Üzüm çekirdeği ekstraktının farklı materyallerle nano-enkapsüle edilmesinde elektrospin işleminin kullanımı

Abstract

Üzüm çekirdeği fenolik bileşikler ve antioksidan açısından zengin olup, üzüm çekirdeği ekstraktının (ÜÇE) nano-enkapsüle edilmesi biyoyararlılığı ile stabilitesinin arttırılmasına katkı yapabilir. Tez çalışmasında, farklı polimerler (polivinil alkol (PVA), sığır jelatini, mısır nişastası ve beta-siklodekstrin) kullanılarak liyofilize ÜÇE elektrospin işlemiyle nano-enkapsüle edilmiştir. Enkapsüle Burdur Dimrit üzüm (Vitis vinifera) çekirdeği ekstraktının karakterizasyonu amacıyla SEM görüntüleri alınmıştır. ÜÇE'nin (polimer çözeltideki) elektrospin işlem öncesi ve nano-enkapsülasyonu sonrası toplam fenolik madde ve antioksidan aktivitesi belirlenmiştir. Nano-enkapsüle ÜÇE'nin yapısal karakterizasyonu FTIR, DSC ve XRD analizleriyle belirlenmiştir. ÜÇE'nin elektrospin işlemiyle nano-enkapsülasyonunda nişasta polimerinin kullanımının uygun olmadığı, polimer karışımlarının elektriksel iletkenlik değerlerinin 34,03-198,90 uS/cm arasında olduğu ve farklı polimerler ile enkapsüle edilen Burdur Dimrit ÜÇE'nin ortalama çapının 0,17-0,18 um arasında değiştiği SEM görüntüleyle belirlenmiştir. XRD sonuçlarına göre amorf yapıda olan ÜÇE'nin nano-enkapsülasyonu sonucu kristal yapıya doğru eğilim gösterdiği; FTIR spektrumları incelendiğinde ÜÇE'nin farklı polimerler ile nano-enkapsülasyonunda fonksiyonel gruplarını korunduğu tespit edilmiştir. ÜÇE'nin nano-enkapsülasyon sonrası DSC spektrumları farklılık gösterirken, aynı polimer ile enkapsüle edilen her iki ÜÇE'nın DSC spektrumları benzerlik göstermekte olup, enkapsüle ÜÇE'nin endotermik ısı akışına sahip olduğu belirlenmiştir. ÜÇE'nin farklı polimerler ile nano-enkapsülasyonunda toplam fenolik madde içeriği ve antioksidan aktivitenin (ABTS yöntemi) en iyi korunduğu polimerin PVA olduğu belirlenmiştir. ÜÇE'nın farklı polimerler ile nano-enkapsülasyonunun gerçekleştirilmesinde elektrospin işleminin kullanım potansiyeli olduğu, ÜÇE'nin nano-enkapsülasyonu sonucu gıda endüstrisi açısından ham madde niteliği taşıyan yeni bir ürün geliştirilmiş ve bazı gıdaların zenginleştirilmesinde gıda katkı maddesi olarak kullanılabileceği düşünülmektedir.

Grape seeds are rich in phenolic and antioxidant compounds, and grape seed extract (GSE) can be nano-encapsulated so that its bioavailability and stability can be improved. In this thesis, different polymers (PVA, bovine gelatin, corn starch and beta-CD) were used to nano-encapsulate freeze-dried GSEs by electrospinning process. SEM images were obtained for the characterization of encapsulated Burdur Dimrit (Vitis vinifera) GSE. The total phenolic and antioxidant activity of GSE (in polymer solution) were determined before and after nano-encapsulation. The structural characterization of nano-encapsulated GSE was determined using FTIR, DSC and XRD analyzes. It was not appropriate to use corn starch in nano-encapsulation of GSE by electrospin process, and electrical conductivity values of polymeric mixtures were between 34.03-198.90uS/cm while the diameter of encapsulated Burdur Dimrit GSE with different polymers ranged from 0.17 to 0.18 um. PVA was the best to preserve the total phenolic content and antioxidant activity (ABTS method) for the nano-encapsulation of GSE with different polymers. According to XRD results, amorphous GSE had a tendency towards crystal structure following nano-encapsulation, and the FTIR spectra revealed that GSE preserved its functional groups during nano-encapsulation with different polymers. While the DSC spectra of the GSE after nano-encapsulation differed, the DSC spectra of both GSEs encapsulated with the same polymer were similar, and the encapsulated GSE had an endothermic heat flow. Results indicated that electrospinning has a potential to be used in the nano-encapsulation of GSEs with different polymers, and this new nano-encapsulated product of GSE can be used as a raw material in the food industry or a food additive for the enrichment of foods.