| Tez Türü | Doktora |
| Ülke | Türkiye |
| Üniversite | Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi |
| Enstitü | Lisansüstü Eğitim Enstitüsü |
| Anabilim Dalı | Gıda Bilimleri Ana Bilim Dalı |
| Tez Onay Yılı | 2026 |
| Öğrenci Adı ve Soyadı | Özgül YAZAR |
| Tez Danışmanı | DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET TOKATLI |
| Türkçe Özet | Bu tez çalışmasında, laktik asit bakterileri (LAB) aracılığıyla mikrobiyal nanopartikül (NP) üretimi gerçekleştirilmiş, üretilen NP'lerin karakterizasyonu yapılmış ve süt ürünlerinde kullanım potansiyelleri değerlendirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında kültür koleksiyonunda bulunan LAB suşlarının farklı metal öncüleri (K2TiF6 ve TiO2, Fe2O3, FeCl3, AgNO3 ve dAgNO3) varlığında mikrobiyal NP sentezleme potansiyelleri belirlenmiştir. Bu potansiyele sahip olan LAB suşlarının hücre içermeyen besi ortamı ve parçalanmış hücre ekstrakt ortamı ile mikrobiyal FeNP, AgNP, ve TiNP üretimleri farklı pH (4-9), sıcaklık (37-55oC) değişkenleri altında Yanıt Yüzey Yöntemi (RSM) ile optimize edilmiştir. Saflaştırılan NP'lerin İn-Vitro olarak antibiyotik giderme yetenekleri (tetrasiklin ve penisilin), antimikrobiyal ve antioksidan aktiviteleri belirlenmiştir. n-Vitro çalışma sonuçları kapsamında seçilen L. buchneri MF68 TiNP, L. namurensis MF112 FeNP ve L. namurensis MF112 AgNP karakterizasyonları (SEM, FESEM, EDX, XRD, FTIR ve zeta potansiyeli) gerçekleştirilmiştir. NP'lerin süt ürünlerinde kullanım olanaklarının belirlenmesi amacıyla sütte antibiyotik giderim etkileri belirlenmiştir. Ayrıca NP kullanımının süt ve ürünlerinde meydana getirebileceği değişimleri belirlemek amacıyla fizikokimyasal (pıhtı oluşum süresi, serum ayrılma, antioksidan aktivite vb.) ve mikrobiyolojik özellikleri incelenmiştir. Çalışma kapsamında test edilen 141 LAB suşu arasından metal öncülerine yüksek tolerans gösteren 24 suştan en yüksek biyosentez kapasitesine sahip olan L. buchneri MF68, L. namurensis MF112 ve P. ethanolidurans MF115 suşları NP üretimleri için seçilmiştir. Optimizasyon çalışması sonucunda, en yüksek biyosentez verimi 10.03 g/L ile 8.76 pH ve 42.74 °C sıcaklık koşullarında FeNP sentezleyen L. buchneri MF68 suşunda elde edilmiştir. Üretilen NP'lerin İn-Vitro test sonuçları incelendiğinde, L. buchneri MF68 AgNP'leri, S. cerevisiae üzerinde 16.4 mm inhibisyon zonu ile güçlü antifungal etki ve %73 (DPPH) antioksidan aktivite sergilerken L. namurensis MF112 AgNP ise FRAP yönteminde 270 µg/mL Trolox eşdeğeri ile en yüksek antioksidan kapasiteye ulaşmıştır. İn-Vitro Penisilin gideriminde P. ethanolidurans MF115 FeNP, %89.2 ve L. namurensis MF112 FeNP, %86.9 giderim oranına ulaşırken; tetrasiklin gideriminde L. namurensis MF112 AgNP, %91.5 verimle en üstün performansı göstermiştir. Ayrıca; ortalama 54-153 nm boyutundaki küresel NP'lerin yüksek kolloidal stabiliteye (-37 ile -67.6 mV) sahip olduğu bulunmuştur. NP'lerin süt ortamındaki uygulamalarında, mikrobiyal TiNP, penisilini %100 oranında tamamen gidererek önemli bir etki göstermiş; tetrasiklin gideriminde ise mikrobiyal AgNP %21.12'lik giderim sağlamıştır. Teknolojik açıdan mikrobiyal TiNP yoğurdun jel stabilitesini artırırken, mikrobiyal AgNP çiğ sütteki maya-küf gelişimini tamamen inhibe etmiştir. Sonuç olarak; LAB aracılığıyla gerçekleştirilen biyo-nanoteknolojik süreçlerin, süt ürünlerinde antibiyotik kalıntılarının giderilmesi ve ürün kalitesinin iyileştirilmesinde çevre dostu, yüksek verimli ve çok fonksiyonlu bir alternatif olarak büyük bir endüstriyel potansiyel taşıdığını ortaya koymuştur. |
