Komagataeibacter rhaeticus kullanılarak nanoparçacık katkılı bakteriyel selüloz üretimi ve karakterizasyonu - Uğurel, Ceyda; Öğüt, Hamdi; Bursa Teknik Üniversitesi Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı; Lisansüstü Eğitim Enstitüsü (Bursa, 2024)
Bakteriyel selüloz (BS), biyoteknoloji alanında, özellikle sağlık ve doku mühendisliği gibi pek çok farklı uygulamada, saflığı, yüksek kristallik derecesi, su tutma kapasitesi, gerilme direnci ve geniş ölçekte uyum sağlama yeteneğine sahip olması nedeniyle kullanılmaktadır. Aynı zamanda, eklenen katkı malzemeleri ile antibakteriyel aktivite gibi önemli özellikler kazandırılabilmektedir. Bu çalışmada, Komagataeibacter rhaeticus K23 kullanılarak biyo-selüloz üretimi için optimum sıcaklık, pH, inokulum konsantrasyonu ve inkübasyon süresi değerleri Taguchi yöntemi ile belirlenmiştir. Deneyler sonucunda, maksimum BS üretimi için optimum parametreler, 32 °C, pH 5,5, 8 log KOB·mL−1 inokulum konsantrasyonu ve 14 gün inkübasyon süresi olarak tespit edilmiştir. Bu parametrelerden, BS verimini en çok etkileyen faktör inokulum konsantrasyonu olarak belirlenmiştir. Bu nedenle, daha farklı inokulum konsantrasyonları (8,5, 9, 9,5, 10 ve 10,5 log KOB·mL−1) denenmiş ve 8 log KOB·mL−1 inokulum değeri diğer konsantrasyonlardan anlamlı ölçüde daha yüksek (p < 0,002) BS verimi sağlamıştır. Ayrıca, 14 gün inkübasyon süresi, 7, 9, 11,13, 15, 16, 17, 21 ve 28 gün olmak üzere diğer inkübasyon sürelerinden anlamlı ölçüde daha yüksek (p < 0,001) BS verimi ile sonuçlanmıştır. Bunların yanı sıra, Komagataeibacter rhaeticus tarafından optimize edilen parametreler ile üretilen BS'ye, sentezlenen çinko oksit (ZnO) nanoparçacıkları katılarak antimikrobiyal özellik kazanıp kazanmayacağı ve kristallik derecesi, su tutma kapasitesi, termal ve mekanik davranışı gibi özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. BS-ZnO nanokompozit malzemeler, BS membranlarının %1 çinko oksit çözeltisine daldırılması ile elde edilmiştir. Daha sonra, ZnO çözeltisine daldırılmış membranlar 24 saat boyunca 37 °C'de kurutulmuştur. Nanokompozit malzemenin antibakteriyel özelliği, Gram-pozitif ve Gram-negatif bakteriyel suşlara (Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 29213 ve Bacillus subtilis RSKK 388) karşı test edilmiş ve antibakteriyel aktivite göstermiştir. Aynı zamanda, üretilen BS-ZnO nanokompozitler XRD, SEM, FTIR, DSC, TGA, su tutma kapasitesi ve mekanik özellikler bakımından karakterize edilmiştir. XRD sonuçları, ZnO-NP'lerin hegzagonal wurtzite yapısına sahip olduğunu, SEM sonuçları ise ZnO-NP'lerin homojen dağılımını göstermiştir. ZnO-NP'lerin eklenmesi, BS membranının termal stabilitesini ve mekanik dayanıklılığını önemli ölçüde artırmıştır (p < 0,05) ve antibakteriyel aktivite kazanmasını sağlamıştır. Bununla beraber, Young modülü BS-ZnO nanokompozit için önemli ölçüde azalmış (p = 0.000) ve BS-ZnO nanokompozitinin su tutma kapasitesi, BS ile benzer bulunmuştur (p > 0,05). Bu çalışma, fonksiyonel ve daha stabil biyomalzemeler olarak BS-ZnO nanokompozitlerinin sentezlenmesine yönelik önemli ve yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır.
Tez (Doktora) -Bursa Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü,2024
Kaynakça : 65-85 sayfa
Keywords: Bakteriyel selüloz; Optimizasyon