Biyopestisit özellikteki algal ekstraktların mikroenkapsülasyonu ve karakterizasyonu

Tarımda mahsul verimliliğini arttırmaya yönelik kullanılan kimyasal pestisitlerin çevre ve insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri, sürdürülebilir alternatif biyolojik kaynaklar araştırılmasını gerekli kılmıştır. Mikroalglerin bitki zararlıları üzerindeki antibakteriyel aktivitesi, potansiyel biyopestisit olarak kullanılmalarını olanaklı hale getirmiştir. Bursa Teknik Üniversitesi Alg ve Siyanobakteri Kültür Koleksiyonu'ndan temin edilen Chlamydomonas CC124 mt ve Scenedesmus sp. AQUAMEB-57 mikroalg türlerine ait %70 metanol ekstraktlarının Pseudomonas syringae pv. tomato ve Clavibacter mighiganensis bitki patojenlerine karşı antibakteriyel aktivite gösterdiği belirlenmiştir. Mikroalgal ekstraktların enkapsülasyonu ile kontrollü salımın, biyoyararlanımın ve aktif bileşen stabilitesinin arttırılması için iki farklı mikroenkapsülasyon yöntemi ile biyopestisit formülasyonları geliştirilmesi hedeflenmiştir. İyonotropik jelasyon ve emülsifikasyon yöntemlerinin formülasyonları Taguchi faktöriyel deney tasarımı ile L8 (27) modeli kullanılarak optimize edilmiştir. İyonotropik jelasyon yönteminin bağımsız değişkenleri aljinat konsantrasyonu, CaCl2 konsantrasyonu, damlatma yüksekliği, damlatma hızı, karıştırma hızı, karıştırma süresi ve jelasyon banyosu sıcaklığı iken; emülsifikasyon yönteminde ise aljinat konsantrasyonu, aljinat: CaCO3 oranı, su fazı: yağ fazı oranı, Tween80: yağ fazı oranı, emülsifikasyon karıştırma hızı, jelasyon karıştırma hızı, jelasyon süresi olarak seçilmiştir. Optimum parametrelerin seçilmesinde iyonotropik jelasyon yönteminde ortalama partikül çapı ve küresellik faktörü; emülsifikasyon yönteminde ortalama partikül boyutu dağılımı ve span değeri hesaplanmıştır. Tüm yanıtlar için istatistiksel olarak anlamlı modeller elde edilmiş ve her bir parametrenin mikropartiküller üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Optimum formülasyon koşullarında enkapsüle edilen ekstraktların, enkapsülasyon etkinliği (EE) ve yükleme kapasitesi (YK) belirlenmiştir. Formülasyonların fizikokimyasal, termal ve morfolojik karakterizasyon testleri için sırası ile Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ve Taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri gerçekleştirilmiştir. Ekstraktların salımı numune ve ayırma yöntemi kullanılarak in vitro olarak test edilmiştir. İki farklı metotla üretilen mikropartiküllerin antibakteriyel aktiviteleri, minimum inhibisyon konsantrasyonları (MİK) ve salım davranışları üzerinden Pseudomonas syringae pv. tomato bitki patojeni kullanılarak mikrodilüsyon yöntemi ile in vitro olarak incelenmiştir. Sonuç olarak biyopestisit özellikteki algal ekstraktların mikroenkapsülasyonu, kontrollü salım gerçekleştirerek uzun süre etkin dozajı sağlaması ile çevresel riski ve ekonomik kayıpları indirgemiştir. Mikroenkapsülasyon sayesinde, ekstraktın antibakteriyel etkisini koruyan serbest formlara göre termal olarak daha kararlı biyopestisit formülasyonları geliştirilmiştir.