Search the digital library catalog

Abstract: Naraščajoč problem protimikrobne rezistence (AMR) zahteva iskanje novih, alternativnih ter varnih protimikrobnih sredstev, pridobljenih iz naravnih virov, ki bi z različnimi mehanizmi omogočili učinkovito zaviranje rasti mikroorganizmov. V ta namen smo se v sklopu doktorske disertacije sprva osredotočili na pridobivanje protimikrobno učinkovitih ekstraktov iz koščic avokada (ASE), ki so neužitne ter jih tretiramo kot odpadno biomaso, po drugi strani pa predstavljajo bogat vir biološko aktivnih spojin. Ker ekstrakcijska metoda ter topilo izjemno vplivata na vsebnost ter encimsko, antioksidativno in protimikrobno aktivnost pridobljenih ASE, smo primerjali učinkovitost ultrazvočne (UE) ter Soxhlet (SE) ekstrakcije, z bolj zeleno in trajnostno naravnano ekstrakcijo s superkritičnimi fluidi (SFE). Visoke vsebnosti izbranih fenolnih spojin v ASE so pripomogle k dobremu antioksidativnemu ter protimikrobnemu potencialu testiranih ASE, ki so zavirali rast kar 13 od 15 testiranih mikroorganizmov z izjemno nizkimi vrednostmi minimalnih inhibitornih koncentracij (MIC). ASE, pridobljen s SFE, je izkazal najvišjo vsebnost totalnih fenolov in proteinov, vseboval je 12 od 14 izbranih fenolnih spojin. Vseboval je tudi vse proučevane encime z visoko aktivnostjo ter bil najbolj učinkovit pri zaviranju rasti testnih mikroorganizmov. Za nadaljnjo uporabo ASE je pomembna tudi njihova inkorporacija v biokompatibilen, netoksičen ter mehansko primeren nosilec, ki omogoča nadzorovano in trajno sproščanje biološko aktivnih spojin. Nanoceluloza (NC) s svojimi lastnostmi predstavlja velik potencial kot funkcionalni nosilec, zato je v nadaljevanju doktorske disertacije predstavljena sinteza NC materialov in njenih hibridov s protibakterijskim delovanjem. Z optimizacijo postopka biosinteze iz bakterij rodu Komagataeibacter smo pripravili bakterijsko nanocelulozo (BNC) v obliki membran in kroglic ter proučili njihovo morfologijo ter kemijsko sestavo. Ugotovljeno je bilo, da tako izbor bakterijskega seva kot pogoji gojenja pomembno vplivajo na produktivnost, obliko, lastnosti in kakovost BNC. K. xylinus predstavlja sev bakterij, ki zagotavljajo hitro (3 dni) in visoko produktivnost (do 518,4 g/L) kristalinične (80,56 %) BNC v obliki membran in kroglic. Sledila je priprava funkcionaliziranih nanoceluloznih hibridov z ASE za namene protibakterijskega delovanja in možne uporabe sintetiziranih hibridov kot oblog pri celjenju ran. V ta namen so bili ASE inkorporirani v dva različna tipa NC materialov, BNC in nanofibrilirano celulozo (CNF). Proučevana je bila njihova morfologija, kemijska sestava ter sproščanje ASE iz NC nosilcev. Izvedli smo tudi študijo protibakterijske učinkovitost nanoceluloznih hibridov z ASE proti Escherichia coli in Staphylococcus aureus, bakterijama povezanima s kožnimi boleznimi in AMR. Določitev hidrodinamične velikosti delcev, zeta potenciala ter indeksa polidisperznosti ASE je omogočila dodatno razlago možnih mehanizmov protibakterijske aktivnosti. Biohibrid BNC, modificirana z ASE, je izkazala odlično bakteriostatično in baktericidno aktivnost, s sposobnostjo adsorpcije visokih koncentracij ASE (do 72,89 mg na kroglico in do 46,61 mg na 1 cm2 membrane). Biohibridi BNC/ASE predstavljajo sinergistični sistem, v katerem BNC zagotavlja ustrezen desorpcijski kinetični profil, da omogoči sproščanje protibakterijskih učinkovin ASE. Prav tako pa visoka stopnja nabrekanja in lastnost zadrževanja vode izkazujeta primernost biohibridov za različne aplikacije povezane z regenerativno medicino kože in celjenjem ran. CNF, modificirana z ASE (do 14,2 mg na 1 cm2 filma), je prav tako izkazala izjemne protibakterijske lastnosti (do 100 % redukcija z log R do 5,64), primerljive s CNF filmi, modificiranimi z antibiotikom klindamicinom (do 100 % redukcija z log R do 6,50). Študija kinetike sproščanja ASE je prikazala odzivnost CNF filmov na različna pH okolja (pH 7,4 in 5,5), kar izkazuje dodaten potencial ter možen pozitiven učinek pri celjenju ran.
