Kastamonu Yöresinde Doğal Olarak Yetişen Orman Gülü Türlerinden Yenilebilir Film ve Yara İyileştirici Krem Üretimi
Proje Durumu: Devam Ediyor
Proje Yürütücüsü: Prof. Dr. Mehmet Cengiz BALOĞLU
Proje Kodu: KÜ-İHT/2023-07
Proje Bütçesi: 800.000,00 TL
Proje Başlama Tarihi: 08.11.2023
Proje Süresi: 24 Ay
Destekleyen Kurum ve Kuruluşlar:
Kastamonu Orman Bölge Müdürlüğü
ÖZET
Kastamonu yöresinde büyük yayılış alanına sahip orman gülü türlerinden Rhododendron ponticum ve Rhododendron luteum türleri ormanlık alanlarda istilacı ve istenmeyen türler olarak bilinir. Kastamonu ormanlarında yoğun bir şekilde yetişmesi, çoğunlukla ormancılık faaliyetlerine negatif yönde etkili olması, ekonomik olarak yeterince değerlendirilememesi ve yaprak ile çiçeklerinin etken madde içeriğinin zengin olması bu türün karakteristik özelliklerindendir. Proje kapsamında Kastamonu yöresinde doğal olarak yetişen orman gülü (Rhododendron ponticum ve Rhododendron luteum) türlerinden yenilebilir film ve yara iyileştirici krem üretimi yapmak amaçlanmıştır. Bu kapsamda öncelikle, Kastamonu ormanlarından bu iki türe ait yaprak, çiçek ve dal örnekleri toplanarak kurutulacaktır. Ardından örneklerin element içeriği belirlenerek ağır metal birikim analizleri gerçekleştirilecektir. R. ponticum ve R. luteum türlerine ait çiçek, yaprak ve dal örneklerinden en az 3 farklı çözücü ve 3 farklı yöntem ile özütler çıkartılarak toplam 54 farklı ekstrakt elde edilecektir. Bu ekstraktların total fenolik ve flavonoid içeriği, antioksidan, enzim aktivitesi, antikanser, antimikrobiyal etkileri ile sağlıklı fibroblast hücreleri üzerindeki etkileri belirlenecektir. Antimikrobiyal, antikanser ve fibroblast hücreleri üzerindeki etkilerine göre karşılaştırılan ekstraktlardan en aktif olanlar için içerik analizleri gerçekleştirilecektir. Orman gülünün yapısında bazı toksik bileşikleri bulundurmasından dolayı balının (deli bal) veya tıbbi müstahzarların tüketilmesi sonrası insan veya diğer canlılarda zehirlenme belirtileri görülebilmektedir. Zehirlenmelere orman gülünün yapısında bulunan grayanotoksinler neden olur. Dolayısıyla yenilebilir film ve yara iyileştirici krem yapılmadan önce tüm ekstraktların toksikoloji analizleri yapılarak elde edilen analiz sonuçlarına göre yenilebilir film ve yara iyileştirici krem yapımında etken madde bakımından en uygun ekstrakt seçimi gerçekleştirilecektir. Bu kapsamda orman güllerine ait türlerin seçilen ekstratlarının yer aldığı kazein ve peynir altı suyu protein (WP) bazlı film üretimi yapılacaktır. Derisiz tavuk göğüs filetoları kaplanarak 0., 5., 10. ve 15. günlerde fiziko-kimyasal ve mikrobiyolojik analizler yapılacaktır. Kaplamalı numuneler ve kontrol numuneleri kullanılarak ayrıca duyusal analizleri yapılacaktır. Son olarak tüm analiz sonuçlarının değerlendirilmesinden sonra en etkili ekstraktlar seçilerek yara iyileştirici krem üretimi yapılacak ve kremlerin in vivo koşullarda sıçanlar