Microbial detoxification of groundnut meal naturally contaminated with aflatoxin using Rhodococcus erythropolis
Doğal olarak aflatoksin ile kontamine olmuş yerfıstığı küspesinin Rhodococcus erythropolis kullanılarak mikrobiyal detoksifikasyonu
- Tez No: 416697
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DENİZ ÇEKMECELİOĞLU, PROF. DR. TAHSİN FARUK BOZOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Aflatoksinler Aspergillus flavus ve Aspergillus parasiticus türü küflerin belirli koşullar altında ürettiği kanserojen etkiye sahip mutajenik ikincil metabolitlerdir. Gıda ve yemlerde bulunan aflatoksinlerin kronik veya akut tüketimi büyük sağlık risklerine neden olmaktadır. Özellikle gıda artıkları ve yan ürünlerinden üretilen yemlerde aflatoksin önemli bir sorundur. Bu nedenle kontamine olmuş ürünlerde aflatoksinleri giderme gereksinimi her geçen gün artmaktadır. Bu çalışmada öncelikle aflatoksin parçaladığı bilinen gram-pozitif ve aerobic Rhodococcus erythropolis bakterisinin en uygun gelişim koşulları sentetik ortamda belirlenmiştir. Gelişim için en etkili olan karbon ve azot kaynaklarının belirlenmesi için her seferinde bir faktör değiştirme yaklaşımı kullanılmıştır. Gelişim için önemli faktörler (sıcaklık, pH, sıvı kültür hacmi, çalkalama hızı ile azot ve karbon kaynakları derişimi) Plackett-Burman yöntemi ile taranmıştır. Plackett-Burman tasarımı sonucunda belirlenen önemli üç faktör (sıcaklık, sıvı hacmi ve çalkalama hızı) daha sonra Box-Behnken tepki yüzey optimizasyonu yöntemiyle incelenmiş ve R. erythropolis gelişimi için gerekli en uygun koşullar belirlenmiştir. R. erythropolis'in aflatoksin parçalama yeteneğinin daha iyi anlaşılması için canlı hücre kültürleri ve hücredışı enzimleri karşılaştırılmıştır. Aflatoksin B1 detoksifikasyon işlemi üç faktörlü (katı derişimi, aşılama hacmi ve süre) Box-Behnken tepki yüzey yöntemi ile incelenmiştir. İşlenmiş yerfıstığı küspesinde toksisite değişimi koyun karaciğeri glutathione-S-transferase enzimatik yöntemiyle değerlendirilmiştir. Sonuçlar, R. erythropolis gelişimi için en uygun azot ve karbon kaynaklarının pepton ve glikoz olduğunu göstermiştir. En uygun gelişim koşulları; 22.5°C sıcaklık, 7 pH, 500 mL erlen içerisinde 100 mL sıvı hacmi, %1 aşılama hacmi, 135 dev/dak çalkalama hızı, 5 g/L glikoz derişimi ve 5 g/L pepton derişimi olarak bulunmuştur. Canlı hücrelerin Aflatoksin B1 parçalamada daha etkili olduğu saptanmış ve çalışmanın geri kalanında bakteri kültürü bu şekilde kullanılmıştır. R. erythropolis hücreleri ve hücre dışı enzimlerinin aflatoksin yokluğunda geliştirildiğinde bile AFB1'i parçalamada etkili olduğu gözlemlenmiştir. R. erythropolis'in canlı hücre kültürlerinin hücre dışı enzimlere göre daha iyi detoksifikasyon etkisi sağladığı gözlemlenmiştir. Box-Behnken deney tasarımının analizi sonucunda en uygun detoksifikasyon koşulları ise 27.4 %(w/v) katı derişimi, % 4.88(v/v) aşılama hacmi ve 24 saat işlem süresi olarak belirlenmiştir. Bu koşullar altında teorik olarak %92.2 detoksifikasyon sağlanması öngörülmektedir ve bu koşullarda tekrarlanan doğrulama deneylerinde %87.2 detoksifikasyon sağlanmıştır. İşlenmiş yerfıstığı küspesinin toksisitesinin önemli derecede azaldığı da saptanmıştır. İşlenmiş örnekler enzim aktivitesini %64.5 oranında inhibe ederken, işlenmemiş örnekler %86.6 oranında inhibe etmiştir. Sonuç olarak, R. erythropolis'in canlı hücre kültürleri, aflatoksinlerle kontamine olmuş ve hayvan yeminde kullanılacak yerfıstığı küspesinin detoksifikasyonunda etkili detoksifikasyon ajanı olarak önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
