1.
Protein Bazlı Yüzey Aktif Maddeler ve Uygulamaları

2.
KonularI- Protein Bazlı Surfaktanlara GirişII- Protein Bazlı Surfaktanların SınıflandırılmasıIII- Doğal Yoldan Oluşan Yüzey Aktif ProteinleriIV- Enzimatik Hidrolizle Protein ModifikasyonuV- Proteinlerin Enzimatik Croos-LinkiVI- Kullanılan Yüzey Aktif MaddelerVII- Uygulamaları

3.
I- Protein Bazlı Surfaktanlara Giriş Proteinler hem amfipatik hem amfifilik moleküldür. Hem hidrofobik (nonpolar) hem de hidrofilik (polar) uç taşırlar. Ancak, doğal proteinler ticari surfaktan olarak kullanılmazlar. Tercihen proteinler kimyasal ve enzimatik anlamada modifiye edilerek yüzey aktiflik özelliği kazandırılır.

4.
 Hidrofobik modifikasyon yüzey aktifliğini arttırmak için kimyasal ve enzimatik süreçlerle sağlanabilir. Bu tip süreçlerde;  Hidrofilik kısım: polipeptid, peptid, amino asit  Hidrofobik kısım: uzun hidrokarbon zincirleri (açil, alkil, ester bağları)

5.
II- Protein Bazlı Surfaktanların Sınıflandırılması  Amino Asit Surfaktanları  Peptid Surfaktanları

6.
 Amino asit ve peptid bazlı surfaktanlarının bazıları emülsifiyer olarak kozmetik ve ilaç sanayisinde kullanılır. Ayrıca biokimyasal araştırmalarda membran proteinlerini izole edici ve saflaştırıcı deterjan olarak da kullanılırlar.

7.
 Protein bazlı surfaktanlar biodegrade olabilen, toksik etkisi olmayan, zararsız ve bazı durumlarda antimikrobial özellikte maddelerdir.  Amino asit bazlı olanları kozmetik, eczacılık, biomedikal, ev temizliği ve antimikrobial alanında kullanılır.  Diğer yandan peptid bazlı surfaktanlar için yapılan araştırmalar yeterli değildir.

8.
Amino Asit Bazlı Surfaktanlar Hidrofilik kısımları amino asit, hidrofobik kısımları ise uzun hidrokarbon zincirleridir (açil, alkil, ester bağları). Amino asit esterleri ve amidleri mükemmel emülsiye özelliği ve antimikrobial özelliğe sahiptir. Bu özellikleri yemek katkı maddesi olarak kullanılmasına sebep olur. Kozmetik, gıda, kişisel bakım ve ilaç endüstrisinde geniş potansiyel uygulamaları bulunmaktadır.

9.
 Amino Asit Bazlı Surfaktanlara örnekler; Lamepon: Deri hidrolizinden ve yağ asidi açil gruplarından elde edilir. Boya katkı maddesi, zayıf deterjan ve emülsiye edici olarak kullanılır.

10.
 N-Açilsarkosinat (medialan): Kimyasal endüstrisinde geniş yer alır. Tuzları kozmetik, diş macunu, tahta temizleyicisi, kişisel bakım, şampuan , banyo köpüğü, korozyon inhibitörü, aerosol ve sentetik bar olarak kullanılmaya uygundur.

11.
 N-açilglutamate: Glutamik asitten türer. Uzun zincirli diğer klasik surfaktanlara nazaran deriye en az zarar veren surfaktandır. Sulu çözeltilerde zayıf asit özelliği gösterir ve pH değeri cildin pH değerine nerdeyse eşittir.

12.
Peptid Bazlı Surfaktanlar Mikroorganizmalar ve metabolik ürünler tarafından üretilen sayısız biosurfaktan bulunmaktadır. Bunlar hayvan ve bitkilerden gelen peptid bazlı surfaktanlardır. Son yıllarda biosurfaktanlara olan ilgi iki nedenden dolayı artmıştır. Farklılıkları ve biodegrade olabilmeleridir. Genelde antimikrobial özelliğe sahiptirler.

