Biomass protein production from tomato pomace by fermentation with Saccharomyces cerevisiae
Domates posasından Saccharomyces cerevisiae ile fermantasyon yoluyla biyokütle proteini üretimi
- Tez No: 1016176
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİL MECİT ÖZTOP, PROF. DR. EMİN BURÇİN ÖZVURAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Gıda Bilimleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Domates işleme endüstrisinin önemli bir yan ürünü olan domates posası, yüksek değerli protein bileşenlerine dönüştürülme konusunda önemli potansiyele sahip, yetersiz değerlendirilmiş bir biyokütle kaynağıdır. Bu çalışma, domates posasının gıda uygulamalarına uygun, üstün fonksiyonel ve besleyici özelliklere sahip maya kaynaklı tek hücreli proteine dönüştürülmesi için sürdürülebilir bir biyoproses stratejisi geliştirmeyi amaçlamıştır. Domates posası, indirgeyici şeker verimini ve biyokütle dönüşümünü optimize etmek amacıyla üç hidroliz yaklaşımına ısıl işlem görmüş seyreltik asit, alkali ön işlemli enzimatik ve hidrotermal ön işlemli enzimatik hidroliz tabi tutulmuştur. Optimal hidrolizat, maya biyokütlesi üretmek için Saccharomyces cerevisiae fermantasyonunda substrat olarak kullanılmıştır. Fermantasyonda, katı yük (%5, 10, 15 a/h), inokulum hacmi (%1, 2, 3 h/h) ve fermantasyon süresi parametreleri 3 × 3 × 5 tam faktöriyel tasarım ve ikinci dereceden polinom regresyonu ile optimize edilmiştir. Biyokütle optimal koşullar altında üretilmiş ve hasat edilen biyokütleden proteinler beş farklı yöntem kullanılarak ekstrakt edilmiştir: alkali ekstraksiyon-izoelektrik çöktürme (AE-IEP), mikrodalga destekli alkali ekstraksiyon (MAE), ultrason destekli alkali ekstraksiyon (UAE), yüksek kesme kuvvetli homojenizasyon destekli ekstraksiyon (HSHAE) ve yüksek basınç homojenizasyonu destekli ekstraksiyon (HPHAE). Karşılaştırmalı analiz, HPHAE'nin optimal yaklaşım olduğunu belirlemiş, bu yöntem diğer yöntemlere kıyasla dengeli fonksiyonel özellikler ve diğer ekstraksiyon yöntemlerine göre rekabetçi geri kazanım verimi ile protein üretmiştir. Bu bulgular, domates posasının bitki bazlı gıdalar, et analogları, fırıncılık ürünleri ve protein zenginleştirilmiş içeceklerde potansiyel uygulamalara sahip yüksek kaliteli maya proteini üretimi için sürdürülebilir, düşük maliyetli bir hammadde kaynağı olarak hizmet edebileceğini göstermektedir. Bu biyoproses stratejisi, gıda endüstrisi atıklarını değerli protein bileşenlerine dönüştürerek ve çevresel etkiyi azaltarak döngüsel ekonomi ilkelerine katkıda bulunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Tomato pomace, a major by-product of tomato processing industries, represents an underutilized biomass resource with significant potential for valorization into high-value protein ingredients. This study aimed to develop a sustainable bioprocessing strategy for converting tomato pomace into yeast-derived single-cell protein with superior functional and nutritional properties suitable for food applications. Tomato pomace was subjected to three hydrolysis approaches: heat-treated dilute acid, alkaline-pretreated enzymatic, and hydrothermal-pretreated enzymatic hydrolysis to optimize reducing sugar yield and biomass conversion. The optimal hydrolysate was used as substrate for Saccharomyces cerevisiae fermentation to produce yeast biomass. In the fermentation, solid load (5, 10, 15% w/v), inoculum volume (1, 2, 3% v/v) and fermentation period parameters were optimized by 3 x 3 x 5 full factorial design and second-order polynomial regression. Biomass was produced under optimal conditions, and proteins were extracted from the harvested biomass using five methods: alkaline extraction-isoelectric precipitation (AE-IEP), microwave-assisted alkaline extraction (MAE), ultrasound-assisted alkaline extraction (UAE), high-shear homogenization-assisted extraction (HSHAE), and high-pressure homogenization-assisted extraction (HPHAE). Comparative analysis identified HPHAE as the optimal approach, producing protein with balanced functional properties compared to other methods and competitive recovery yield relative to other extraction methods. These findings demonstrate that tomato pomace can serve as a sustainable, low-cost feedstock for producing high-quality yeast protein with potential applications in plant-based foods, meat analogs, bakery products, and protein-fortified beverages. This bioprocessing strategy contributes to circular economy principles by converting food industry waste into valuable protein ingredients while reducing environmental impact.
Benzer Tezler
- Sıngle cell proteın productıon from tomato leaves and stems by submerged fermentatıon
Domates yaprak ve saplarından batık fermentasyon tekniği ile tek hücre proteini üretilmesi
DUYGU MENTEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL MECİT ÖZTOP
PROF. DR. HAMİ ALPAS
- Process optimization for bioethanol production from agroindustrial wastes
Tarımsal sanayi atıklarından biyoetanol üretimi için proses optimizasyonu
DENİZ KÖŞEBENT
Doktora
İngilizce
2016
BiyoteknolojiMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EBRU TOKSOY ÖNER
- Mikroalglerden fermantasyon yolu ile elde edilen özütlerin biyopestisit olma potansiyelinin incelenmesi
Investigation of biopesticide potential of extracts obtained from microalgae by fermentation
MERYEM DİNDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyomühendislikBursa Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METE YILMAZ
PROF. DR. SAİT SARGIN
- Purification of plant produced g protein of rabies at the 1kg biomass scale from nicotiana benthamiana plant
1 kg biyokütle ölçeğinde üretilen nıcotıana benthamıana bitkisinde kuduz g proteininin saflaştırılması
ÖZLEM BABACAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyoteknolojiAkdeniz ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TARLAN MAMMEDOV
- E. colı kullanarak nar, ananas ve muz kabuklarından tek hücre proteini üretimi: Protein verimini artırma için besin karışımının optimizasyonu
Single-cell protein production from pomegranate, pineapple and banana peels using e. coli: Optimization of nutrient mix for enhanced protein yield
JABIR OMAR MOHAMED
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyoteknolojiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN MURAT VELİOĞLU