Gallik asit ve esterlerinin radyasyon duyarlıklarının elektron spin rezonans (ESR) spektroskopisi ile incelenmesi

Abstract

Doğal olarak bulunan fenolik bileşikler olan gallatlar, antioksidan özelliklere sahiptir. Gıda, ilaç ve kozmetik sanayisinde yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Yüksek enerjili radyasyon kullanılarak sanayide kullanılan birçok madde ışınlanıp içerdikleri mikroorganizmalardan arındırılarak sterilize edilmekte ve raf ömrü uzatılmaktadır. Işınlama işlemi olumlu yönde etki oluştururken aynı zamanda ürünlerin doğal yapılarını, yani molekül yapılarını bozarak istenmeyen etkilerin oluşmasına da sebep olabilir. Bu amaçla ışınlanan örneklerin, radyasyonla sterilizasyondan ne derecede etkileneceklerinin belirlenmesi önemlidir. Bu tez çalışmasında kullanılan Gallik Asit (GA), Gallik Asit Monohidrat (GAm) ve Propil Gallat (PG)'ın radyasyon duyarlılıkları belirlenmiştir. Bu örneklerin radyasyon duyarlıkları, çiftlenimsiz elektrona sahip birimlerin incelenmesinde yaygın olarak kullanılan Elektron Spin Rezonans (ESR) spektroskopisi ile incelendi. Oda sıcaklığında farklı doz değerlerinde ışınlanmış örneklere ait, ölçülen ESR sinyal şiddetlerinden yararlanarak doz-cevap eğrileri oluşturuldu. Oda sıcaklığında mikrodalga gücüne bağlı olarak sinyal şiddeti değişimlerinden yararlanarak, doyum özellikleri belirlendi. Sinyal şiddetlerinin oda sıcaklığının üzerindeki değişimleri ve yüksek sıcaklıklarda tavlama işlemleri yapılarak, örneklerde radyasyon sonucunda oluşan radikallerin kinetik özellikleri belirlendi. ESR spektrumuna kaynaklık eden radikal türlerinin spektroskopik özellikleri spektrum simülasyonu yapılarak incelendi. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, radyasyon duyarlılığı açısından bakıldığında, incelenen örneklerin şu bağıl sıraya uydukları gözlendi: PG> GAm> GA.

Gallates which are naturally occurring phenolic components have an antioxidant activity. They are widely used in food, pharmaceutical and cosmetic industries. Shelf life of many materials used in industry are prolonged and sterilized by purifying them from microorganism by irradiating them with high energy radiation. Although irradiation produces positive effects, it could also produce unexpected effects by making damages in their molecular and natural structure. For this purpose, it is important to determine the affect of the radiosterilization on the irradiated samples. The radiation sensitivity of Gallic Acid (GA), Gallic Acid Monohydrate (GAm) and Propyl Gallate (PG) is determined in this thesis. Electron Spin Resonance (ESR) spectroscopy, which is commonly used to investigate species having unpaired electron, was used to determine the radiation sensitivity of these samples. ESR signal intensities measured using samples irradiated at room temperature to different doses were using to construct the dose-response curves. Changes in signal intensities at room temperature with microwave power were used to evaluate the saturation features. The kinetic features of radiation induced radical species were determined by annealing at high temperatures and by signal intensity changes above room temperature. Spectrum simulation studies were performed to investigate the spectroscopic features of free radicals which contribute to the ESR spectrum. From performed evaluations it was concluded that investigated samples obey the following order from radiation sensitivity point of view: PG > GAm > GA.