üzerinde denemeleri yapılarak üretilen kremlerin etkinliği değerlendirilecektir. Bu kapsamda orman gülüne ait iki tür olan R. ponticum ve R. luteum türlerinin yaprak, çiçek ve dal ekstraktlarından en aktif çıkan ekstrakt veya ekstrakt karışımlarının in vivo yara iyileştirici potansiyeli incelenecektir. Yapılacak fitokimyasal ve in vitro hücre kültürü testlerinin sonuçlarına göre aktif çıkan ekstraktan veya ekstraktların karışımından farklı konsantrasyonlarda kremler hazırlanacaktır. Bitki ekstraktının in vivo yara iyileştirici potansiyelinin araştırılması için 49 sıçan her grupta 7 sıçan olacak şekilde 7 gruba ayrılacaktır. Sıçanların sırt kısmının sağ ve sol bölgesinde 8mm punch aleti ile yara oluşturulacaktır. Yara bölgesi her gün fotoğraflanarak izotonik suyla temizlenecektir. 15 gün sürecek çalışma sonunda sıçanların yara bölge alanı belirlenerek yara kontraksiyonu hesaplanacaktır. Yara dokusu alınarak histolojik ve biyokimyasal incelemeler yapılacaktır. Rhodondendron türlerinden elde edilen acı balın yara iyileştirici özellikleri literatürde belirtilmiştir. Ayrıca, Rhododendron ponticum ve Rhododendron luteum türlerinin pek çok fitokimyasalı içerdiği bulunmuştur. Fakat bu türlere ait ekstraktların yara iyileştirici özelliklerinin araştırıldığı çalışmalar bulunmamaktadır. Bu proje kapsamında Kastamonu yöresinde doğal olarak yayılış gösteren ve geleneksel Türk ve Çin tıbbında yeri olan Rhododendron ponticum ve Rhododendron luteum türlerinin yaprak, çiçek ve dal ekstraktlarından en aktif çıkan ekstraktın veya ekstrakt karışımlarının in vivo yara iyileştirici potansiyelinin araştırılması hedeflenmektedir. Ayrıca çalışma kapsamında ortaya çıkan antibakteriyel özellikli ekstraktın yenilebilir kaplama olarak değerlendirilip değerlendirilemeyeceği konusunda bulgular elde edilecek ve bu anlamda gıda ambalajı olarak değerlendirilmek üzere yeni bir hammadde olarak kullanılma durumu detaylı bir şekilde incelenmiş olacaktır. Projenin beklenen hedeflere ulaşılması durumunda yani hem yenilebilir film hem de yara iyileştirici etkinliği bulunan krem formülasyonları elde edilebilirse bunların ticari olarak değerlendirilmesi için Kastamonu Teknokent bünyesinde çok ortaklı bir şirket kurulması hedeflenmektedir. Böylece ürünün potansiyel kullanım ve tercih durumuna göre ihracata ve ithal ikamesine katkı sağlama potansiyeli bulunmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Orman gülü, Etken madde, Toksisite, Antimikrobiyal, Antikanser, Antioksidan, Enzim inhibitörü, Yara iyileştirici krem, Yenilebilir film
ABSTRACT
Rhododendron ponticum and Rhododendron luteum species are known as invasive and undesirable species in forest areas. The characteristic features of this species are that it grows intensively in Kastamonu forests, mostly affects forestry activities negatively, cannot be used economically enough, and the active substance content of leaves and flowers is rich.