Keywords: avokado, ekstrakcija, nanoceluloza, protimikrobna aktivnost, dostava zdravil
Published in DKUM: 30.09.2024; Views: 0; Downloads: 22
Full text (5,28 MB)

Abstract: Namen diplomske naloge je bil raziskati potencialne protimikrobne in antioksidativne učinke različnih ekstraktov, pridobljenih iz ingverja (Zingiber officinale), s ciljem potencialne uporabe naravnih izvlečkov v prehrambeni, farmacevtski, živilski in kozmetični industriji. Ekstrakte smo pridobili z različnimi metodami ekstrakcije; s Soxhletovo metodo, ultrazvočno metodo in superkritično ekstrakcijo s CO2. Vse ekstrakcije smo izvajali dve uri. Pri Soxhletovi in ultrazvočni ekstrakciji smo uporabili različna topila, s ciljem prepoznati razliko med ekstrahiranimi komponentami s pomočjo polarnega in nepolarnega topila. Različne metode ekstrakcije in različna topila vplivajo na količino pridobljenega ekstrakta in na vsebnost komponent, ki jih ekstrakt vsebuje. Zanimal nas je izkoristek ekstrakcij in kvaliteta pridobljenih ekstraktov. Uporabili smo dve spektrofotometrični metodi; radikalsko metodo DPPH za določanje antioksidativne aktivnosti ekstraktov in metodo za določanje vsebnosti totalnih fenolov. Za določevanje protimikrobnega učinka smo uporabili difuzijsko metodo z diski, protimikrobno delovanje smo testirali na grampozitivni bakteriji Staphylococcus aureus, gramnegativni bakteriji Escherichia coli in kvasovki Candida albicans. V diplomskem delu so prikazani rezultati ekstrakcij in analiznih metod, ki smo jih izvedli. Iz rezultatov je vidno, da je uporaba Soxhletove ekstrakcije in topila aceton najboljša izbira za dosego najvišjega izkoristka ekstrakcije. Antioksidativni potencial smo ovrednotili z DPPH metodo, s katero smo najvišji odstotek inhibicije opazili pri ekstraktu, pridobljenem s superkritično ekstrakcijo pri 135 bar. Najnižji odstotek inhibicije smo opazili pri obeh ekstraktih, pridobljenih s topilom heksan. Pri določevanju vsebnosti totalnih fenolov smo opazili najvišjo vsebnost v ekstraktu, pridobljenem z ultrazvočno ekstrakcijo, kjer smo kot topilo uporabili mešanico acetona in vode v razmerju 1:1. Najnižji delež vsebnosti totalnih fenolov smo opazili pri ekstraktoma, pridobljenima s topilom heksan; kar sovpada z najnižjim antioksidativnim potencialom. Nekateri pridobljeni ekstrakti so delovali protimikrobno proti C. albicans in S. aureus, medtem ko proti E.coli noben ekstrakt ni pokazal protimikrobnega učinka.
Keywords: ingver, konvencionalna ekstrakcija, superkritična ekstrakcija, antioksidativna aktivnost, protimikrobna učinkovitost, fenolne spojine
Published in DKUM: 10.10.2019; Views: 2377; Downloads: 405
Full text (2,95 MB)