mechanism of uranium, thorium and different metal ions by Ca-alginate biopolymers was also discussed.On the basis of the data, it can be concluded that prepared biosorbent can be used effectively for the adsorption of uranium and thorium ions from dilute aqueous solution. Due to the high adsorption capacity of the adsorbent, plus its economic advantage and environmental friendly nature would make this natural biopolymer a promising adsorbent for the wastewater treatment compared with conventional processes. Ca-alginate biopolymers have been used to remove uranium and thorium from the gastrointestinal tract by in-vitro experiments and suggested as a new approach for chelating agent. 164

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008, Son yıllarda polimer matriksinin kilin nano boyutta silikat tabakaları arasına girmesi ile hazırlanan polimer-kil nanokompozit malzemeleri, bilimin güncel araştırma konuları arasında yer almaktadır. Benzer şekilde, petrol tabanlı ürünlerden elde edilen ve maalesef yaygın olarak kullanılan kaplama ve paketleme malzemeleri, gelecek jenarasyona bırakılan önemli bir çevre problemi yaratmaktadır. Bu sebeplerden ötürü toksik bileşim içermeyen, biyobozunabilen yeşil polimerik malzemelerin gelişimi bugün malzeme bilimi ve mühendisliğinin en güncel konularından biri haline gelmiştir. Çevre dostu olan ve yenilenebilir kaynaklardan temin edilen biyopolimerlerden elde edilen filmlerin günümüzde gıda ambalajlama, atık su arıtımı,kozmetik ve biyomedikal gibi pek çok sanayi alanında uygulamaları mevcuttur. Bu uygulamalarda esas amaç mümkün olduğu kadar yüksek dayanımlı, kullanılacak alana bağlı olarak geliştirilmiş özelliklere sahip olan, kullanımı kolay, maliyeti düşük ve uygun prosedürlerle elde edilecek filmler oluşturmaktır.Yapılan bu çalışmada biyobozunan ve toksik özelliği olmayan, yenilenebilir kaynaklardan elde edilen, çevre dostu Aljinat biyopolimeri ile farklı metodlarla elde edilen modifiye kalsiyum montmorilonit tipi killerden nanokompozit yapıda filmler hazırlanmıştır.Çalışmanın devamı olarak belirtilmiş olan prosedürlerle elde edilen kompozit film malzemeler XRD, UV-görünür alan, SEM, TGA, DSC ve DMA gibi farklı spektrofotometrik, termal ve mekanik analiz yöntemleri ile karakterize edilmiştir., Recently, one of the most popular research subject is preparing polymer-clay composite materials thanks to interraction between polymer matrix and clay silicate layers.Additionally; the petroleum-based coating and packaging materials which are commanly used are an important environmental problem be queathed to the furure generations. For these reasons, the development of biodegradable “green” polymeric materials that do not contain toxic components is one of the most impressing topics of materials science and engineering. Films made by environmetally friendly and renewable sources biopolymers have different kinds of industrial applications such as; food packaging, in the waste water treatment, cosmetics and biomedicine industries. The main purposes of these applications are to get high strenght, low-cost, easy used and also easy processing films as it’s possible.In this investigation, it is succeed to get physical and mechanical properties improved composite films made by biodegradable, environmetally friendly and get from renewable sources and also non-toxic Alginate polysaccharide with modified CaMt clay types.In the following steps of this investigation , prepared with suitable procedure biopolymer films with four different types of clay minerals are characterized by means of analysis of different kinds of spectrometric, thermal and also mechanical analsis such as XRD, Transparency, FT-IR, DSC, TGA, SEM and DMA., Yüksek Lisans, M.Sc.