Within the scope of the project, it is aimed to produce edible film and wound healing cream from Rhododendron (Rhododendron ponticum and Rhododendron luteum) species that grow naturally in Kastamonu region. In this context, first of all, leaf, flower and branch samples of these two species from Kastamonu forests will be collected and dried. Then, the element content of the samples will be determined and heavy metal accumulation analyzes will be carried out. A total of 54 different extracts will be obtained by extracting at least 3 different solvents and 3 different methods from flower, leaf and branch samples of R. ponticum and R. luteum species. Total phenolic and flavonoid content, antioxidant, enzyme activity, anticancer, antimicrobial effects of these extracts and their effects on healthy fibroblast cells will be determined. Content analyzes will be performed for the most active of the extracts compared according to their effects on antimicrobial, anticancer and fibroblast cells. Since Rhododendron contains some toxic compounds in its structure, after consuming honey (mad honey) or medicinal preparations, poisoning symptoms can be seen in humans or other living things. Poisoning is caused by grayanotoxins in the structure of Rhododendron. Therefore, before making edible film and wound healing cream, toxicology analyzes of all extracts will be made and according to the results of the analysis, the most appropriate extract will be selected in terms of active substance in the production of edible film and wound healing cream. In this context, casein and whey protein (WP) based films and coatings containing extracts of Rhododendron species will be produced. Skinless chicken breast fillets will be covered and physico-chemical and microbiological analyzes will be made on the 0th, 5th, 10th and 15th days. Sensory analyzes of coated samples and control samples will be made. Finally, after the evaluation of all analysis results, the most effective extracts will be selected and wound healing cream will be produced and the effectiveness of the creams will be evaluated by testing the creams on rats in vivo. In this context, the in vivo wound healing potential of the most active extract or extract mixtures from the leaf, flower and branch extracts of two species of Rhododendron, R. ponticum and R. luteum, will be examined. According to the results of the phytochemical and in vitro cell culture tests to be made, creams at different concentrations will be prepared from the active extractant or the mixture of extracts. To investigate the in vivo wound healing potential of the plant extract, 49 rats will be divided into 7 groups with 7 rats in each group. Wounds will be created with an 8mm punch tool in the right and left areas of the back of the rats. The wound area will be photographed daily and cleaned with isotonic water. At the end of the study, which will last for 15 days, the wound area of the rats will be determined and the wound contraction will be calculated. Histological and biochemical examinations will be performed by taking the scar tissue.
Wound healing properties of bitter honey obtained from Rhodondendron species have been reported in the literature. Also, Rhododendron ponticum and Rhododendron luteum species have been found to contain many phytochemicals. However, there are no studies investigating the wound healing properties of extracts of these species. Within the scope of this project, it is aimed to investigate the in vivo wound healing potential of the most active extract or extract mixtures from the leaf, flower and branch extracts of Rhododendron ponticum and Rhododendron luteum species, which are naturally distributed in Kastamonu region and have a place in traditional Turkish and Chinese medicine. In addition, findings will be obtained on whether the antibacterial extract that emerged within the scope of the study can be evaluated as an edible coating, and in this sense, its use as a new raw material to be evaluated as food packaging will be examined in detail. If the project is completed successfully and both edible film and wound healing cream formulations can be determined, it is aimed to establish a multi-partner company within Kastamonu Teknokent for their commercial evaluation. Thus, the product has the potential to contribute to exports and import substitution, depending on its potential use and preference.