13.
 Peptid Bazlı Surfaktanlara örnekler; Dietanol amid (DEA): N- lauril dipeptidlerin türevleridir. Non-iyonik olup deriye zararı zayıftır ve biodegrade olabilir. Nα- lauril-1-arginin:Dipeptid surfaktanlar glutamik asit yada lysine içerir. Amfoterik özelliktedir ve antimikrobial aktiviteleri yoktur.

14.
III- Doğal Yoldan Oluşan Yüzey Aktif Proteinleri Proteinler hem hidrofilik hem de hidrofobik amino asit artıklarına taşıdıklarında, tüm proteinler teorik olarak yüzey aktif özelliğine sahiptir. Bu yüzden, proteinler doğal polimerik surfaktanlardır. Ancak; ara yüzeydeki yavaş difüzyon ve burada adrsobsyonun olmaması birçok proteinin zayıf yüzey aktifliği göstermesine sebep olur.

15.
 İşlevselliği arttırmak için tarımsal yollarla üretilmiş proteinler modifiye edilir. Bazı amino asit atıkları cytoplastik enzimlerle modifiye edilerek glikoprotein ve lipoprotein gibi mükemmel yüzey aktivite özelliğine sahip protein komplekslerini meydana getirirler

16.
a) Bükülebilir Yapılı Native Proteinler Proteinlerin bükülebirliğinin yüzey aktivitesi üzerinde derin etkileri bulunmaktadır. Eğer bir proteinin yeterli bükülebilirliğe sahipse, yüzeyden döngüye yada uçlara maksimum sayıda hidrofobik atık hedeflenir. Yani maksimum hidrofobik etkileşim gösterirler ve yüzey aktifliğine sahiptirler.

17.
 Bükülebilir Yapılı Native Proteinler örnekler; Kazein: Fevkalade yüzey aktiviteye sahiptir. Kazein iki farklı yapıya sahiptir. • N-terminal Β-Kazeinin (sütün içinde, kazeinlerin %35 ini içerir) tipik amfifili özelliklerini sergiler. polar ve yüklüdür. • C-terminal ise dominant non-polar hidrofobik amino asitlerden oluşur.

18.
b) Glikoproteinler Glikoproteinler amino asit atıklarına bağlanmış karbonhidrat içerirler. Şekerler çok hidrofilik olduklarından, glikoproteinler mükemmel yüzey aktivitesine sahiptirler.

19.
c) Lipoproteinler En bilindik plazma lipoproteinlerinde hidrofobik yağ çekirdeği polar yağlarla çevrelenmiştir ve dış kabuğunda apoproteinler bulunur.  Apoproteinler lipid-free proteinleridir ve yağları çözmede deterjan olarak kullanılırlar.

20.
IV- Enzimatik Hidrolizle Protein Modifikasyonu Proteinler; peptid hidroliz edenler tarafından modifiye edilirler. (proteinases) Belli bir dereceye kadar yapılan protoliz sonucu proteinlerin yüzey aktivite özelliği artar. (Kararlılıktaki ve emülsiye kapasitesi de artar.) Ancak proteinlerin geniş hidrolizi düşük yüzey aktivitesine sahip protein hidrolatları üretebilir.

21.
V- Proteinlerin Enzimatik Croos-Linki Proteinlerin iyi köpük verme özelliği ve emülsiye edici özelliği olduğu ancak köpük ve emülsiyonu stabilize etmediği çok iyi bilinmektedir. Diğer yandan; zayıf köpük verme özelliği ve emülsiye edici sık sık dağıltı sistemlerinde stabilize edici özellik gösterir. Proteinlerin yüzey aktifliğini arttırıcı diğer bir yol ise enzimatik reaksiyon ile kovalent olarak bağlanmış protein konjugeleri oluşturmaktır

22.
VI- Kullanılan Yüzey Aktif Maddeler Anyonik Surfaktanlar Katyonik Surfaktanlar Amfoterik Surfaktanlar Non-İyonik Surfaktanlar

23.
a) Anyonik Surfaktanlar Açilglutamate: Temizleme ürünlerinde kullanılan, hafif surfaktanlardandır. 3 temel özelliğinden dolayı hafiftir:  Alkaline olmaması (zayıf asit, pH deri ile aynı)  Alerjenik olmaması ve güzel kokması  İrite etmemesidir Ayırt edilebilir özelliği kullanım sonrası deriden uzaklaşırken yumuşak bir his bırakır.

