Geri Dön

Pectinase production using apple pomace as carbon source by mixed culture fermentation

Karbon kaynağı olarak elma posası kullanılarak karışık kültür fermentasyonu ile pektinaz üretimi

PDF İndir

  1. Tez No: 442134
  2. Yazar: CEREN KUVVET
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. DENİZ ÇEKMECELİOĞLU, DOÇ. DR. ÇAĞDAŞ DEVRİM SON
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Gıda Mühendisliği, Mikrobiyoloji, Biotechnology, Food Engineering, Microbiology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 105

Özet

Üretim maliyetini azaltmak için tarımsal ve gıda atıklarından enzim üretimine karşı artan bir ilgi vardır. Pektinaz; meyve işleme, alkollü içecek, kahve ve çay fermantasyonu ve tekstil endüstrisi uygulamalarında kullanılan başlıca enzimlerden biridir. Pektinaz; çeşitli bitki ve mikroorganizmalardan katı kültür ve derin fermantasyon yöntemleri kullanılarak üretilir, ama ticari enzim üretiminde en yoğun olarak küfler kullanılmaktadır ve küflerden enzim üretimini inceleyen çalışmalar oldukça fazladır. Dolayısıyla; bu çalışmada karbon kaynağı olarak elma posası kullanılarak derin fermantasyon yöntemi ile pektinaz üretiminde karışık bakteri kültürü kullanılmıştır. İlk olarak, logaritmik gelişim dönemi ve durma dönemlerinin saptanabilmesi için B.subtilis ve B.pumilus mikroorganizmalarının gelişme eğrileri oluşturulmuştur. İki kültür de durma dönemlerinin giriş evrelerinde fermantasyonda kullanılmışlardır. Tek aşamalı ve çift aşamalı asit hidroliz yöntemleri kullanılarak ön-işlem çalışmaları yapılmıştır. Fermantasyon süresini sabit tutmak amacı ile ön çalışmalar yapılmıştır. Box-Behnken tasarımı ile 15 adet deney seti oluşturulmuş ve fermantasyon koşulları pH (7, 8 ve 9), elma posası(AP) konsantrasyonu (5, 10 ve 15 %) ve karışık kültür oranına göre (1/4, 3.4/1.6 ve 4/1) optimize edilmiştir. İndirgen şeker miktarı, biokütle, protein miktarı ve pektinaz aktivite arasındaki ilişkileri göstermek için optimum koşullarda ileri analizler yapılmıştır. Ön değerlendirme analizleri; maksimum pektinaz aktivitesinin 24 saat fermantasyon süresi ile sağlanabildiğini ortaya çıkarmıştır. %4 H2SO4 ile uygulanan tek aşamalı asit hidrolizi en iyi ön-işlem yöntemi olarak bulunmuştur ve Box-Behnken YYY ile optimum koşullar 11.48±0.51 IU/mL'lik en yüksek aktiviteyle 15 % AP; pH 9 ve karışık kültür oranı (B.subtilis/B.pumilus) 2.125 olarak bulunmuştur. Modelin deneysel sonuçlara uyumu, hesaplanan varyasyon katsayısı (R2=97.98) ve önemsiz uyum eksikliği (p=0.124>0.05) sonuçlarıyla doğrulanmıştır. Pektinaz üretim kinetiği; Leudeking ve Piret modeline göre hesaplanmıştır. Pektinaz üretiminin gelişime dayalı olarak gerçekleştiği bulunmuştur. Gelişime dayalı faktör ise α=8.0431 olarak bulunmuştur Sonuç olarak bu çalışma pektinaz üretimi için elma posasının etkin bir karbon kaynağı olduğunu ve karışık kültür fermantasyonunun pektinaz üretimini arttırdığını göstermiştir.

Özet (Çeviri)

There is a growing interest in enzyme production from food and agricultural wastes to reduce the cost of production. Pectinases are one of the important group of enzymes used in fruit processing, alcoholic beverages, coffee and tea fermentation and textile industries. Pectinases can be produced by both solid state and submerged fermentation from various plant and microorganisms; however fungal microorganisms are the largest sources of bulk commercial enzymes and there are numerous studies on pectinase production from fungal sources. Therefore, in this study; bacterial mix culture (Bacillus subtilis and Bacillus pumilus) was used to produce pectinase by submerged fermentation using apple pomace as carbon source. Firstly, growth curves of both microorganisms (Bacillus subtilis and Bacillus pumilus) were constructed to determine the exponential and stationary phases. The cultures were used at the beginning of stationary phase during fermentation. Pre-treatment of apple pomace was carried out using one step and two step acid hydrolysis methods. Initial screening was done to fix the time variable of fermentation. A set of 15 experiments was constructed by Box-Behnken design to optimize fermentation conditions with respect to pH (7, 8 and 9), apple pomace (AP) concentration (5, 10 and 15 %) and mix culture ratio-B.subtilis/B.pumilus (1/4, 3.4/1.6 and 4/1). Further analyses at optimum condition were carried out to investigate any correlation between reducing sugar content, biomass, protein content and pectinase production. Initial screening experiments revealed that maximum pectinase production was achieved after 24 h fermentation time. One-step acid hydrolysis with 4% H2SO4 was found the best pre-treatment method. The highest pectinase activity was 11.48±0.51 IU/mL measured at 15 % AP; pH 9 and mix ratio(B.subtilis/B.pumilus) 2.125. The determination coefficient (R2=97.98) and insignificant lack of fit (p=0.124>0.05) proved that the model fitted well to the experimental data. Pectinase production kinetics was evaluated by Leudeking and Piret model. Pectinase production was found growth-related whose coefficient (α) was 8.0431. In conclusion, this study shows that apple pomace is an effective carbon source for the pectinase production and mix culture fermentation has enhanced pectinase production.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    824356

    Temperature optimization for the active production of exo-polygalacturonase enzyme in Pichia pastoris protein expression systems in shake flask level and testing of apple pomace as a waste carbon source

    Ekzo-poligalakturonaz enziminin Pichia pastoris protein ifade sistemlerinde çalkalama şişesinde üretimi için sıcaklık ve elma püresinin atık karbon kaynağı olarak kullanımının optimizasyonu

    HATİCE BETÜL KUZUDİŞLİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyomühendislikGebze Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BARIŞ BİNAY

  2. Tez No

    312145

    Bacillus pumilus (NRLL B-212) ile pektin ve tarımsal atıklardan pektinaz üretiminin incelenmesi

    Investigation of pectinase production from pectin and agricultural wastes by Bacillus pumilus (NRLL B-212)

    ÖZLEM TEPE

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Çevre MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ARZU Y. DURSUN

  3. Tez No

    612682

    Valorization of industrial food wastes by production of phenolic antioxidants via fermentation with newly isolated Aspergillus spp.

    Endüstriyel gıda atıklarının yeni izole edilmiş Aspergillus spp. ile fermantasyonu yoluyla fenolik antioksidanların üretiminde değerlendirilmesi

    ZEHRA GÜLSÜNOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ

    DOÇ. DR. HATİCE FUNDA KARBANCIOĞLU GÜLER

  4. Tez No

    492742

    Pseudomonas fluorescens (NRRL B-2641) ile pektinaz üretiminin incelenmesi

    Investigation of production of pectinase by Pseudomonas fluorescens (NRRL B-2641)

    FADİLE GÜL PAMPAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Çevre MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARZU YADİGAR DURSUN

  5. Tez No

    75380

    Ayva pektinin ekstraksiyonu

    Extraction of quince pection

    ÜLKÜ ÇİFTÇİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜL EVRANUZ

Geri Dön