Keywords: Rhododendron, Active ingredient, Toxicity, Antimicrobial, Anticancer, Antioxidant, Enzyme inhibitor, Wound healing cream, Edible film
BEKLENEN PROJE ÇIKTILARI
(KISA-ORTA-UZUN VADE)
Bir projenin planlamasında ve yönetiminde genellikle proje çıktıları kullanılır. Proje yöneticileri ve ekip üyeleri projenin her aşamasında bu çıktılara odaklanarak, proje hedeflerine ulaşmayı daha etkili bir şekilde sağlayabilir. Projemiz kapsamında Kastamonu yöresinde doğal olarak yetişen orman gülü (Rhododendron ponticum ve Rhododendron luteum) türlerinden yenilebilir film ve yara iyileştirici krem üretimi yapmak projenin asıl amacı ve beklenen nihai çıktısıdır. Rhododendron ponticum ve Rhododendron luteum Batı Karadeniz bölgesinde, özellikle sahil kesimine yakın kayın ormanlarında ara ve alt tabakada geniş ölçüde yayılış yapan türlerdir. Özellikle kayın ormanlarında alt tabakada kökten itibaren sürünücü olarak geniş alanları kaplayabilmekte, ormanlarda alt tabakayı tamamen işgal ederek ormancılık faaliyetlerine engel olabilmektedir. Bunun yanında ekonomik olarak yeterince değerlendirilememektedir. Bu türlerin Kastamonu yöresinde yoğun bir şekilde yetişmesi, çoğunlukla ormancılık faaliyetlerine negatif yönde etkili olması, ekonomik olarak yeterince değerlendirilememesi yanında yaprak ve çiçeklerinin etken madde içeriğinin zengin olması sebebiyle bitki materyali olarak tercih edilmiştir. Bu ana amaçlara ve çıktılara ulaşabilmek için projenin kısa, orta ve uzun vade olarak çıktılarını gruplandırabiliriz. Proje çıktılarının kısa, orta ve uzun vadeli olarak kategorize edilmesi, proje süresi boyunca farklı zaman dilimlerinde elde edilen sonuçların önemini ve etkilerini anlamaya yardımcı olur. Projenin ilk aşamalarında elde edilen, yapılan ilk analizler veya denemeler kısa vadeli çıktılardır. İlk olarak örneklerin Kastamonu orman arazilerinden toplanması, kurutulması ve element içeriğinin belirlenerek ağır metal birikimi analizi yapılması ardından orman gülü türlerine ait çiçek, yaprak ve dal örneklerinden farklı çözücü ve yöntem ile 54 farklı ekstraktın elde edilmesi 3 yıllık proje süresinin kısa vadeli çıktılarıdır. Orta vadeli çıktılar proje süreci ilerledikçe elde edilen ve biraz daha uzun süreli etkiler yaratan çıktılardır. Elde edilen ekstraktların total fenolik ve flavonoid içeriği, antioksidan, enzim aktivitesi, antikanser, antimikrobiyal etkileri ile sağlıklı fibroblast hücreleri üzerindeki etkilerinin belirlenmesi ve sonrasında antimikrobiyal, antikanser ve fibroblast hücreleri üzerindeki etkilerine göre karşılaştırılan ekstraktlardan istenen etkiye sahip olanlar için içerik analizlerinin yapılması projenin orta vadeli çıktıları arasındadır. Bununla birlikte tüm ekstraktların toksikolojik açıdan içerik analizleri yapılarak elde edilen analiz sonuçlarına göre yenilebilir film ve yara iyileştirici krem yapımında etken madde bakımından en uygun ekstrakt seçilmesi de bir diğer orta vadeli çıktıdır. Uzun vadeli çıktılar projenin tamamlanmasının ardından uzun bir süre boyunca etkisini gösteren ve daha büyük, sürdürülebilir sonuçlar sağlayan çıktılardır. Bu çıktılar, projenin nihai başarısını ve sürdürülebilirliğini ifade eder. Projemizin asıl amaç ve uzun vadeli çıktıları ise en etkili ekstraktlar seçilerek gıda koruyucu yenilebilir film elde edilmesi ile seçilen gıdalara uygulanarak etkinliğinin değerlendirilmesidir. Yine en etkili ekstraktlar seçilerek yara iyileştirici krem üretiminin yapılması ve kremlerin in vivo koşullarda ratlar üzerinde denemelerinin yapılması projemizin diğer uzun vadeli çıktısıdır.
