ÖZEL EGE LİSESİ BAKTERİ DÜŞMANI KEKİKLİ SABUN HAZIRLAYAN ÖĞRENCİ: Emirhan ÖZKAN DANIŞMAN ÖĞRETMEN: Aysel SARICA İZMİR 2016
İÇİNDEKİLER 1.Projenin amacı...2 2. Giriş...2-3- 4-5- 6-7 3.Yöntem...7-8 3.1. Kekik yağının antimikrobiyal etkisinin araştırılması... 7 3.2. Kekik yağı kullanılarak antimikrobiyal sabun yapımı..... 7-8 4. Ulaşılan sonuçlar ve sonuçların değerlendirilmesi...8 5.Kaynaklar...9 1
Proje Adı: BAKTERİ DÜŞMANI KEKİKLİ SABUN 1. Projenin Amacı Sabun hayatımızın her alanında temizlik denince aklımıza ilk gelen ürünlerden biridir.bitkisel ve hayvansal kaynaklı birçok sabun çeşidi mevcuttur.bu deneyde bitkisel yağlar kullanılarak antimikrobiyal sabun elde edilmesi amaçlanmıştır.bunun sebebi sabun yapımında çeşitli kimyasal katkı maddeleri kullanmadan doğal ve antimikrobiyal sabun elde etmektir. 2. Giriş İlk sabun türü M.Ö. 3000 yıllarında kullanılmaya başlanmış ve sabun tarifleri M.Ö. 2500 yılına ait Sümer Yazıtlarında ortaya çıkmıştır. Bu tariflerde; su içine katılan odun külünün kaynatılması ve bu sırada içine yağ karıştırılarak yavaş yavaş eritilmesi ile bir tür sabun elde edildiği anlatılmaktadır. Ancak elde ettikleri maddenin sabun olarak tanımlanması veya bilinmesi ancak Romalılar döneminde mümkün olmuştur. Bu da M.Ö. 1000 yıllarına karşılık gelmektedir. Pompei nin kalıntıları arasında bulunan bir sabun imalathanesi ve kalıp sabunlar, sabunun Romalılara atfedilmesinin en büyük sebeplerinden biridir. Burada, tabii ki banyo kültürünün Romalılarda başlamış olması ve ilk Roma hamamının M.Ö. 312 yılında inşa edilmesi de diğer etkenlerden birkaçı. Ancak sabunun kişisel temizlik için kullanımına M.S. 200 yıllarından itibaren rastlanmaktadır. Sabun, sabun olmadan önce, süt, kum, bazı yağlar ve çeşitli bitki yaprakları temizlik amacıyla kullanılmaktaydı. Hipokrat gibi döneminin önemli hekimlerinden biri olarak gösterilen Galen (M.S.130-200) sabunu ilk olarak temizlik ve tedavi maksatlarıyla kullanım aracı olarak tanımladı. Roma İmparatorluğunun yıkılması ve karanlık çağın başlamasıyla, insan vücuduyla ilgili her madde gibi, sabun kullanımı da şeytan işi olarak tanımlandı. Karanlık çağ sonunda kişisel temizliğe yönelik sabun kullanımı unutulmuştu. Unutulan sabun ile birlikte hastalıklar, salgınlar ve ölüm bütün Avrupa yı sardı. Sabunun tekrar kullanımı 8. yüzyılda İtalya ve İspanya, ardından 13. yüzyılda Fransa ve sonrasında İngiltere de ortaya çıktı. M.S. 1500 yıllarına gelindiğinde Avrupa da pekçok yerde sabun üretilmekteydi. Ancak üretilen bu sabunların içindeki maddeler yöresel farklılıklar göstermekteydi. Örneğin güney Avrupa da bitkisel yağlar, kuzey Avrupa da ise hayvansal yağlar kullanılmaktaydı. Koloni 2
dönemi Amerika sında sabunun ana maddesi olan Sodyum Hidroksit muadili maddeler, dibinde delikleri olan bir fıçı içinde odun külü ve suyun karıştırılması ile elde ediliyordu. Sabun için gerekli yağ ise çiftlik hayvanlarından elde ediliyordu. İlk dönemlerde elde edilen sabun, vücut temizliği için kullanımından ziyade, çok sert olması nedeniyle daha çok çamaşır temizliği maksadıyla kullanılmıştır. Sabunun banyo için kullanımı ve üretimi Avrupa da 18. yüzyıl, Amerika da ise 19. yüzyılda ortaya çıkmıştır.sabunun yaygın olarak kullanılmaya başlanması ile önce odun külü ihtiyacı sonucunda ağaç kıyımı da tehlikeli boyutlara ulaşmıştı. Bu dönemde yapılan araştırmalar 1790 yılında sonuç verdi ve Fransız bilim adamı Nicholas Leblanc ın yeni buluşu ile tuz, alkaliye çevrilerek odun külünün yerini aldı. 1791 yılında Alkali patenti Nicholas Leblanc tarafından alındı. 