Alginat-Kitosan Bazlı Biofilm Sentezi için Deneysel Tasarım Uygulaması

Alginat, biyopolimer olarak son zamanlarda tıp, gıda, çevre gibi alanlarda uygulamaları olan, hidrojel olarak yaygın kullanım alanına sahip bir maddedir. Hidrojeller, su içeriği yüksek olan hidrofilik polimerlerden oluşan üç boyutlu çapraz bağlı ağlardır. Bu çalışmada iki makro molekülün iyonik bağlanmasını sağlayan bir çapraz bağlayıcı kullanılarak Alginat ile birlikte Kitosan hibrid polimer ağları oluşturmak amaçlanmıştır. Kitosan / Alginat hidrojeli, Alginat varlığı nedeniyle hidrojel stabilitesine sahiptir, fakat malzemenin film formu oluşturmasında mekanik dayanımın arttırılması amacıyla çevreyle uyumlu sentetik polimerler olan Polivinil alkol ve Polietilen oksit ilave edilmiştir. Değişik bileşimlerde Kitosan, Alginat, Polivinil alkol ve Polietilen oksit içeren matriks biyopolimerin çekme mukavemeti, yüzde uzama ve elastik bölge çekme kuvveti değişimleri incelenmiştir.Deneysel tasarım metodu kullanılarak Alginat, PVA, Kitosan konsantrasyon faktörleri ile cevap yüzeyi olarak çekme mukavemeti, yüzde uzama ve elastik bölge çekme kuvveti incelenmiştir. Biyopolimer matriksinin faktörlerle cevap yüzeyleri ile ilişkisi fonksiyon olarak belirlenmiştir. Bu çalışmayla zaman ve kimyasal madde sarfıyatı azaltılmıştır. Optimizasyon için belirlenen en iyi cevap yüzeyini sağlayan faktör değerleri belirlenmiştir. Elde edilen verilere göre biyopolimer matriksinin membran, film, gıda ambalajı için uygunluğu tartışılmıştır

Anahtar Kelimeler:

Alginat, Biofilm, Çevre, Gıda paketleme, Kitosan, Membran

Experimental Design Application for Alginate-Chitosan Based Biofilm Synthesis

Alginat, biyopolimer olarak son zamanlarda tıp, gıda, cevre gibi alanlarda uygulamaları olan, hidrojel olarak yaygın kullanım alanına sahiptir. Hidrojeller, su içeriği yüksek olan hidrofilik polimerlerden oluşan üç boyutlu çapraz bağlı ağlardır.Bu çalışmada iki makro molekülün iyonik bağlanmasını sağlayan bir çapraz bağlayıcı kullanılarak alginat ile birlikte kitosan hibrid polimer ağları oluşturmak amaçlandı. Kitosan / alginat hidrojelinde, alginat varlığının hidrojel stabilitesine sahiptir, fakat malzemenin film formu oluşturmasında mekanik dayanım arttırılması amacıyla çevreye uyumlu bir sentetik polimer olan polivinil alkol ve polietilen oksit ilave edildi. Kitosan, alginat, polivinil alkol ve polietilen oksit içeren biyopolimerin değişik bileşimlerde matriks biyopolimerin çekme mukavemeti, yüzde uzama ve elastik bölge çekme kuvveti değişimleri incelendi.Deneysel tasarım metodu kullanılarak alginat, PVA, kitosan konsantrasyon faktörleri ile cevap yüzeyi olarak çekme mukavemeti, yüzde uzama ve elastik bölge çekme kuvveti incelendi. Biyopolimer matriksinin faktörlerle cevap yüzeyleri ile ilişkisi fonksiyon olarak belirlendi. Bu çalışmayla zaman ve kimyasal madde sarfıyatı azaltıldı. Optimizasyon için belirlenen en iyi cevap yüzeyini sağlayan faktör değerleri belirlendi. Elde edilen verilere göre biyopolimer matriksinin membran, film, gıda ambalajı için uygunluğu tartışıldı.

Keywords:

Alginat, kitosan, biofilm, çevre, gıda kaplama, membran,

PDF

___

Bierhalz, ACK., Westin, CB., Moreas, AM. 2016. Comparison of the properties of membranes produced with alginate and chitosan from mushroom and from shrimp. Int. J. Biol. Macromol., 91:496-504.
Blandino, A., Macias, M., Cantero, D., 1999, Formation of Calcium Alginate Gel Capsules: Influence of Sodium Alginate an d CaCl2 Concentration on Gelation Kinetics, Journal of Bioscience and Bioengineering, 88:686-689.
Bonino, C. A., Krebs, M. D., Saquing, C. D., Jeong, S. I., Shearer, K. L., Alsberg, E., Khan, S. A., 2011, Electrospinning alginate-based nanofibers: From blends to crosslinked low molecular weight alginate –only systems, Carbohydrate Polymer, 85:111-119.
Cazón, P., Velazquez, G., Ramírez, J. A., Vázquez, M., 2016, Polysaccharide-based films and coating for food packaging: A review, Food Hydrocolloids, xxx: 1-13.
Çaykara,T., Demirci, S., Eroğlu, M., Güven, O., 2005, Poly(etylene oxide) and its blend with sodium alginate, Polymer, 46:10750-10757.
Danwanichakul, P., Sirikhajornnam, P., 2013, An Investigation of Chitosan-Grafted-Poly(vinylalcohol) as an Electrolyte Membrane, Journal of Chemistry, 642874:1-9.
Wang, J. S., 2016, Cell proliferation on PVA/Sodium alginate and PVA /poly(γ-glutamic acid) electrospun fiber, Materials Science and Engineering C, 66:170-177.
Xu, C. X., Chen, R., Zhen, X., Chen, X., Chen, Z., 2007, Preparation of PVA-GA-CS / PVA-Fe-SA biopolar membrane and its application in electro-generation of 2,2-dimethyl-3hydroxypropionic acid, Journal of Membrane Science, 307: 218-224.
Zia, K. M., Zia, F., Zuber, M., Rehman, S.,Ahmad, M. N., 2015, Alginate based polyurethans: A review of recent advanced and perspective, International Journal of Biological Macromolecules, 79:377-387.