Aflatoxins are highly mutagenic toxins with carcinogenic effects produced as secondary metabolites by fungal species Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus under certain conditions. Chronic or acute consumption of aflatoxins found in food and feed products possesses great health risks. It is particularly an important problem in animal feed from food waste and by-products. Therefore there is growing need to eliminate aflatoxins from contaminated products. In this study, first the optimum growth conditions of gram-positive, aerobic bacterium Rhodococcus erythropolis, which is known to be degrading aflatoxin, were determined in synthetic media. One factor at a time approach was adopted to determine the most effective carbon and nitrogen sources for growth. Plackett-Burman design was used to screen other variables (temperature, pH, liquid culture volume, agitation speed and concentrations of nitrogen and carbon sources) important for growth. Three variables determined as significant by Plackett-Burman design was then further evaluated with Box-Behnken response surface optimization method and optimum conditions were defined for growth of R. erythropolis. For better understanding of aflatoxin degrading ability of R. erythropolis, viable cells and crude extracellular enzymes were compared. Process conditions for detoxification of Aflatoxin B1 were optimized by Box-Behnken response surface method with three variables (solid concentration, inoculum volume and time). Decrease in toxicity of treated groundnut meal was assessed by sheep liver glutathione-S-transferase (GST) assay. The results showed that peptone and glucose are the best nitrogen and carbon sources for growth of R. erythropolis, respectively. Optimal culture conditions were found as 22.5 °C of temperature, pH 7, 100 mL of liquid volume in 500 mL flasks, 1% (v/v) of inoculum volume, 135 rpm of agitation speed, 5 g/L of glucose concentration and 5 g/L of peptone concentration. Viable cells were found to be more effective for Aflatoxin B1 degradation and used for rest of the study. It was observed that R. erythropolis cells and extracellular enzymes are able to degrade aflatoxin even when grown in absence of the toxin. It was observed that viable cell cultures of R. erythropolis performed better detoxification activity than extracellular enzymes. Optimum conditions for detoxification were found as 27.4 %(w/v) of solid concentration, 4.88 %(v/v) of inoculum volume and 24 h of time by Box-Behnken response optimization. At these conditions maximum reduction in AFB1 was predicted as 92.2% and verified as 87.3% Toxicity of treated groundnut meal extracts were found to be decreased significanty by GST assay. Treated samples inhibited the enzyme activity 64.5% and untreated samples inhibited 86.6%. As a result, viable cell cultures of R. erythropolis was suggested as an effective detoxification agent for aflatoxin contaminated groundnut meal used for animal feed.
Benzer Tezler
- Sultaniye cinsi kuru üzümde bulunan okratoksin (OTA) detoksifikasyonunda soğuk plazma teknolojisinin kullanımı ve kalite özelliklerinin incelenmesi
Application of cold plazma technology in detoxification of ochratoxin (OTA) in sultanas and investigation of the effect on quality properties
İREM AKBULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TANER BAYSAL
- Rekürrent aftöz stomatitisli hastalarda tükürük antioksidan seviyeleri
The salivary antioxidant levels in the patients with recurrent aphthous stomatitis
FATMA ÇAĞLAYAN
Doktora
Türkçe
2008
BiyokimyaAtatürk ÜniversitesiOral Diagnoz ve Radyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET BERHAN YILMAZ
- Doğal üretilen küflü peynirden izole edilen bazı laktik asit bakterilerinin aflatoksin B1 ve aflatoksin M1 üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of effects of some lactic acid bacteria isolated from naturally produced mouldy cheese on aflatoxin M1 and aflatoxin B1
ZİBA GÜLEY
Doktora
Türkçe
2008
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiSüt Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HARUN RAŞİT UYSAL
- Bazı radiotrofik funguslarda melanin üretimi ve optimizasyonu
Some radiotrofik fungi melanin production and optimization
BERRİN ÜNAL
- Şeker pancarı küspesinin biyoetanol üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the usage of sugar beet pulp for bioethanol production
HANDE GÜNAN YÜCEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜMRİYE AKSU