Özet
Bu çalışmada, biyobozunur bir polimer olan polilaktik asit (PLA)’e anti bakteriyel özellik kazandırmak amacıyla defne yapraklarından (Laurus nobilis L.) etken madde ekstrakte edilerek PLA kompozitler hazırlanmıştır.
Anti bakteriyel analizler kapsamında bakteri olarak S. Enteritidis 13076 izolatları kullanılmıştır. Defne yaprağı ekstraktının anti bakteriyel etkisi ve yüzdesi belirlenerek bu oran PLA kompozit filmlere uygulanmıştır.
1.Giriş
Biyobozunur polimerler teknolojik gelişimin birçok alanında büyük bir önem taşımaktadır. Sürdürülebilirlik ve çevre temizliğine olan artan talebi karşılamak için, çevre içinde tamamen bozunabilen gıda ambalajlama materyalleri geliştirmeye yönelik çalışmalar giderek artmaktadır.
Biyopolimerler, biyolojik olarak parçalanabilir olması nedeniyle çevre dostu gıda ambalajlama materyallerine dönüştürülerek kullanılmaya elverişli alternatiflerden biri olmaktadır. Biyopolimerler, biyolojik olarak parçalanabilir ve yenilenebilir olduğundan petrolle yapılan plastiklerin alternatif maddeleri olarak görülmektedir.
Günümüzde, teknolojinin gelişmesi, polilaktik asit (PLA), polikaprolakton (PCL), poliglikolik asit (PGA), polivinil alkol (PVA) ve polibutilen suksinat PBS’yi içeren sentetik biyopolimerlerin oluşumuna yol açmıştır.
Sentetik biyopolimerlerin avantajları, dayanıklılık, esneklik, yüksek parlaklık, berraklık ve çekme mukavemeti gibi birçok özelliklerinin geliştirilebilir olmasının yanı sıra sürdürülebilir bir sanayi yaratma potansiyelini de içermektedir [1].
Biyobozunur polimerlerden biri olan poli (laktik asit) (PLA)’nın kullanımı günümüzde oldukça etkindir. PLA, biyolojik olarak parçalanabilen, biyo uyumlu ve toksik olmayan bir polyester olup, şeffaf, yüksek modül ve dayanıma sahip olup petrol türevli polimerler için iyi bir alternatiftir.
PLA, işleme özelliklerinin iyi olması, ayarlanabilir bozunma oranları ve farmakokinetik ve farmakolojik etkinlik gibi birçok özelliğe sahiptir [2].
PLA‘nın çevre dostu olması ve biyo uyumluluk gibi özelliklere sahip olması da; plastik uygulamalarında, ambalaj-paketleme alanında, tekstil uygulamalarında, ziraat ürünlerinde, tek kullanımlık ürünlerde ve medikal alanda oldukça geniş bir kullanım imkanı sağlamaktadır [3].
Son yıllarda sentetik anti bakteriyel maddelerin insan sağlığına olan birçok olumsuz etkilerinin ortaya çıkmasından dolayı doğal kaynaklardan elde edilen ajanlara ilgi ve ihtiyaç artmaktadır. Bitkilerden elde edilen esansiyel yağların antimikrobiyal, antifungal ve antioksidan özelliklere sahip oldukları yapılan çalışmalar sonucunda gösterilmiştir [4].
Defne (Laurus Nobilis L.)’nin kurutulmuş yaprakları ve esansiyel yağı, gıda endüstrisinde lezzet verici ve gıda koruyucu olarak kullanılır. Yapılan çalışmalarda ana bileşenlerinin 1,8-cineole, linalol, transsabinen hidrat, a-terpinil-asetat, metil öjenol, sabinen ve öjenol olduğu belirlenmiştir [5].
2. Materyal ve Metot
2.1. Materyal
Yapılan çalışmada kullanılan defne yaprakları (Laurus nobilis L.) Karadeniz Bölgesi’nden toplanmıştır. Deneyde kullanılan PLA Natureworks firmasından temin edilen Ingeo™ Biopolymer 2003D’dir. Denemelerde kullanılan PLA %96 poli (L-laktik asit) (PLLA) ve %4 poli (D-laktik asit) (PDLA) içermektedir.
2.2. Metot
Bu çalışmada, defne yaprağı ekstraktının anti bakteriyel etkisi Wang ve Rham’a (2015) göre yapıldı. Besiyeri olarak Plate Count Agar (PCA) kullanılmıştır. Ekim amacıyla desimal dilüsyonları takiben damla plak yöntemi uygulanmıştır.
Aynı zamanda kalitatif anti bakteriyel etkiyi de saptamak amacıyla diskler sterilize edildikten sonra defne yaprağı ekstraktı emdirilmiş ve disk diffüzyon yöntemi uygulanmıştır. Defne yaprağı ekstraktının anti bakteriyel etkisi ve yüzdesi belirlendikten sonra bu oran PLA kompozit filmlere uygulanmıştır.