24.
 Açilgliserin ve Açilalaninat: Primer surfaktan olarak kaymak gibi köpük verirler. Kullanım sonrası deriyi temiz ve taze hissettirir. Ayrıca sabunun sebep olduğu gerginlik olmaz. Uygun seçilmiş kombinasyonlarda amino asit ve yağ asidi atıkları çeşitli formulasyonlarda; şampuan, yüz ve vücut temizliğinde kullanılır.

25.
 Amino asit tuzlarının yağ asitleri: Temel amino asitlerden içeren sabunlar trietanolamin (TEA) içeren sabunlardan geniş pH aralığında daha iyi köpük verme özelliğine sahiptirler. Temel amino asitler içeren sabunların TEA sabunlarına karşın gelişmiş zayıflığı ve biodegredasyonu vardır. Ayrıca deriye yumuşaklık hissi verirler.

26.
b) Katyonik Surfaktanlar Kokoil Arginin Etilester (CAE): özellikleri antimikrobial olma, dezenfekte etme, antistatik olma, yüksek biodegradasyon ve gözler ve deri için mükemmel hafiflik vb. CAE kişisel bakım ürünlerinde antiseptik olarak kullanılırlar. Örnekleri sterilize edici, ağız yıkama suyu, şampuan, saç boyası, krem ve losyon vb. Kuaterner Açilproteinler: Daha çok saç bakım ürünlerinde kullanılırlar.

27.
c) Amfoterik Surfaktanlar Loril lizin (LL): Lizin & lorik asidin kondenizasyonu sonucu oluşur.  yüzey modifiye etmede,  makyaj ürünlerinde  deri kremlerinde yağlılık sağlamak  saç ürünlerinde çok sıklıkla kullanılırlar.

28.
 Alkoksi (2- hydroksipropil) arginine (AA): Nötral ve asidik ortamlarda AA katyonik özellik gösterir. Bu yüzden saçlar için sık kullanılırlar. Saç bakımında kullanılan alkil kuaterner amonyum tuzu gibi katyonik surfaktanlarla karşılaştırılırsa; AA mükemmel hafiflik ve biodegradasyon sergiler. İnsan derisine uyumu sayesinde AA, kişisel bakım ürünlerinde sıkça kullanılır.

29.
d) Non-İyonik Surfaktanlar Açil glutamate kolesteril ester(AGCE) seramidden benzer şekilde zarar görmüş derinin yeniden yapılımını hızlandırır. Genellikle emülsifiyer yada deri bakımı ve saç bakım ürünlerinde yumuşatıcı olarak kullanılırlar

30.
VII- Uygulamaları Fosfolipidler - Lesitin Fosfat esteri grupları ve uzun iki hidrofobik kuyruk ve oldukça polar hidrofilik bir grup taşırlar. Hidrofilik grup bir dipolar iyondur. Bu yüzden fosfolipidler nötral yüzey aktif maddeleridir. Çok iyi emülsiye edicidirler. Mayonezde yağı sirke içinde dağıtan yumurta sarısındaki fosfogliseritlerdir. Lesitinler ve sefalinler fosfogliseritlerin iki ayrı çeşididir.

31.
Lesitinler Bir yağ olmasına rağmen, kısmen suda erir, böylece emülsifiyer, yani yağın donarak katılaşmasını engelleyen bir madde olduğu için kullanım alanları; Kozmetikte Endüstriyel kaplamada Gıda emülsiyonlarında

32.
a) Kozmetikte Lesitin: Lesitinin kozmetikteki fonksiyonları  Dudak boyalarında ve parlatıcılarında yumuşaklığı geliştirip düzenlerler.  Yüz maskelerinde film oluşumunu modifiye ederler. (daha elastik hale getirirler.)  Saç koruma özelliğini arttırırlar.  Tırnakların elastikliğini koruyan kremlerde kullanılırlar.  Tıraş preperatlarında köpük oluşumunu sağlar.  Diş macunlarında emülsifiyer olarak kullanılırlar.

