Çeşitli doğal substratların yerel bir Aureobasidium pullulans suşunun pullulan üretimine etkilerinin incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BÜŞRA AKDENİZ
Danışman: Zekiye Yeşim Özbaş
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında, çeşitli doğal substratların fermantasyon ortamları olarak kullanılmalarının, yerel bir suş olan; A. pullulans AZ-6'nın pullulan üretimi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla kullanılan doğal substratlar; çeşitli turunçgil kabukları (portakal, limon, greyfurt, turunç), üzüm posaları, fındık ve kestane kabuğundan hazırlanmış olan hidrolizatlar, şeker kamışından pekmez üretimi sırasında ortaya çıkan artık (ŞKPA), kuru ve taze fındık zürufları ve balkabağı kabuğudur. Fermantasyon deneyleri, çeşitli ön işlemler uygulanarak hazırlanan ve başlangıç pH'ları 6.48'e ayarlanmış ortamlarda, kesikli sistemde, çalkalamalı su banyolarında, 100 vuru/dak sabit çalkalama hızında, 24.2°C'de, karanlık ortamda gerçekleştirilmiştir. Belirli zaman aralıklarında fermantasyon ortamlarından alınan örneklerde; biyokütle, ekzopolisakkarit (EPS), pullulan ve substrat derişimleri tayin edilmiştir. Deneyler sırasında, mikroorganizmanın özgül üreme hızı ve özgül ürün oluşum hızı değerleri de hesaplanmıştır. Doğal substrat kaynaklarından, pullulan üretimini en iyi destekleyen substratlardan; kuru fındık zürufu ile çalışılmasına karar verilmiştir. Kuru fındık zürufu ile hazırlanan fermantasyon ortamında elde edilen en yüksek EPS ve pullulan derişimleri, sırasıyla; 30.36 ve 30.02 g/L'dir. Bu ortamda en yüksek biyokütle derişimi ise; 3.54 g/L olarak belirlenmiştir. Mikroorganizmanın üssel üreme bölgesinde hesaplanan özgül üreme hızı; 0.016 sa-1, belirlenen maksimum özgül ürün oluşum hızı değeri ise; 1.56 g pullulan/(g mo.sa)'dir. Kuru fındık zürufu ile hazırlanan fermantasyon ortamında, başlangıç derişimleri sırasıyla; 2.71 ve 8.46 g/L olarak belirlenen ksiloz ve glukoz, fermantasyonun sonunda, çalışılan suş tarafından tamamen tüketilmişlerdir. Bu araştırmanın ikinci aşamasında ise, kuru fındık zürufundan hazırlanan fermantasyon ortamının, optimizasyonu amacıyla; yanıt yüzey yöntemi kullanılarak bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kullanılan program yardımıyla, merkezi karma tasarım yönteminden yararlanılarak, merkez noktada 6 tekrarlı, 20 deneyden oluşan bir deney tasarım planı oluşturulmuştur. Deney tasarımındaki optimizasyon için seçilen bağımsız değişkenler; amonyum sülfat derişimi, derişik sülfürik asit hacmi ve öğütülmüş fındık zürufu miktarı, bağımlı değişkenler ise; maksimum pullulan derişimi, maksimum EPS derişimi ve mikroorganizma özgül üreme hızıdır. Bağımsız değişkenlerin bağımlı değişkenler üzerindeki etkileri, program yardımıyla türetilen model eşitlikler yardımıyla, çoklu regresyon analizi ile değerlendirilmiştir. Oluşturulan modellerin uygunluğu varyans analizi (ANOVA) ile analiz edilmiştir. Optimizasyon deneyleri sonucunda çalışılan fermantasyon ortamı için optimum olarak belirlenen amonyum sülfat derişimi, derişik sülfürik asit hacmi ve öğütülmüş fındık zürufu miktarı sırasıyla; 7.2 g /L, 2.5 mL ve 20 g olarak bulunmuştur. Bu koşullarda elde edilen en yüksek pullulan ve EPS derişimleri ise sırasıyla; 74.39 ve 75.95 g/L olup, optimum koşullarda, A. pullulans AZ6'nın özgül üreme hızı; 0.097 sa-1olarak hesaplanmıştır. Optimum deney koşullarında istenen hedefe ulaşma fonksiyonunun değeri ise; 0.915 olarak bulunmuştur. Bu tez çalışmasında son olarak, üretilen bazı EPS örneklerinin, FT-IR spektrometresi kullanılarak, moleküler yapı analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu deneyler sonucunda elde edilen spektrumda görülen, pullulan için önemli bazı fonksiyonel gruplara ait piklerin, saf pullulan ile elde edilenlerinkine oldukça benzer oldukları da saptanmıştır. Anahtar kelimeler: Pullulan, ekzopolisakkarit, Aureobasidium pullulans, fermantasyon, doğal substrat, optimizasyon