Sodyum Aljinat/Katyonik Karboksimetil Selüloz Biyofilmlerin Hazırlanması ve Karakterizasyonu

Polimerik malzeme kullanımının giderek artması bir takım atık depolama ve çevresel sorunları da beraberinde getirmektedir. Bu nedenle biyomalzemelere olan ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Bu çalışmada, sodyum aljinat/kuarternize karboksimetil selüloz biyofilmlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu amaçlanmıştır. Bu amaç için ilk olarak kuarternize karboksimetil selüloz (CMC) sentezlenmiş ve farklı oranlarda soydum aljinat ve kuarternize CMC içeren biyofilmler hazırlanmıştır. Hazırlanan biyofilm malzemelerinin antibakteriyel özellikleri inhibisyon zonu (disk difüzyon) yöntemi ile belirlendi. Ultraviyole (UV) ve görünür bölge spektrofotometresi kullanılarak 190-1100 nm dalga boyu aralığında malzemelerin ışık geçirgenlikleri belirlendi. Ayrıca biyofilmlerin jel içeriği soxhlet ekstraksiyonu yöntemi ile belirlendi. Geliştirilen biyofilmlerin antimikrobiyal özelliklerinin kuarternize CMC kullanılmasıyla geliştirildiği görülmektedir. Tüm dalga boylarında formülasyonlar içerisinde kuarternize CMC oranın artması ile ışık geçirgenliğinin azaldığı açık bir şekilde görülmektedir. Yüksek jel içerikleri biyofilm formülasyonlarında kullanılan sodyum aljinat ve kuarternize CMC’nin uyum içerisinde, organik çözücülere karşı kararlı bir yapıda olduklarını göstermektedir. Elde edilen tüm sonuçlar değerlendirildiğinde, üretilen biyofilmlerin antimikrobiyal yüzeylere gereksinim duyulan malzemelerde kaplama olarak kullanılabileceğini anlaşılmaktadır.

Preparation and Characterization of Sodium Alginate/Quaternized Carboxymethyl Cellulose Biofilms

The increasing use of polymeric materials brings along some waste storage and environmental problems. Therefore, the interest in biomaterials is increasing day by day. In this study, it was aimed to develop and characterize sodium alginate/quaternized carboxymethyl cellulose biofilms. For this purpose, firstly, quaternized carboxymethyl cellulose (CMC) was synthesized and biofilms containing different ratios of sodium alginate and quaternized CMC were prepared. The antibacterial properties of the prepared biofilm materials were determined by the zone of inhibition (disk diffusion) method. The light transmittance of the materials was determined in the wavelength range of 190-1100 nm using ultraviolet (UV) and visible region spectrophotometer. In addition, the gel content of the biofilms was determined by the soxhlet extraction method. It is seen that the antimicrobial properties of the developed biofilms are improved by using quaternized CMC. It is clearly seen that the light transmittance decreases with the increase of quaternized CMC ratio in formulations at all wavelengths. High gel contents indicate that sodium alginate and quaternized CMC used in biofilm formulations are stable against organic solvents in harmony. When all the results obtained are evaluated, it is understood that the produced biofilms can be used as coatings on materials that need antimicrobial surfaces.

