Protein Bazlı Yüzey Aktif Maddeler veUygulamaları

1. Protein Bazlı Yüzey Aktif
Maddeler
ve
Uygulamaları

2. Konular
I- Protein Bazlı Surfaktanlara Giriş
II- Protein Bazlı Surfaktanların Sınıflandırılması
III- Doğal Yoldan Oluşan Yüzey Aktif Proteinleri
IV- Enzimatik Hidrolizle Protein Modifikasyonu
V- Proteinlerin Enzimatik Croos-Linki
VI- Kullanılan Yüzey Aktif Maddeler
VII- 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 suyu
yada sirkeden yapılan koyu kıvamlı, kremsi
bir sostur. Pek çok yiyecek gibi, mayonezin
hazırlanışında da kimya devreye giriyor.
 Sıvıları emülsiyonlaştırmak için kuvvetlice
çalkalamak yada düzenli karıştırmak gerekir. (yağ ve
su) Emülsiyon, karışımı oluşturan maddelerden biri
diğerine yavaşça eklenirken, bu sıvıların sürekli ve
hızla 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 su
ile 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