33.
 Kozmetikte kullanımında 4 ana faktör bulunmaktadır.  Multi fonksiyonel olmasıdır. Bu yüzden aynı üründe iki yada daha fazla özelliği aynı anda gösterdiği için tercih edilirler.  Doğal olmasıdır; çünkü halkın algısı, doğal olan ürünler sağlam, sağlıklı ve güvenilirdirler.  Fiyatının çok pahalı olmamasıdır.  Derideki hissidir.

34.
 Lesitinin kozmetikte kullanımı konusunda iki negatif etkisi  Lesitin multi fonksiyonel olduğu için spesifik etki göstermek istendiğinde tercih edilmez.  Lesitinin eklendiği tüm natürel ürünler mikrobial gelişime yatkındır. Lesitin çok kuvvetli emülgatör olarak kozmetik ürünlerinde yer almaya doğal ürün olarak devam edecektir.

35.
b) Endüstriyel Kaplamada Lesitin: Karışmayan sıvılar arasında, yüzey gerilimini düşürürler ve emülsifiyer olarak davranırlar. Katı-sıvı fazlar arasında ise ıslatıcı yada dispers edici olarak davranırlar. Dört fonksiyonel özelliğinden dolayı tercih edilirler.  dispersant  dengeleyici  köpük verici  flow control agent

36.
 Tüm boya formülasyonlarında katkı maddesi olarak kullanılırlar. Lesitin ürünlerinin boya, vaks, cila, tahta kaplama, vernikte ve printer mürekkeplerinde ara yüzeylerde kullanılır ve ıslatıcı, dispersant, dengeleyici olarak hem yağ bazlı ve lateks/ rezin emülsyionlu boyalarda kullanılır.

37.
c) Gıda Emülsiyonlarında Lesitin Lesitin gibi emülgatörler, yüzey gerilimini azaltan ve buna bağlı olarak gıdaların ince dispers yapıya kavuşmalarını sağlayan maddelerdir. Margarin çikolata ve şekerleme endüstrisinde kullanılır. Mayonez, ekmek, kek ve unlu mamullerde de kullanılır.

38.
Mayonezin Kimyası Mayonez yağ, yumurta sarısı, limon suyuyada sirkeden yapılan koyu kıvamlı, kremsibir sostur. Pek çok yiyecek gibi, mayonezinhazırlanışında da kimya devreye giriyor. Sıvıları emülsiyonlaştırmak için kuvvetliceçalkalamak yada düzenli karıştırmak gerekir. (yağ vesu) Emülsiyon, karışımı oluşturan maddelerden biridiğerine yavaşça eklenirken, bu sıvıların sürekli vehızla karıştırılmasıyla oluşur.

39.
 Ancak emülsiyonlaştırıcı bir madde eklenmemişse, bir süre sonra iki sıvı birbirinden kolayca ayrılabilir. Emülsiyonlaştırıcılar, iki sıvının çok küçük olan taneciklerinin birbirine yapışmasını sağlayan maddelerdir. Çünkü bunların hem yağlarla hem de suyla bağlanabilen bölgeleri vardır. Bu özellikleri nedeniyle emülsiyonlaştırıcı maddeler karışımın kararlı olmasını sağlarlar. Mayonez yapılırken yağ ve su tanecikleri mikroskop altında Başka bir deyişle emülsiyonlaştırıcı maddeler yukarıdaki gibi görünür. yağ ve su arasında köprü görevi görürler.

40.
 2 yumurta sarısı 2 çay kaşığı sirke1/2 çay kaşığı tuz1/4 çay kaşığı hardal,1 su bardağı zeytinyağı,1 su bardağı kaynar suile mayonez yapılabilir.

41.
Kaynaklar• Ifendu A. Nnanna & Jiding Xia, Surfactant science series volume 101; Protein - Based Surfactants synthesis, physicochemical properties and applications; USA 2001• Doç. Dr. Oya Galioğlu Atıcı, Yüzey Aktif Maddeler; İstanbul 1991• Ralph J. Fessenden & Joan S. Fessenden, Organik Kimya; USA• Berbard F. Szuhaj, Lecithins sources, manufacture & uses; USA• www.bitkiseltedavi.com• www.bilimveteknoloji.com/Bitkisel Altın Soya• Bilim ve Çocuk Dergisi