___

  • Babu, R.P., O'Conno, K. ve Seeram, R. (2013). Current progress on bio-based polymers and their future trends. Progress in Biomaterials, 2, 8-24. https://doi.org/10.1186/2194-0517-2-8
  • Bedian, L., Villalba-Rodríguez, A.M., Hernández-Vargas, G., Parra-Saldivar, R. ve Iqbal, H.M.N. (2017). Bio-based materials with novel characteristics for tissue engineering applications - A review. International Journal of Biological Macromolecules, 98, 837-846. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.02.048
  • Benchabane, A. ve Bekkour, K. (2008). Rheological properties of carboxymethyl cellulose (CMC) solutions. Colloid and Polymer Science, 286, 1173-1180. https://doi.org/10.1007/s00396-008-1882-2
  • Han, Y., Yu, M. ve Wang, L. (2018). Physical and antimicrobial properties of sodium alginate/carboxymethyl cellulose films incorporated with cinnamon essential oil. Food Packaging and Shelf Life, 15, 35-42. https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2017.11.001
  • He, X., Ye, L., He, R., He, J., Ouyang, S. ve Zhang, J. (2022). Antibacterial dental resin composites (DRCs) with synthesized bis-quaternary ammonium monomethacrylates as antibacterial agents. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 135, 105487. https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2022.105487
  • Javanbakht, S., Shaabani, A. (2019). Carboxymethyl cellulose-based oral delivery systems. International Journal of Biological Macromolecules, 133, 21-29. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.04.079
  • Kenawy, E.R.S., Kamoun, E.A., Elsigeny, S.M., Haikal, S., El-Shehawy, A.A ve Mahmoud, Y.A.G. (2023). Physically cross-linked PVA-quaternized chitosan-Ag NPs composite hydrogel membranes for potential topical wound healing applications: Synthesis, physicochemical properties, and in vitro bioevaluation. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 13, 23-35. http://doi.org/10.7324/JAPS.2023.62346
  • Luo, Y. ve Wang, Q. (2014). Recent development of chitosan-based polyelectrolyte complexes with natural polysaccharides for drug delivery. International Journal of Biological Macromolecules, 64, 353-367. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2013.12.017
  • Rahman, M.S., Hasan, M.S., Nitai, A.S., Nam, S., Karmakar, A.K., Ahsan, M.S., Shiddiky, M.J.A. ve Ahmed, M.B. (2021). Recent developments of carboxymethyl cellulose. Polymers, 13, 1345. https://doi.org/10.3390/polym13081345
  • Ramakrishnan, R. ve Kulandhaivelu, S.V. (2021). Preparation and properties of sodium alginate/carboxymethyl cellulose films for packaging application. Chiang Mai Journal of Science, 1634.1644. https://epg.science.cmu.ac.th/ejournal/dl.php?journal_id=11570
  • Šimkovic, I., Gucmann, F. ve Hricovíni, M. (2023). Properties of quaternized and crosslinked carboxymethylcellulose films. Cellulose, 30, 2023-2036. https://doi.org/10.1007/s10570-022-05031-5
  • Şen, F., Uzunsoy, İ, Baştürk, E. ve Kahraman, M.V. (2017). Antimicrobial agent-free hybrid cationic starch/sodium alginate polyelectrolyte films for food packaging materials. Carbohydrate Polymers, 170, 264-270. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.04.079
  • Tan, H., Ma, R., Lin, C., Liu, Z. ve Tang, T. (2013). Quaternized chitosan as an antimicrobial agent: Antimicrobial activity, mechanism of action and biomedical applications in orthopedics. International Journal of Molecular Sciences, 14, 1854-1869. https://doi.org/10.3390/ijms14011854
  • Van Houdt R. ve Michiels C. W. (2010). Biofilm formation and the food industry, a focus on the bacterial outer surface. Journal of Applied Microbiology, 109, 1117-1131. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2010.04756.x
  • Yang, J.S., Xie, Y.J. ve He, W. (2011). Research progress on chemical modification of alginate: a review. Carbohydrate Polymers, 84, 33-39. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.11.048
  • Yin, M., Lin, X., Ren, T., Li, Z., Ren, X. ve Huang, T.S. (2018). Cytocompatible quaternized carboxymethyl chitosan/poly(vinyl alcohol) blend film loaded copper for antibacterial application. International Journal of Biological Macromolecules, 120, 992-998. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.08.105
  • Yu, H., Fu, Y., Li, G. ve Liu, Y. (2013). Antimicrobial surfaces of quaternized poly[(2-dimethyl amino)ethyl methacrylate] grafted on wood via ARGET ATRP. Holzforschung, 67, 455-461. https://doi.org/10.1515/hf-2012-0077
  • Yun, X., Zhang, Q., Luo, B., Jiang, H., Chen, C., Wang, S. ve Min, D. (2020). Fabricating flexibly resistive humidity sensors with ultra-high sensitivity using carbonized lignin and sodium alginate. Electroanalysis, 32, 2282-2289. https://doi.org/10.1002/elan.202060128
  • Zhang, J., Wang, X.X., Zhang, B., Ramakrishna, S., Yu, M., Ma, J.W., ve Long, Y.Z. (2018). In situ assembly of well-dispersed Ag nanoparticles throughout electrospun alginate nanofibers for monitoring human breath-Smart fabrics. ACS Applied Materials & Interfaces, 10, 19863-19870. https://doi.org/10.1021/acsami.8b01718
  • Zhao, Q., Jiang, Y., Duan, Z., Yuan, Z., Zha, J., Wu, Z., Huang, Q., Zhou, Z., Li, H., He, F., Su, Y., Tan, C. ve Tai, H. (2022). A Nb2CTx/sodium alginate-based composite film with neuron-like network for self-powered humidity sensing. Chemical Engineering Journal, 438, 135588, https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135588
Bartın Orman Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1302-0943
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 1998
  • Yayıncı: Bartın Üniversitesi Orman Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Dikimle Yetiştirilmiş Kayın Meşçerelerinde, Aralamanın Mikrobiyal Biyokütle Karbon ve Toprak Solunumuna Etkileri