BEKLENEN PROJE ÇIKTILARININ UYGULAMA PLANI
(KISA-ORTA-UZUN VADE)
Bir projeden elde edilen çıktıların uygulama planı, proje sürecinin sonunda bu çıktıları nasıl etkin kullanacağımızı belirlemek için bir strateji oluşturur. Bu plan, çıktının değerini en üst düzeye çıkarmak ve sonuçları beklenen hedeflere uygun bir şekilde sunmak için yapılması gerekenleri içerir. Çıktıların nasıl uygulanacağı belirtilmelidir. Beklenen proje çıktılarının uygulama planı kısa, orta ve uzun vade olarak sınıflandırılabilir. Kısa vadede proje çıktılarının uygulama planı elde edilen verilerin uluslararası düzeyde etkinliği olan dergilerde makale olarak yayınlanması, projenin amacına ulaşması halinde ekstrakt ve kaplama ile ilgili patent sürecinin başlatılabilecek olması olarak söylenebilir. Orta vadede uygulanabilecek proje çıktıları kapsamında antimikrobiyal özellikte ekstraktlar elde etmek ve bunları gıda ambalaj sektöründe değerlendirip yenilebilir kaplamalar üretmek söylenebilir. Böylece antimikrobiyal özellikli yenilebilir kaplama uygulamaları sonucunda gıdaların raf ömrü uzatılabilir. Ayrıca raf ömrü uzayan gıdaların, gıda atıkları olarak geri dönüşünün önüne geçilebilir. Piyasaya raf ömrü uzun ve sağlıklı gıdaların arzı sağlanarak halk sağlığı korunabilir. Yine orta vadede en aktif içeriğe sahip ekstrakt veya ekstrakt karışımlarının belirlenip in vivo yara iyileştirici potansiyelinin ortaya çıkarılarak uygulanması plan kapsamındadır. Hem yenilebilir film hem de yara iyileştirici krem formülasyonları belirlenebilirse bunların ticari olarak değerlendirilmesi için Kastamonu Teknokent bünyesinde çok ortaklı bir şirket kurmak orta vadeli uygulama planlarından biri olabilir. Kanser ve antibiyotik gibi devasa pazar hacimlere sahip ilaç endüstrisi kollarına hem bitki hem de ekstrakt olarak yeni hammadde kaynakları sağlamak uzun vadeli uygulama planıdır. Kastamonu yöresinde yoğun bir şekilde yetişen ve çoğunlukla ormancılık faaliyetlerini negatif yönde etkileyen orman gülü türlerini katma değere sahip ürünlere dönüştürmek ve böylece bu ürünlerin hem Kastamonu ilimize hem de ülkemize istihdam ve kaynak olarak dönmesini sağlamak diğer uzun vadeli uygulama planlarıdır. Çıktıların uygulanabilmesi için ihtiyaç olan kaynaklar (insan gücü, yazılım, ekipman, finansman vb.) net olarak belirlenmeli, bu kaynakların ne zaman ve nasıl kullanılacağı planlanmalıdır. Böylece tüm proje çıktıları uygulama planı kapsamında mevcut iş akışına entegre edilebilecektir. Bu süreçte ilgili ekipler çıktılar hakkında eğitilecektir. Eğitim planları, içerikleri ve tarihleri belirlenerek uygulanacaktır. Risk yönetimi ve değerlendirme kapsamında çıktıların uygulanmasında karşılaşılabilecek olası engeller ile riskler belirlenecek ve bunlara karşı önlemler alınacaktır. Çıktıların uygulanmasının sonrasında, çıktının ne kadar etkili olduğu ve beklenen sonuçları verip vermediği izlenecektir. Bu değerlendirme düzenli aralıklarla yapılacak ve gerekli düzeltici önlemler alınacaktır. Çıktıların uygulanması sonrasında geri bildirim alınması önemli olup alınacak geri bildirim, çıktının eksikliklerini ve potansiyel iyileştirmelerini ortaya koyacaktır. Çıktıların uygulama süresince eksiklikleri tespit edilip düzeltici önlemler alınacaktır ve böylece süreç sürekli iyileştirilecektir. Çıktıların uygulama sürecinin sonuçları, ilgili paydaşlara sunulacaktır. Özetle, projemizden elde edilen çıktıların uygulama planı, bu çıktıları etkin bir şekilde kullanmak için bir dizi stratejik adım içermektedir. Bu plan, çıktıların uygulanabilirliğini, kaynak kullanımını, zamanlamayı ve riskleri yönetmeyi sağlayarak, böylece projenin başarısını ve sürdürülebilirliğini arttıracaktır.
