Geri Dön

Termofilik-selülolitik bakteri Clostridium thermocellum kullanılarak selüloz ve selülozik atıkların parçalanması ve şeker birikiminin optimizasyonu

Cellulose and cellulosic waste degradation by thermophilic cellulotic bacteria Clostridium thermocellum and optimization of glucose accumulation

PDF İndir

  1. Tez No: 202994
  2. Yazar: ÖZLEM ÖZPINAR
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MELEK ÖZKAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 90

Özet

Bu çalışmada doğada bol miktarda bulunan ve yenilenebilir bir karbon kaynağı olan selüloz ve selüloz içerikli lignoselülozik atıkların termofilik, selülolitik ve anaerobik bir bakteri olan Clostridium thermocellum ATCC 27405 suşu tarafından kullanımı araştırılmıştır. Kültür ortamında selüloz kullanımı sonucu biriken şekerlerin etanol üretim kapasitesi daha yüksek olan mikroorganizmalar tarafından substrat olarak kullanılabileceği düşünülerek proses sonucunda biriken glukoz miktarı takip edilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında besiyeri bileşen konsantrasyonlarının ve ortam koşullarının selülozun parçalanması sonucu biriken şeker miktarına ve etanol üretimine olan etkisi incelenmiştir. Besiyerindeki fosfat, magnezyum, demir ve kalsiyum bileşenlerinin şeker birikimi üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir. 50oC inkübasyon ısısının ve azot gazı atmosferinin şeker birikimini ve etanol üretimini arttırdığı gözlemlenmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında tarımsal kaynaklı lignoselülozik atıkların C. thermocellum hücreleri tarafından kullanılabilirliği incelenmiştir. Bu maddeler içerisinde hemiselüloz, lignin gibi enzim hidrolizini yavaşlatıcı polimerler içerdiğinden bunları gidermek için kaynatma ve alkali uygulaması gibi ön işlemler yapıldıktan sonra besiyerine ilave edilmiştir. Arpa ve buğday sapında uygulanan alkali hidrolizi ile glukoz birikiminde sırasıyla %14 ve %10'lük bir artış olduğu gözlenmiştir. Bu kısımda ayrıca kağıt fabrikası atıklarının C. thermocellum tarafından parçalanması ve etanol üretimi incelenmiştir. Farklı miktarlarda kağıt atığı içeren C. thermocellum kültürlerinde en yüksek glukoz birikimi (5,9 g/l) 20 g/l kağıt içeren kültürde gerçekleşmiştir. Tez çalışmasının son kısımda ise glukoz birikiminin sürekliliğini sağlayabilmek için C. thermocellum kültürleri yarı sürekli sistemde üretilmişlerdir. Her gün, iki günde bir ve üç günde bir 5 ml ve 10 ml hacimlerde taze besiyeri ile seyreltilen kültürlerden üç günde bir 5 ml seyreltme yapılan kültürde optimum glukoz birikimi sağlanmış ve 5,7 g/l olarak tespit edilmiştir. Kültürlerde etanol üretimi 0,3 ile 0,8 g/l arasında değişmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, the use of cellulose and renewable lignocellulosic wastes, which are found in waste amount in nature, by thermophilic, cellulolytic and anaerobic bacterium Clostridium thermocellum ATCC 27405 strain was studied. Glucose accumulated in C. thermocellum culture at the end of cellulose degradation can be used as substrate for microorganisms which have higher ethanol production capacity. Because of that glucose accumulation at the end of cellulose degradation was monitored. In the first part of the thesis, the effect of medium component concentration and environment conditions on sugar accumulation as a result of cellulose degradation and ethanol production was investigated. It was determined that phosphate, magnesium, iron and calcium components in the medium were effective on the sugar accumulation. Incubation temperature of 50oC and nitrogen gas atmosphere increased the sugar accumulation and ethanol production. In the second part of the study, the usage of agricultural lignocellulosic wastes by C. thermocellum cells was examined. These lignocellulosic wastes contain some polymers like hemicellulose and lignin which slow down the enzymatic hydrolysis. In order to ease the hydrolysis some pretreatment methods like boiling and alkaline hydrolysis were performed. It was shown that glucose accumulation increased respectively % 14 and 10 with alkaline hydrolysis applied to barley and wheat. In this part of the thesis, degradation of wastes from paper pulp industry by C. thermocellum was also studied. It was shown that the highest glucose accumulation (5,9 g/l) occurred in the culture which contained 20 g/l paper pulp waste . In the last part of the study, semi-batch C. thermocellum cells were run for sustaining glucose accumulation. The cultures were diluted every day, every two days and every three days with 5 ml and 10 ml volumes of fresh RM containing 10 g/l cellulose. Optimum glucose accumulation was observed in the culture which was diluted with 5 ml fresh medium every three days. Amount of glucose was measured as 5,7 g/l in that culture. The ethanol concentration in the cultures varied between 0,3 to 0,8 g/l.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    432987

    Process optimization for bioethanol production from agroindustrial wastes

    Tarımsal sanayi atıklarından biyoetanol üretimi için proses optimizasyonu

    DENİZ KÖŞEBENT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    BiyomühendislikMarmara Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EBRU TOKSOY ÖNER

  2. Tez No

    492417

    Modification of hydrogen metabolism for improved ethanol production in thermophilic bacteria

    Termofilik bakterilerde etanol üretiminin artırılması amacı ile hidrojen metabolizmasının modifikasyonu

    AYŞENUR EMİNOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    BiyomühendislikKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ OSMAN BELDÜZ

  3. Tez No

    82573

    Utilization of lignacellulosic compounds for the production of cellulases by torula thermophila

    Lignoselülozik maddelerin torula thermophilea tarafından selülaz üretimi amacı ile kullanılması

    HALİL DÜNDAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZÜMRÜT B. ÖGEL

  4. Tez No

    593202

    Termofilik bir aktinomiset olan Thermobifida fusca EFTS 7A suşundan selülaz geninin klonlanmasi ve rekombinant proteininin üretilmesi

    Cloning of cellulase genes from Thermobifida fusca EFTS 7A which is a thermophylic actinomyces and production of its recombinant protein

    GİZEM VAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    BiyolojiEge Üniversitesi

    Temel ve Endüstriyel Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL KARABOZ

  5. Tez No

    119478

    Cloning sequencing and expression of L-lactate dehydrogenase gene from Clostridium thermocellum and isolation, characterization and transformation of various cellulolytic, thermophilic, ethanol-producing bacteria

    Clostridium thermocellum'dan L-laktat dehidrogenaz geninin klonlanması ekspresyonu ve çeşitli sellülolitik, termofilik, etanol üreten bakterilerin izolasyonu, karakterizasyonu ve transformasyonu

    MELEK ÖZKAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2002

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLAY ÖZCENGİZ

    DOÇ. DR. ZÜMRÜT ÖGEL

Geri Dön