19.yüzyılın ortalarına kadar kullanılan bu metot ucuz ve kolay bir yol olmakla birlikte, ortaya çıkan bazı zararlı kimyasallar çevre kirliliğine neden oluyordu. Daha iyi bir sabun formülü 1811 yılında Augustin Jean Fresenel tarafından bulundu. 1900 lü yıllara kadar yayılan Fresenel metodu günümüzde de kısmen kullanılmaktadır. Bu yıllardan itibaren sabun kişisel hijyenin vazgeçilmez unsuru olarak kabul gördü ve yayıldı. Günümüzde kullanıldığı şekliye sabun üretimine yönelik ilk kitap, Otto Tachenius tarafından Hippocrates Chimicus (1666) adlı eserinde anlatılmıştır. Kendi döneminde kabul görmeyen açıklamaları, Michel Eugene Chevreul tarafından 1816 yılında yapılan çalışmalar sonucunda kanıtlanmıştır. Şaşırtıcı olmakla birlikte, günümüzde mevcut büyük sabun üreticilerinin pek çoğu 1800 lü yılların sonunda ortaya çıkan metotlara bağlı üretim gerçekleştirmektedir.(1) Kimya bakımından sabun; yağ asitlerinin ya sodyum ya da potasyum tuzlarından meydana gelen bileşiklerdir. Sabunun temizleme etkisi çok gelişmiştir. Ve bu 3 özellikten ileri gelir: Sabun moleküllerinin yapısı hem suyla hem de yağlarla birleşmeye, karışmaya yatkındır. Bundan dolayı bir yüzey üzerindeki yağlı kirleri sulu ortam içinde kolayca çekebilirler. Sabun baz özelliğinde bulunması dolayısıyla deri, kumaş vb. gibi yıkanan şeyleri yumuşatır ve kirlerin çıkmasını kolaylaştırır. Yağ asitleri sulu ortam içine çekilmiş olan yağlı kirlerle birleşerek kendilerinden çözelti içinde çökerler. Dolayısıyla temizlik yapılıp bittikten sonra sabunlu suyun dibine çöken tortu bunlardır. 3
Sabun,yağ asitlerinin suda çözünen sodyum ve potasyum tuzlarıdır. Sabunlar, katı sıvı yağların ya da onların yağ asitlerinin,kimyasal olarak güçlü bir alkali ile etkileşimi sonucu oluşur.(2) Sabunlar sahip oldukları temizleme özelliğini yapılarında barındırdıkları ve uzun bir zincirden oluşan hidrofobi özelliğine sahip hidrokarbon zincirine ve hidrofili özelliği olan karboksilat gurubuna borçludurlar. Sabun suda tam çözülmez bilakis Misel denen yapılar oluştururlar. Saf suda miseller çok küçüktürler ve bu yüzden görünmezler. Temiz suda oluşan misel damlacıklarının iç kısımlarında kutuplaşmamış hidrokarbon zinciri bulunurken dış tarafında, suyla temas eden yüzeyinde ise kutuplaşmış kısmı bulunur. Bu yapılarından dolayı misellerin büzüşmesi engellenmiş olur. Sabunlar suyun yüzey gerilimini indirirler. Çünkü miseller genel itibarıyla su yüzeyine yerleşirler. Misellerin bu özelliğiyle su daha aktif bir şekilde yüzeylerle etkileşime girmesini sağlanmış olur. (3) Yağın sökülüp atılması sabunların en büyük temizleme etkisidir. Sabunun uzun zincirli hidrokarbon kısmı küçük damlacıklar halinde hafif bir şekilde çözülür. Kutuplaşmış kısmı ise yağ lekesini etrafındaki suyu uzaklaştırır. Böylelikle yağ lekesi sabun molekülleri tarafından tamamen sarılır ve temizlenecek yüzeyden ayrılır. İçinde yağ damlacıklarını barındıran bu sabun molekülleri ve yapısında çözülmüş yağı barındıran yıkama suyuna emülsiyon adı verilir. Daha sonra bu çözelti durulama sırasında suyla beraber akıp gider.(3) 4
