Streptococcus spp. mutantları kullanılarak fermantasyon sırasında bakteriyel rekabetin hyaluronik asit üretimine olan etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of bacterial competition on hyaluronic acid production during fermentation using streptococcus spp. mutants
- Tez No: 1010765
- Danışmanlar: PROF. DR. HAMDİ ÖĞÜT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Mikrobiyal fermentasyon, Mutasyon, Optimizasyon, Rekabet, Streptococcus, Microbial fermentation, Mutation, Optimization, Competition, Streptococcus
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hyaluronik asit (HA), nemlendirici ve yenileyici özellikleri nedeniyle kozmetik ve tıp dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde kullanılan bir biyopolimerdir. Endüstriyel üretimi, özellikle Streptococcus zooepidemicus ve Streptococcus pyogenes gibi Streptococcus türlerinin kullanıldığı mikrobiyal fermantasyona dayanmaktadır. Bu çalışma, havalandırma rejimleri, UV radyasyonu ve ortak kültür sistemleri dahil olmak üzere çeşitli fermantasyon koşullarının HA üretimi üzerindeki etkisini araştırmaktadır. Havalandırmanın tek kültür ve ortak kültür fermantasyonlarında HA verimi üzerindeki etkisi incelendiği çalışmada. S. zooepidemicus ve S. pyogenes'in 1:1 inokulum oranında ortak kültürlenmesi, tüm havalandırma koşullarında tek kültürlere göre daha yüksek HA verimi sağlamıştır. Özellikle, kapalı sistemde 0,824 g/L HA üretilirken, yarı kapalı ve tam havalandırmalı sistemlerde daha da yüksek verim elde etmiştir (sırasıyla 0,909 g/L ve 1,15 g/L). Bu sonuçlar, kontrollü havalandırma ve mikrobiyal ko-kültürün HA üretimini önemli ölçüde artırdığını göstermektedir. İkinci bölümde, UV mutagenez yöntemi ile elde edilen mutant suşların HA üretim potansiyeli artırılmaya çalışılmıştır. En yüksek HA seviyesini üreten koşullar, S. zooepidemicus suşu için (30 W, 30 cm, 12 saniye) ve S. pyogenes için (30 W, 25 cm ve 8) saniye olarak seçilmiştir. Seçilen mutant suşlar ile yapılan fermantasyon çalışmalarında sıcaklık ve pH'ın HA üretimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Mutant S. zooepidemicus için optimum koşullar 37 °C sıcaklık ve pH 7 iken mutant S. pyogenes için ise 35 °C sıcaklık ve pH 8 olarak belirlenmiştir. Çalışmanın devamında rekabetçi fermantasyonlarda, mutant S. zooepidemicus ve mutant S. pyogenes'in 1:1 inokulum oranının en yüksek HA verimini sağladığını ortaya koymuş ve bu da monokültürlere kıyasla ortak kültür sistemlerinde HA biyosentezini artıran sinerjik bir etki olduğunu göstermiştir. Bu, birlikte kültür sistemlerinin üretkenlik açısından önemli bir avantaj sağlayabileceğini düşündürmektedir. Ek olarak, vahşi tip ve mutant suşların HA verimleri karşılaştırıldığında, S. zooepidemicus ve S. pyogenes mutant suşlarının birlikte kültürlenmesi en yüksek verimliliği sağlamıştır. Sonuç olarak, havalandırma, UV maruziyeti, sıcaklık ve pH gibi fermantasyon koşullarının ko-kültür stratejileriyle birlikte optimize edilmesi, HA üretimini önemli ölçüde artırabilir. Bu bulgular, çevresel ve mikrobiyal optimizasyonların birleştirilmesinin, endüstriyel uygulamalarda ölçeklenebilir, verimli HA üretimi için umut verici bir yaklaşım olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Hyaluronic acid (HA) is a biopolymer with moisturising and regenerative properties that is used in various industries, including cosmetics and medicine. Its industrial production relies on microbial fermentation, particularly of Streptococcus species such as Streptococcus zooepidemicus and Streptococcus pyogenes. This study investigates how various fermentation conditions, such as aeration regimes, UV radiation and co-culture systems, affect HA production. The study examined the impact of aeration on HA yield in both single and co-culture fermentations. Co-culturing S. zooepidemicus and S. pyogenes at a 1:1 inoculum ratio produced higher HA yields than single cultures under all aeration conditions. Specifically, 0.824 g/L of HA was produced in the closed system; however, even higher yields were obtained in the semi-closed and