Purification of microbially produced Ca-L(+)-lactate with a novel technique: drying induced elution of impurities
Mikrobiyel olarak üretilen kalsiyum L-laktatın özgün bir teknikle saflaştırılması
- Tez No: 442312
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK HAMAMCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kalsiyum laktat, fermantasyon, saflaştırma, Calcium Lactate, Fermentation, Purification
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Kalsiyum L-(+)-laktat üretimi için Lactobacillus casei suşu kullanılarak fermantasyon gerçekleştirilmiştir. Geri dönüştürülebilir kaynaklardan laktik asit üretimi üretim ve saflaştırma maliyetinin çokluğundan dolayı kısıtlıdır bu yüzden bu çalışmada laktik asidin L-(+)-laktat olarak ucuz hammaddeler kullanılarak üretimi hedeflenmiştir. Fermantasyon 37 °C'de gerçekleşmiş, pH CaCO3 eklenerek 5.5'ta tutulmuştur ve karıştırma devri de 120'dir. Fermantasyon ortamı farklı substratlarla oluşturulan %7 ila %10 karbonhidrat, %2,9'a kadar maya özütünden elde edilen protein ile birlikte minerallerle desteklenmiştir ve çalışma hacmi küçük ölçekli deneyler için 100 ml ve büyük ölçekli deneyler için 70 L'dir. Fermantasyon sonucunda ortamdaki katı maddeler filtrelenip sıvı faz %10 Kalsiyum L-(+)-laktat oranına ulaşana kadar buharlaştırılır. Bu sıvı fazın rengi içinde bulundurduğu çözünmüş protein, eser metal ve bazı bilinmeyen maddelerden dolayı açık kahverengidir. Kalsiyum laktatı sıvı fazdan ayırmak için ise kristalizasyon uygulanır. %10 kalsiyum L-laktat içeren sıvı faz 4°C'de bir gün boyunca kristalleştirilir ve elde edilen kristaller sıvı fazdan vakumla süzme yoluyla ayrılır. Ancak yine de elde edilen kalsiyum laktat katısı içerisindeki nemde daha az da olsa protein ve metal içerir. Bu katı uçuk sarı renktedir ve saf kalsiyum laktat beyaz renkte olduğu için beyaz renkten farklılığı bir saflaştırma indikatörü olarak kabul ediyoruz. Bu katının renk olarak beyazdan farkı kuru maddede 267'dir, hala içerisinde 0,1 g/L protein, 269 ppm Zn, 809 ppm Fe, 22 ppm Cu bulunduruyordu. Bu katı halen biraz protein ve bazı eser maddeler içerdiği için ileri bir saflaştırma yöntemi olan“drying induced elution”a ihtiyaç duyuldu. En geçerli hava akış hızı ve sıcaklığı 1 m/s ve 55 °C olarak belirlendi ve aşamalı kurutmanın dört defa yapılmasının bu yöntemle daha fazla saflaştırma gerçekleştirilememesi nedeniyle yeterli olduğu görüldü. Saflaştırmanın dört aşamalı kurutma kısmında kuru maddede %98,3 kalsiyum laktat elde edilmiştir ki ilk numune kuru maddede %90,8 kalsiyum laktat içeriyordu, ayrıca rengin de %90,2'si uzaklaştırıldı. Ancak, son üründe bile kuru maddede 34 ppm protein, 97 ppm metal (Fe, Zn, Cu) ve bazı bilinmeyen maddeler vardı.
Özet (Çeviri)
For the production of calcium L-(+)-lactate (Ca-L(+)-Lactate) fermentation was performed by using Lactobacillus casei. Production with inexpensive raw materials and low cost purification of lactic acid (LA) as Ca-L(+)-Lactate was aimed because LA production from renewable materials is limited due to high production and purification costs. Fermentation conditions were 37°C for temperature, pH was kept at 5.5 by adding CaCO3 as neutralizer and stirring was adjusted at 120 rpm. Fermentation medium consisted of 7-10% carbohydrates from different substrates, 0-2.9% yeast extract and was supported by minerals and working volume of fermentation was 100 ml in small scale and 70 L for large scale. After fermentation was done solid particles were filtered off and the filtrate was evaporated to obtain 10% Ca-L(+)-Lactate. The color of the filtrate was light brown due to soluble proteins, trace metals and various other biochemical materials within. As an initial purification step, crystallization was done. The filtrate containing minimum 10% Ca-L(+)-Lactate was crystallized at 4°C and the crystals obtained were separated from liquid phase under vacuum. Nevertheless, the Ca-L(+)-Lactate cake obtained still had protein and trace metals in the inclusions. The cake was light yellow in color and the color deviation from white was treated as the impurity indicator since pure Ca-L(+)-Lactate is white in color. Its color difference from white was 267 ΔE in dry basis, it had still 0.1 g/L protein and 269 ppm Zn, 809 ppm Fe, 22 ppm Cu. Since the cake still had protein and trace metals further purification technique which is drying induced elution of impurities was experimented. Air flow rate and temperature were selected as 1 m/s and 55 °C and it had been observed that repeating more than four times of drying was unnecessary since there had been no further color change between bottom parts of samples. During drying part of purification step initial Ca-L(+)-Lactate had been 90.8 % in dry basis and became 98.3 % after four drying stages 90.2 % of the coloring compounds were removed. However, there was still 34 ppm protein, 97 ppm trace metals (Fe, Zn, Cu) and probably other undetermined materials in the final Ca-L(+)-Lactate powder.
Benzer Tezler
- Reçine, aktif karbon ve Uv lambalarının ev tipi su arıtma cihazlarındaki etkinliğinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
İREM TÖRE
- Enzim izalasyonu ve katalitik etkisinin incelenmesi
Isolation and characterization of notive lipase
NURSEL ÇERÇİOĞLU
- Anoxybacillus gonensis G2T ksiloz izomeraz geninin klonlanması, gen ürününün saflaştırılması ve karakterizasyonu
Cloning of anoxybacillus gonensis G2T xylose isomerase gene and purification and characterization of gene product
DERYA YANMIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
BiyokimyaKaradeniz Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN BELDÜZ
- Bira ve alkol üretiminde kullanılan bazı enzimlerin mikrobiyal yolla eldesi
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN ÜSTÜNES
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ULGAR GÜVENÇ
- Fungal biotransformation of novel 20(27)-octanor cycloastragenol and biological activities of the purified metabolites
Özgün 20(27)-oktanor sikloastragenol'ün fungal biyotransformasyonu ve saflaştırılmış metobolitlerinin biyolojik aktiviteleri
SEDA DUMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL BEDİR
PROF. DR. ALİ ÇAĞIR