Xylanase production by mixed culture submerged fermentation
Karışık ve derin kültür fermentasyon yöntemi ile ksilanaz enzimi üretimi
- Tez No: 355350
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DENİZ ÇEKMECELİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Gıda Mühendisliği, Biotechnology, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: karışık kültür, Bacillus subtilis, Kluyveromyces marxianus, ksilanaz aktivitesi, karbon kaynağı, mixed culture, Bacillus subtilis, Kluyveromyces marxianus, xylanase activity, carbon source
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Daha kolay proses kontrolü ve sürdürülebilir şekilde daha yüksek miktarda enzim üretimleri için mikroorganizmaların kullanımı ile enzim üretimine artan ilgi devam etmektedir.Büyük miktarlarda atık madde üreten gıda ve tarım sanayi enzim üretimi için mükemmel bir kaynaktır. Ksilanazlar, tüm enzimler içinde pektinolitik enzimlerle birlikte gıda enzim üretiminde % 25 paya sahiptirler ve meyve suları ve şarapların özütlenmesinde/berraklaştırılmasında, ekmek kalitesinin arttırılmasında ve gıdaların/yiyeceklerin sindirilebilirliğinin geliştirilmesinde v.s. yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Bu nedenle bu çalışmada, Bacillus subtilis and Kluyveromyces marxianus'un ksilanaz üretme potansiyelleri karışık kültür derin kültür fermentasyon yöntemi kullanılarak araştırılmıştır. İnokulum miktarları (2-4 ml/100 ml), zaman (12-96 h), karbon kaynağı olarak substrat derişimi (%10-40) ve çeşidi (arabinoz, ksiloz, sükroz ve glikoz, sentetik saf ksilan ve fındık kabuğu) ve pH'ın ksilanaz üretimi üzerine etkileri 35 oC sabit sıcaklık ve 130 dev/dak karıştırma hızında değerlendirilmiştir. 1.0 ml K. marxianus ve 1.0 ml B. subtilis kültürleri kullanılarak sırasıyla 11.23±0.02 IU/ml ve 12.11±0.05 IU/ml ksilanaz aktiviteleri elde edilmiştir. Bacillus subtilis (0.5 ml) ve Kluyveromyces marxianus (0.5 ml) karışık kültürleriyle 24 saatlik fermentasyondan sonra 17.93±0.04 IU/ml aktiviteye sahip arttırılmış ksilanaz aktivitesi üretilmiştir. 19.65±0.4 IU/mL'lik daha yüksek ksilanaz üretimine Bacillus subtilis (1.0 ml) and Kluyveromyces marxianus (1.0 ml)'tan oluşan toplam 2 ml inokulum miktarı ile 24 saatlik fermantasyondan sonra ulaşılmıştır. Tarama denemelerinde en yüksek enzim aktivitesine, karbon kaynağı olarak arabinoz (26.77± 0.5 IU/ml) ve ksiloz (14.92 ± 0.6 IU/ml) kullanılarak 35oC, 6.5 pH ve 130 dev/dk'da 24 saatlik fermentasyon sonucunda ulaşılmıştır. Hidrolize fındık kabuğu (11.38±0.01 IU) ksilozdan (14.58±0.06 IU/ml) sonra en iyi ikinci hammadde olarak bulunmuştur. Box-Behnken YYY ile optimum koşullar 49.5 IU/ml'lik en yüksek aktiviteyle %4 (ml/100 ml) B.subtilis, %1.0 (ml/100 ml) K.marxianus, ve %40 (w/v) katı kütle miktarı ve pH 7 olarak bulunmuştur. Modelin deneysel sonuçlara uyumu, hesaplanan varyasyon katsayısı (R2=0.95) ve önemsiz uyum eksikliği (p=0.099>0.05) sonuçlarıyla doğrulanmıştır. Sonuç olarak, ksilanaz üretimi baştaki optimize edilmemiş kültür şartlarına oranla %152 arttırılmıştır. Ayrıca bu çalışma, bakteri ve maya karışımı kültür kullanarak ksilanaz üretiminin tekli kültür kullanımına göre avantajlı olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The growing interest in enzyme production by the usage of microorganisms continues for easier process control and sustainably higher amount of enzyme production. Food and agricultural industry, which produces large amounts of waste materials, is an excellent resource for enzyme manufacture. Among all, xylanase is considered to have 25 % shares in conjunction with pectinolytic enzymes within food enzyme production and extensively used in extraction/clarification of juices and wines, improvement of bread-quality, and improvement of feed/food digestibility etc. Thus, in this study, Bacillus subtilis and Kluyveromyces marxianus were