Abdurrahman SEMERCİOĞLU, Filiz YÜKSEK, Ömer KARA, Arzu AYGÜN, Arife SAYLAM, Selvinaz YILMAZ

Dolomit ve Olivin ile Kızılçam Odun Yonga Karışımından Üretilen Deneme Levhalarının Özellikleri. Bölüm 1. Fiziksel Özellikler

Halil Turgut ŞAHİN, Ömer Ümit YALÇIN, Ali İhsan KAYA, Uğur ÖZKAN

Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Analitik Hiyerarşi Prosesi ile Kestane (Castanea sativa Mill.) Ağaçlandırmaları İçin Uygun Alanların Tespiti

Hasan AKSOY

Farklı Biyo Polimerlerden Üretilen Köpük Malzemelerin Termal, Yoğunluk ve Biyolojik Bozunma Özelliklerinin İncelenmesi

Mehmet Emin ERGÜN, İsmail ÖZLÜSOYLU

Sodyum Aljinat/Katyonik Karboksimetil Selüloz Biyofilmlerin Hazırlanması ve Karakterizasyonu

Ferhat ŞEN, Mustafa ZOR

Risk Düzeyleri Açısından Hibrit Entropi-ARAS Yöntemi ile Orman Ürünleri Sektörlerinin İmalat Sektörleri İçerisindeki Konumunun Belirlenmesi

Nadir ERSEN, İlker AKYÜZ, Kadri Cemil AKYÜZ

Gıda Endüstrisinde Kâğıt Ambalajların Fiziksel ve Mekanik Özellikleri

Mehmet Onurhan GÜCÜŞ

Duvar Kağıdı ve Ahşap Kaplama ile Lamine Edilen Yonga Levhaların Üretimi ve Karakterizasyonu

Orhan KELLECİ, Süheyla Esin KÖKSAL, Gül TEKİNGÜNDÜZ

Farklı Orman Ağaç Türleri Altındaki Toprak Özelliklerinin ve Besin Stoklarının Yükselti, Bakı ve Toprak Derinliğine Göre Değişimi

Temel SARIYILDIZ, Gamze SAVACI

Havadaki Metal Kirliliğinin (Ca, Mg, Mn) Tespitinde Kent Merkezindeki Mavi Ladin (Picea pungens) Ağacının Yaprak ve Dallarının Biyomonitör Olarak Kullanılabilirliği

Taher Abdulai Alttaher ATEYA, Oğuzhan Yavuz BAYRAKTAR, İsmail KOÇ