Polende bulunan biyoaktif bileşenlerin enkapsülasyonu ile biyoerişilebilirliğin artırılması ve antimikrobiyal özelliklerin değerlendirilmesi

Abstract

Arı poleni, arı kolonisinin büyümesi, bakımı için hayati öneme sahip bir besindir. Antibakteriyel, antiinflamatuar, antioksidan, antikanser gibi terapötik özelliklere sahip polifenoller gibi birçok biyoaktif bileşik içerir. Enkapsülasyon, aktif bir maddenin, kaplama malzemesi olarak adlandırılan bir diğer madde içine kapatılmasını sağlayan bir prosedürdür. Siklodekstrinler, aktif maddelerle birlikte inklüzyon kompleksleri oluşturabilirler. Arı poleninin kapsüllenmesi, biyoaktif bileşenlerin kullanılabilirliğini artırır ve bozulmasını önler, bu da etkin bir koruyucu yöntem olarak kabul edilir. Bu çalışmada, polen örneği 1:1, 1:2 ve 1:3 (w:w, polen ekstraktı:beta siklodesktrin, PE:BSD) oranlarında inklüzyon kompleksi oluşturmak amacıyla enkapsüle edilmiştir. Ektrakt içermeyen ve içeren inklüzyon komplekslerinin karakterizasyonu, enkapsülasyon verimi, parçacık boyutu ve zeta potansiyeli ölçülerek gerçekleştirilmiştir. PE yüklendiğinde BSD'nin yüzey yükü pozitiften negatife dönmüştür. Kapsüllerin parçacık boyutu, içerdikleri polen konsantrasyonuna bağlı olarak farklılık göstermiş ve PE azaldıkça artmıştır. En yüksek enkapsülasyon verimi, %64'lük bir verimle 1:2 konsantrasyonunda ölçülmüştür. Bu kapsül, in vitro sindirim ve antimikrobiyal analizlerde kullanılmak üzere seçilmiştir. PE'nin, sindirim öncesi ve in vitro sindirime uğramış enkapsüle polen (EP) örneklerinin toplam fenolik (TPM), flavonoid içeriği (TFM) ve antioksidan kapasitesi ve biyoerişilebilirlikleri değerlendirilmiştir. 1:2 konsantrasyonundaki kapsülün gastrointestinal sindirim boyunca TPM ve CUPRAC antioksidan kapasite değerleri azalmıştır. Mide aşamasında görülen azalmanın temel nedeni, düşük pH değerlerinde polifenollerin mide ortamında yapısal olarak değişime uğramasıdır. Sindirim sonrası kapsüllerde TPM, TFM, DPPH ve CUPRAC antioksidan aktivitenin biyoerişilebilirliği sırasıyla %81, %52, %48 ve %76 olarak belirlenmiştir. Analiz sonuçları ve literatür araştırması, saf polenin EP'ye göre daha düşük biyoerişilebilirliğe sahip olduğunu göstermektedir. Bu durum, BSD'nin biyoerişilebilirliği artırdığına işaret etmektedir. HPLC ile 1:2 konsantrasyonundaki kapsülün fenolik bileşen profilleri araştırılmış ve in vitro sindirim öncesi ve sonrası fenolik bileşiklerin miktarı belirlenmiştir. Polene enkapsülasyon işlemi uygulandığında trans-sinnamik asit, klorojenik asit, p-kumarik asit, kafeik asit fenetil ester, kuersetin-3-o-glukozit ve kuersetin olmak üzere altı fenolik bileşik tespit edilmiştir. Sindirim sürecinde, klorojenik asit, kuersetin-3-o-glukozit ve kuersetin gibi belirli fenolik bileşiklerin korunduğu ancak diğerlerinin kaybolduğu gözlemlenmiştir. En yüksek enkapsülasyon verimi gösteren kapsülün, kapsülün elde edilmesinde kullanılan PE'nin ve yalnızca BSD içeren kapsüllerin antimikrobiyal aktivitesini belirlemek amacıyla, Bacillus cereus ATCC 11778, Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923 ve Salmonella typhimurium ATCC 0402 suşları seçilmiş, minimum inhibisyon konsantrasyonu ve minimum bakteriyosidal konsantrasyonu belirlenmiştir. Kapsül ve ekstrakt, PE içermeyen boş kapsül hariç, tüm test edilen bakterilere karşı antimikrobiyal etki gösterdiği bulunmuştur. PE, EP'ye göre daha yüksek antimikrobiyal etki ve B. Cereus'a karşı en yüksek MİK değeri göstermiştir. EP ise tüm bakteri suşları üzerinde benzer MBK değeri göstermiştir. Bu durum, PE'nin EP'ye göre daha yüksek TPM ve TAC değerleri içermesinden kaynaklanabilir. Sonuç olarak, moleküler inklüzyon yöntemi, saf polenle kıyaslandığında biyoaktif bileşenlerin daha etkin bir şekilde korunmasını ve biyoerişilebilirliklerin artmasını sağlamıştır. Bu çalışma, polenin BSD içinde moleküler inklüzyon yöntemiyle enkapsülasyonunun, fonksiyonel gıdalar ve gıda takviyeleri alanında yenilikçi bir yol olarak değerlendirilebileceğini ortaya koymaktadır.