| İlgilizce Özet | In this thesis, the microbial production of nanoparticles (NPs) via lactic acid bacteria (LAB) was performed, followed by a comprehensive characterization of the synthesized NPs and evaluation of their potential applications in dairy products. In the initial phase, the microbial NP synthesis potential of LAB strains from a culture collection was determined in the presence of various metal precursors (K2TiF6 ve TiO2, Fe2O3, FeCl3, AgNO3 ve dAgNO3). The production of microbial FeNP, AgNP, and TiNP using cell-free supernatants and cell-free extracts of these potent strains was optimized via Response Surface Methodology (RSM) under varying pH (4–9) and temperature (37–55 °C) variables. The in vitro antibiotic removal capacities (tetracycline and penicillin), as well as the antimicrobial and antioxidant activities of the purified NPs, were determined. Based on the in vitro findings, L. buchneri MF68 TiNP, L. namurensis MF112 FeNP, and L. namurensis MF112 AgNP were characterized using SEM, FESEM, EDX, XRD, FTIR, and zeta potential analysis. To evaluate the feasibility of utilizing these characterized NPs in dairy systems, their impact on antibiotic removal in milk was assessed, alongside an investigation of physicochemical (clotting time, syneresis, antioxidant activity etc.) and microbiological properties. jAmong the 141 LAB strains tested, L. buchneri MF68, L. namurensis MF112, and P. ethanolidurans MF115 selected from 24 high-tolerance strains exhibited the highest biosynthesis capacities. Optimization results revealed that the maximum biosynthesis yield reached 10.03 g/L for FeNPs synthesized by L. buchneri MF68 at pH 8.76 and 42.74 °C. In-vitro tests showed that L. buchneri MF68 AgNPs exhibited strong antifungal activity against S. cerevisiae with a 16.4 mm inhibition zone and 73% (DPPH) antioxidant activity, while L. namurensis MF112 AgNP achieved the highest antioxidant capacity (270 µg/mL Trolox equivalent) via the FRAP method. In terms of antibiotic removal, P. ethanolidurans MF115 FeNP and L. namurensis MF112 FeNP achieved penicillin removal rates of 89.2% and 86.9%, respectively, whereas L. namurensis MF112 AgNP showed superior performance in tetracycline removal with 91.5% efficiency. Additionally, the spherical NPs exhibited an average size of 54–153 nm and high colloidal stability between -37 and -67.6 mV. In dairy applications, microbial TiNPs demonstrated a significant effect by achieving 100% removal of penicillin, while microbial AgNPs provided a 21.12% reduction in tetracycline. From a technological perspective, microbial TiNP enhanced the gel stability of yogurt, and microbial AgNP completely inhibited yeast and mold growth in raw milk. Consequently, this study demonstrates that bio-nanotechnological processes mediated by LAB offer significant industrial potential as eco-friendly, high-efficiency, and multi-functional alternatives for remediating antibiotic residues and improving product quality in the dairy industry. |