fully aerated systems (0.909 g/L and 1.15 g/L, respectively). These results demonstrate that controlled aeration and microbial co-culture can significantly increase HA production. In the second section, efforts were made to increase HA production by developing UV induced mutant strains. The conditions yielding the highest HA levels were identified as 30 W, 30 cm and 12 seconds for the S. zooepidemicus strain, and 30 W, 25 cm and 8 seconds for the S. pyogenes strain. Fermentation studies were conducted with the selected mutant strains to examine the effects of temperature and pH on HA production. The optimal conditions for the S. zooepidemicus mutant strain were found to be a temperature of 37 °C and a pH of 7. For the S. pyogenes mutant strain, the optimal conditions were a temperature of 35 °C and a pH of 8. Subsequent competitive fermentation studies revealed that a 1:1 inoculum ratio of the S. zooepidemicus and S. pyogenes mutant strains yielded the highest HA yield. This indicates a synergistic effect that enhances HA biosynthesis in co-culture systems compared to monocultures. This suggests that co-culture systems may offer significant productivity advantages. Additionally, co-culturing mutant strains of S. zooepidemicus and S. pyogenes provided the highest HA yield when compared to wild type and mutant strains. In conclusion, optimising fermentation conditions such as aeration, UV exposure, temperature and pH in conjunction with co-culture strategies can significantly increase HA production. These findings suggest that combining environmental and microbial optimisations is a promising approach for the scalable, efficient production of HA in industrial applications.
Benzer Tezler
- Streptococcus diacetylactis'den yüksek düzeyde diasetil oluşturan mutantların eldesi ve bunların doğal suşa oranla faj duyarlılıklarının belirlenmesi
Obtaining high level diacetyl producer mutants from streptococcus diacetylactis and determination their phage sensitivity vs wild strains
AYNUR GÜL KARAHAN
Doktora
Türkçe
1992
Gıda MühendisliğiAnkara ÜniversitesiGıda Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEZİHE TUNAİL
- Türkiye'deki yarış atlarının solunum yollarından izole edilen streptococcus SPP ve staphylococcus SPP etkenlerinde antibakteriyel ilaçlara direncin tespit edilmesi
Antimicrobial resistance of streptococcus SPP. and staphylococcus SPP. isolated from respiratory tract of race horses in Turkey
MEHMET DİRİ
Doktora
Türkçe
2018
Veteriner HekimliğiAnkara ÜniversitesiFarmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER YARSAN
- Bebeklik döneminde oral mikroflorada görülen Streptococcus mutans, Lactobacillus spp., Candida spp.'nin kolonizasyonunun ve ebeveynden bebeğe geçişinin araştırılması
Investigation of colonization of Streptococcus mutans, Lactobacillus spp. and Candida spp. in oral microflora in infancy and transmission from the parent to the infant
ZEHRA BEYZA EREL
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2019
Diş Hekimliğiİnönü ÜniversitesiPedodonti Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLSÜM DURUK
- 6-8 yaş çocuklarında farklı dozlarda ağızda emilebilen xylitol tabletlerin tükürükteki streptococcus mutans ve lactobacillus spp. suşları üzerine etkilerinin değerlendirilmesi
The effects of different doses of suckable xylitol tablet on the levels of salivary mutans streptococci and lactobacilli on 6-8 years old children
CEREN DEVECİ
- Erken çocukluk çağı çürüğü risk değerlendirmesindestreptococcus mutans, streptococcus sobrınus, actınomycesnaeslundıı, lactobacıllus spp., bıfıdobacterıum spp. ve scardovıawıggsıae'nın etkinliğinin klinik olarak incelenmesi
Clinical investigation of the effectiveness of streptococcusmutans, streptococcus sobrinus, actinomyces naeslundii,lactobacillus spp., bifidobacterium spp., and scardovia wiggsiaein the risk assessment of early childhood caries
HİLAL NİYAZOĞLU
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2024
Diş HekimliğiMarmara ÜniversitesiPedodonti Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SERTAÇ PEKER