(4) Sabun genel olarak bitkisel ya da hayvansal yağlardan üretilir. Üretimde genellikle sıcak presleme yada ekstraksiyon yöntemiyle elde edilen değersiz yağlar kullanılmaktadır. Sabun üretimde kullanılan yağların başında bitkisel yağlar gelmektedir, bunlar hindistancevizi yağı, palm çekirdeği yağı, defne yağı, zeytin yağı, ayçiçeği yağı, mısır yağı, soya fasulyesi yağı ve hayvansal iç yağ olan donyağı, domuz yağı, yada kemiklerden elde edilen yağlar kullanılmaktadır. Üretim esnasında bahsi geçen yağların yanı sıra bir baz olan, sodyum hidroksit (NaOH) yada potasyum hidroksit (KOH) kullanılmaktadır. Yağlar bu bazların içinde kaynatılır ve sabunlaşma işlemi başlamış olur. Genel olarak sabun üretimi iki farklı yöntemle yapılmaktadır; Kaynatma Yöntemi Bu yöntemde ilk olarak bir kazana üretilmek istenen sabun miktarı kadarınca yağ koyulur. Daha sonra bu yağın üzerine yeterli miktarda bir alkali kimyasal olan sodyum hidroksit yada potasyum hidroksit dökülür ve kazan ısıtılmaya başlanılır. Isıtma işlemi esnasında en önemli şey karışımın sürekli karıştırılmasıdır. Sabunlaşma işlemi sırasında sabun çözeltiden ayrılır ve ortamın ısısından dolayı yarı sıvı halde çözeltinin yüzeyine çıkar. Burada elde edilen kıvamlı ve henüz sertleşmemiş sabun kalıplara dökülür. Kalıplardaki sertleşen sabun daha sonra kesilerek kullanıma hazır hale getirilir. Bu işlemden sonra yapısında kalmış suyun ve alkali artıkların buharlaşması için bir kaç hafta kurutulmaya bırakılır. Soğuk Yöntem Bir başka sabun üretilme yöntemi de soğuk yöntemdir. İsminden de anlaşılacağı üzere bu işlem esnasında sabun tamamen oda sıcaklığında yapılmaktadır ve böylelikle kaynatma yönteminde olduğu gibi sabunlaşma işlemi sırasında kaynatmaya gerek 5
kalmamaktadır. Bu işlem de yağın bir kaba dökülmesiyle başlar. Daha sonra yağa yeteri miktarınca alkali bir madde olan sodyum hidroksit yada potasyum hidroksit eklenir ve karşımın tamamı emülsifye oluncaya kadar sürekli karıştırılır. Muhallebi kıvamına gelmiş olan çözeltinin sabunlaşma işlemi tamamlanmış demektir. Eğer kokulu sabun yapılacaksa kalıplara dökme işlemi öncesinde istenilen koku eklenip iyice karıştırılır.daha sonra koyu kıvamlı sabun kalıplara dökülüp 12-46 saat oda sıcaklığında beklemeye bırakılır. Bu işlemden sonra kullanma alanlarına göre kesim işlemine geçilir. Yalnız bu yöntemle üretilen sabun kullanımdan önce yaklaşık 2-5 hafta arısında kurumaya bırakılırki yapısında kalmış olan su ve alkali artıkları buharlaşsın.(3) Üretilen ticari sabunlara eklenen kimyasallar; Tinopol: Optik beyazlatıcı Titendioksit: Sabunun rengini açmak için kullanılır. Türpinol: (SC) Antioksidan.Ağır metal katyonlarını sağlar. Stabilizatördür. Tansil: Ağartma toprağı olup don yağının rengini açar. Blauhit:Sabun hamurunun pişmesi sırasında sabunun rengini açar. Bistanol: Cildin kurumasını önler. Dış yüzeye parlaklık verir. Çatlamayı önler ve iyi köpürür. Sabuna plastiklik kazandırır. Edta: Metal katyonlarını kompleks şekilde bağlar. Cosevin: Sabunun