PLA kompozit filmler çözücü döküm yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. PLA kloroform ile karıştırılarak oluşan çözeltiye %33 oranında defne ekstraktı içerecek şekilde ilave edilmiş ve manyetik karıştırıcı kullanılarak homojen olacak şekilde 1 gün süre ile karıştırılmıştır.
Oluşan çözelti sterilize edilmiş petri kabına dökülerek oda koşullarında 7 gün boyunca bekletilerek kurutulmuştur.
3. Bulgular ve Tartışma
Bu bölümde defne yaprağı ekstraktı ve PLA ile hazırlanan kompozit filmin anti bakteriyel analiz sonuçlarına yer almaktadır. Şekil 1’de uygulanan damla plak yöntemi sonucunda defne yaprağı ekstraktının S. Enteritidis ATCC 13076 üzerine anti bakteriyel etkisi verilmiştir.
İnkübasyon süresi sonunda, defne ekstraktının temas ettirildiği yüzey etrafında belirgin biçimde üremenin olmadığı gözlenmiştir.
Şekil 1. Defne yaprağı ekstraktının S. Enteritidis ATCC 13076 üzerine anti bakteriyel etkisi
Kantitatif etkiyi ortaya koymak amacıyla defne yaprağı ekstraktı ve defne yaprağı ekstraktı ile hazırlanan PLA kompozit film için yapılan mikrobiyolojik ekimlerin sonuçları Tablo 1 ve Tablo 2’de gösterilmiştir.
Tablo 1. Defne yaprağı ekstraktı mikrobiyolojik ekim sonuçları
Tablo 2. Defne yaprağı ekstraktı ile hazırlanan PLA filmin mikrobiyolojik analiz sonuçları
K.o.b.: Koloni oluşturan birim
4. Sonuç
Yapılan çalışmalar sonucunda defne yaprağı ekstraktının S. Enteritidis 13076 suşu üzerine anti bakteriyel etkiye sahip olduğu görülmüştür. Mikrobiyolojik ekimler sonucunda Tablo1’de görüldüğü üzere defne yaprağı ekstraktının S. Enteritidis ATCC 13076 suşu üzerine kayda değer anti bakteriyel etkisi olduğunu göstermiştir.
Aynı oranda defne yaprağı ekstraktı ile hazırlanan PLA filme yapılan ekim sonucunda ise adı geçen mikroorganizma üzerine anti bakteriyel etkisi saptanamamıştır (Tablo 2).
Bunun nedeni olarak Laurus nobilis L.’nin ana bileşenlerinden olan 1,8 cineole gibi anti bakteriyel etkiye sahip uçucu yağların PLA filmler kurutulurken kloroform ile birlikte uçmuş olabileceği düşünülmektedir.
Sonuçlar, doğal anti bakteriyel polimer kompozitlerin hazırlanabileceği konusunda ileriki çalışmalarımızı yönlendirecek niteliktedir.
Feza Geyikçi
Ondokuz Mayıs Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
Kimya Mühendisliği Bölümü
Ayça Aydın
Ondokuz Mayıs Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
Kimya Mühendisliği Bölümü
Belgin Sırıken
Ondokuz Mayıs Üniversitesi
Veteriner Fakültesi
Kaynaklar
[1] Othman S.H. (2014). Bio-nanocomposite Materials for Food Packaging Applications: Types of Biopolymer and Nano-sized Filler. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 2, 296-303.
[2] Yang Z., Sun C., Wang L., Chen H., He J., Chen Y. (2016). Novel Poly(L-lactide)/graphene oxide films with improved mechanical flexibility and antibacterial activity. Journal of Colloid and Interface Science, 507, 344-352.
3] Üner İ., Kolçak,E.D. (2012). Poli(laktik asit)’in kullanım alanları ve nano lif üretimindeki uygulamaları, İstanbul Ticaret Üniversitesi , Fen Bilimleri Dergisi, 22, 79-88.
[4] Chen C., Xu Z., Ma Y., Liu J., Zhang Q., Tang Z., Fu K., Yang F., Xie J.(2018). Properties, vapour-phase antimicrobial and antioxidant activities of active poly(vinyl alcohol) packaging films incorporated with clove oil. Food Control 88, 105-112.
[5] Vilela J., Martins D., Monteiro-Silva F., González-Aguilar G., Almeida J., Saraiva C. (2016). Antimicrobial effect of essential oils of Laurus nobilis L. and Rosmarinus officinallis L. on shelf-life of minced “Maronesa” beef stored under different packaging conditions. Food Packaging and Shelf Life, 8, 71-80.