PROJENİN BÖLGESEL KALKINMAYA KATKISI
(KISA-ORTA-UZUN VADE)
Bir projenin bir bölgedeki ekonomik, sosyal, çevresel ve kültürel gelişmeleri nasıl şekillendirdiği, projenin bölgesel kalkınmaya etkisi ile ilgilidir. Yerel halkın yaşam standartlarını iyileştirmek, ekonomik fırsatlar yaratmak, altyapıyı güçlendirmek ve sürdürülebilir kalkınmayı desteklemek gibi önemli roller, özellikle bölgesel kalkınmayı hedefleyen projeler tarafından üstlenilebilir. Bu etkiler doğrudan veya dolaylı olarak gerçekleşebilir ve her proje farklı şekillerde bölgesel gelişmeyi etkileyebilir. Bir projenin bölgesel kalkınmaya olan etkileri ekonomik, sosyal, çevresel, kültürel, teknolojik, politik ve yönetsel başlıkları altında incelenebilir. Bir projenin bölgesel kalkınmaya bu olası başlıklar kapsamındaki etkileri kısa, orta ve uzun vade olarak şekillendirilebilir. Ekonomik etkiler yeni istihdamlar yaratabilir, yatırım çekebilir ve yerel işletmelerin gelişmesini sağlayabilir. Ayrıca gelir dağılımındaki eşitsizliği azaltabilir. Bir projenin bölgesel çevredeki etkileri doğal kaynakların ve alanların korunmasına, yeni yeşil alanların yaratılmasına, ekosistemin iyileştirilmesine ve yerel halkın sağlığına fayda sağlayabilir. Yeni teknolojilerin bölgeye getirilmesi ve bölgenin dijitalleşmesi bir projenin bölgeye teknolojik etkileri olarak söylenebilir. Bu durum eğitimde, iş gücünde ve üretimde verimlilik artışı sağlayabilir. Ayrıca sosyal etkiler kapsamında bölge halkının yaşam standartları yükselebilir. Bölgesel kalkınma projeleri, halkın ihtiyaçlarına göre şekillendiğinde, yaşam kalitesini iyileştirebilir. Mevcut projemizden elde edilecek değerli veriler ile Rhododendron ekstraktlarının etken maddeleri belirlenerek biyoaktiviteleri değerlendirilecektir ve ardındaki muhtemel mekanizmalar irdelenecektir. Projemiz kısa vadede bölgesel katkı anlamında projede yer alan araştırmacı ve öğrencilerin yetiştirilmesine katkı sunacak olup böylece nitelikli iş gücü yetiştirilmesi için eğitim verecek düzeyde yetkili kişilerin olmasını sağlayacaktır. Rhododendron türleri Kastamonu yöresinde ormanlık alanlarında istilacı olarak yetişmektedir. Bu türler kullanılarak hazırlanacak ekstraktlardan in vitro analizler sonucunda aktif çıkacak ekstraktan farklı konsantrasyonlarda kremlerin yara iyileştirici potansiyeli araştırılacaktır. Aktif olarak belirlenecek krem formülasyonunun ticari ürüne dönüşebilmesi için gereken testlerden mikrobiyolojik analizler, stabilite testi, alerjen tarama testi ve koruyucu etkinlik testi yapılacaktır. Bu testlerin sonuçlarına göre, bölgeden çıkacak faydalı model veya patent başvuru süreçleri değerlendirilecektir. Orta vadede ise yenilebilir film yapımı ile gıdaların, gıda atığı olarak geri dönüşünün önüne geçilerek bölgesel ve ulusal ekonomiye katkı sağlanacaktır. Günümüz temel ve güncel konularından olan Gıda Güvenliği ve Halk Sağlığı sorunlarına çözüm üretmek suretiyle toplumsal meselelere ışık tutacaktır. Böylece bölgesel, ulusal ve uluslararası düzeyde tüm bireylerin Gıda Güvenliği ve Halk Sağlığı açısından, daha güvenilir ve sağlıklı gıdalara erişiminin sağlanması için bir örnek teşkil edecektir. Yüzlerce milyar dolar hacminde olan ilaç endüstrisi kollarına hammadde olarak katma değer yaratmasının; hem yerli firmalara yerli hammadde sağlayabilme avantajı hem de hedef pazarların büyüklüğü düşünüldüğünde ihraç potansiyeli açısından proje çıktılarının uzun vadede çok yüksek katma değer ve bölgesel istihdam yaratması mümkün görünmektedir. Bir başka taraftan ise buradan elde edilecek kıymetli veriler ve know-how ile Rhododendron türlerinin biyoaktif özelliklerinin ürüne dönüşmesi ve belki de endüstrileşmesi için yeni projelere de temel oluşturacaktır. Tüm bu olası faydaların yanında bölgemiz ormanlarındaki istilacı türlerin sayısı azaltılarak ekolojik olarak da getiri sağlanmış olacaktır.