searched for their potential in xylanase production using mixed culture submerged fermentation method. Effect of inoculum amounts (2-4 ml/100 ml), time (12- 96 h), substrate concentration (10-40 %) and type (arabinose, xylose, sucrose and glucose, synthetic pure xylan and hazelnut shell) as carbon sources, and pH on xylanase production was evaluated at constant temperature of 35oC and agitation of 130 rpm. Xylanase activities of 11.23±0.02 IU/ml and 12.11±0.05 IU/ml were obtained using 1.0 ml of K. marxianus and 1.0 ml of B. subtilis cultures, respectively. Enhanced xylanase activity of 17.93±0.04 IU/ml was produced after 24 h of fermentation with mixed cultures of Bacillus subtilis (0.5 ml) and Kluyveromyces marxianus (0.5 ml). The higher xylanase production of 19.65±0.4 IU/mL was achieved with total inoculum amount of 2.0 ml of Bacillus subtilis (1.0 ml) and Kluyveromyces marxianus (1.0 ml) after 24 h fermentation. Screening experiments revealed that the highest enzyme activities were obtained using arabinose (26.77± 0.5 IU) and xylose (14.92 ± 0.6 IU/ml) as carbon sources after 24 h fermentation at 35oC, pH 6.5 and 130 rpm. Hydrolyzed hazelnut shell (11.38±0.01 IU/ml) was found the second best raw material after the xylose (14.58±0.06 IU/ml). Optimum conditions suggested by Box-Behnken RSM were found as 4 (ml/100 ml) B. subtilis, 4 ml (ml/100ml) K. marxianus, and 40 (% w/v) solid load and pH 7 with maximum activity of 49.5 IU/ml. The determination coefficient (R2) of the model (0.95) and the insignificant lack of fit (p=0.099>0.05) verified that the model fitted well to the experimental data. As a result, xylanase production was increased by 152 % compared to initial unoptimized culture conditions. This study also showed that xylanase production using mixed culture of bacteria and yeast is advantageous over single culturing.
Benzer Tezler
- Derilerin korunmasında kullanılan tuzlardaki tuza toleranslı bakterilerin izolasyonu, karakterizasyonu, biyokimyasal özellikleri, antibiyotiklere karşı hassasiyetleri ve inaktivasyonu
Isolation, characterization, biochemical properties, antibiotic susceptibilities and inactivation of halotolerant bacteria in salt used in hide preservation
ELİF YILMAZ
- Katı substrat fermentasyonu (KSF) ile Trichoderma harzianum ve Trichoderma viride türü funguslarda ksilanaz üretimi, saflaştırılması ve biyokimyasal özelliklerin belirlenmesi
Xylanase production, purification and identification of biochemical characteristics of Trichoderma harzianum and Trichoderma viride species fungi through solid state fermentation
HÜSEYİN ALPER İRTEM
Doktora
Türkçe
2018
MikrobiyolojiBalıkesir ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE DİLEK AZAZ
- Birincil ve ikincil lif karışımlarının yazı tabı, oluklu mukavva ve gazete kağıdı üretiminde kullanımının araştırılması
Investigation the using primary and secondary fiber blends in writing-printing, newspaper and corrugated cardboard papers production
MUSTAFA ÇİÇEKLER
Doktora
Türkçe
2019
Ağaç İşleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TUTUŞ
- Aureobasidium pullulans NRRL Y-2311-1 kullanılarak katı kültür fermantasyon ile ksilanaz üretimi
Xylanase production by Aureobasidium pullulans NRRL Y-2311-1 via solid state fermentation
MELTEM GELEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyoteknolojiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SIRMA YEĞİN
- Production and characterization of thermostable alpha-amylase and xylanase from thermobacillus sp. vo15 and bacillus licheniformis. vo14
Thermobacıllus sp. vo15 ve bacıllus lıchenıformıs vo14'den termostabıl alfa-amılaz ve ksılanaz enzımlerının üretımı ve karakterızasyonu
MARIWAN FATHALLA ABDALFATAH ABDALFATAH
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyoteknolojiSiirt ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VEYSİ OKUMUŞ