bozulmasını önleyen antioksidanlardandır. CMC: Sabunun yüzey aktifliğini arttırır. Lifteki kirleri taşır ve obsorplar Calgon: Ca Mg iyonlarını bağlar, suyu yumuşatır. Kirlerin liflere yapışmasını önler. Komperland (KI): Köpükte stabilite sağlar. Parfümü bağlar. Cildi korur Linolin: Cilde yumuşaklık verir. Cildi nemli tutar. Lusidol: Renk açmak için kullanılır. Vazelin: Linolin ile aynı işlemi yapar. Kükürt: Dezenfektan özelliği gösterir. Alüminyum sülfat: Suların temizlenmesinde kullanılır. NaHipoklarit:Tortu sabunlarının rengini ağartmada kullanılır. Hipoklorik asit: Suların yumuşatılmasında kullanılır. Fosforik Asit: Sodyum klorit; Ağartmada kullanılır. 6
Sabun yüzey aktif bir maddedir. Su veya organik maddelerde çözündüğü vakit bu sıvıların yüzey gerilmelerini azaltır ve sıvı içerisindeki maddeleri yüzer vaziyete getirir. Mesela sabunlu suyla eller yıkandığında, kirler sabun molekülleri etkisiyle gevşer ve su içinde yüzmeye başlar, akan su ise bu kirleri elden uzaklaştırır. Magnezyum ve kalsiyum tuzları yönünden zengin olan sert sularla yapılan yıkanmalarda sabunun asit kökü bu iyonlarla çözünmeyen tuzlar meydana getirerek çöker. Sudaki sertliğe sebep olan iyonların hepsinin bu şekilde çöktürülmesinden sonra köpük dolayısıyla temizleme işlemi başlamış olur. (5) 3. Kullanılan Yöntem 1. Aşama: Kekik yağının antimikrobiyal etkisini araştırmak için kontrollü bir deney hazırladım. İlk petri kabını kontrol kabı olarak kullandım. İkinci petri kabının ortasına 1 mikro litre, üçüncü petri kabının ortasına 5 mikro litre, dördüncü petri kabının ortasına ise 10 mikro litre kekik yağı damlattım. 24 saat beklettikten sonra kontrol kabı ile diğer kapları karşılaştırdığımda bu süre içinde kekik yağının mikroorganizmaları öldürerek antimikrobiyal etki gösterdiğini gözlemledim. 2.Aşama: Antimikrobiyal etkisini gözlemlediğim kekik yağını kullanarak katkı maddesi içermeyen, doğal sabun yapımı aşamasına geldim. Öncelikle hassas tartıda 8 gr sodyum hidroksit tarttım. Bunu bir erlenmayere koydum ve üzerine 30 ml su ekleyip çalkalayarak sodyum hidroksitin suda tamamen çözünmesini sağladım. Bu sırada erlenmayerin ısındığını hissettim. Sonrasında bir behere 80 ml zeytinyağı ve 10 ml kekik yağı koydum. Hazırladığım yağ karışımına sodyum hidroksit çözeltisini de ekledim. Beherdeki bu karışımı ısıtıcıya alıp sürekli karıştırarak koyu kıvamlı bir hale gelene kadar 7
ısıttım. Daha sonra bir spatula yardımıyla kekikli sabunumu temiz bir kağıt üzerine yuvarlak şekil vererek yaydım ve oda sıcaklığında kurumaya bıraktım. 4. Ulaşılan Sonuçlar ve Sonuçların Değerlendirilmesi Kurumaya bıraktığım kekikli sabunla bir hafta sonra ellerimi yıkadığımda hafif bir kekik kokusu ve yumuşak bir his verdi. İçinde ekstra köpürtücü katkı maddesi bulunmadığından satın aldığımız sabunlar kadar çok köpürmese de antimikrobiyal etkiye sahip bir sabun elde ettim. 8
5. Kaynaklar (1) http://www.dogalsabun.com/sabunun-tarihi/ (2) http://gizliilimler.tr.gg/sabun-nedir,-nas%26%23305%3bl-sabun- Yap%26%23305%3Bl%26%23305%3Br-ve-Sabunun-Tarih%E7esi.htm (3) https://tr.wikipedia.org/wiki/sabun (4) http://www.zeytinim.com/pdfs/sabun_kullanimi.pdf (5) http://www.foodelphi.com/sabun-uretimi-deneyi/ 9