Atık biradan mikrobiyal yolla renk pigmenti üretimi
Microbial color pigment production from waste beer
- Tez No: 594548
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET YEKTA GÖKSUNGUR, DOÇ. DR. SAYIT SARGIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Atıkların değerlendirilmesi, biracılık sektörü de dahil olmak üzere tüm gıda endüstrisi için çevre bileşenlerinin korunması, kirliliğin önlenmesi ve ekonomik üretim için kritik bir öneme sahiptir. Çevre kirliliği, dünya nüfusundaki artış ve buna bağlı olarak daha verimli üretim yöntemlerinin geliştirilmek zorunda olması gibi nedenlerle atık ve yan ürünlerin geri kazanılması ve bu atıklardan katma değeri yüksek ürünlerin üretilmesi zorunlu hale gelmektedir. Bira sanayi için olumsuz bir maliyet unsuru olan organik yapıdaki bira sanayi atıkları, biyoteknolojik süreçler için düşük maliyeti ve zengin kimyasal kompozisyonu ile gelecek vaat eden bir ham madde kaynağını oluşturmaktadır. Bu çalışmada, ucuz bir substrat olarak atık bira/artık bira kullanılarak derin kültür fermentasyon ile Monascus purpureus CMU 001 tarafından kırmızı pigment üretilmiştir. Fermantasyon ortamı olarak alkol ve CO2 uzaklaştırılmış, 7.5 g/L monosodyum glutamat eklenmiş atık bira kullanılmıştır. Çalkalama hızı ve fermantasyon hacminin M.purpureus'un kırmızı pigment sentezini etkilediği bulunmuştur. 200 rpm çalkalama hızı, 50 ml fermentasyon hacmi, başlangıç pH değeri 7.0, %2 inokülasyon oranı (v/v) ile 18.54 UA510nm maksimum kırmızı pigment üretimi elde edilmiştir. Çeşitli azot kaynaklarının (monosodyum glutamat, malt çimi, maya ekstraktı, mısır ıslatma suyu, amonyum sülfat ((NH4)2SO4), pepton ve üre) pigment üretimine etkisi incelenmiş ve en yüksek pigment sentezi monosodyum glutamat azot kaynağı olarak kullanıldığında elde edilmiştir. Pigment üretiminde mısır ıslatma suyu ve maya ekstraktı azot kaynağı olarak kullanıldığında umut verici sonuçlar elde edilmiştir. Optimum monosodyum glutamat konsantrasyonunun 7.5 g/L olduğu bulunmuştur. Pigment ve biyokütle oluşumunun kinetiği, 8 günlük bir fermantasyon süresi boyunca optimize edilmiş fermantasyon koşulları altında belirlenmiştir. Çalışmada belirlenen optimum koşullarda pigment ve biyokütle oluşumunun kinetiği belirlenmiştir. Tez çalışmasının son aşamasında M.purpureus CMU 001 tarafından derin kültür fermentasyon yöntemiyle üretilen kırmızı pigmentlerin termal ve pH stabiliteleri belirlenmiştir. Pigment stabilitesi, farklı sıcaklık ve pH koşulları altında değerlendirilmiştir. Kırmızı pigmentlerin termal bozunumu birinci dereceden bir kinetik reaksiyonla ifade edilmiş ve bozunum sabitlerinin sıcaklıkla bağıntısı Arrhenius modeli ile değerlendirilmiştir. Kırmızı pigmentlerin aktivasyon enerjileri, pH 4.0 ve 6.0'da sırasıyla 15.68 ve 10.45 kcal mol−1 olarak elde edilmiştir. Otoklavlama sonrası kırmızı pigment renk yoğunluğu, pH 4.0 ve 6.0 için sırasıyla %70.19 ve %27.47 azalmıştır. Sonuçlara göre, kırmızı pigmentin renk bozunumu, pH değerindeki düşüş ve sıcaklıktaki artışlar ile belirgin şekilde artmıştır. Bu çalışma ile atık bira, derin kültür fermantasyon sisteminde M.purpureus kullanılarak pigment sentezi için ilk kez kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
Waste utilization is a critical and important issue for the food industry related to the issues of environmental protection, pollution prevention and process economy. Utilization of waste and by-products for the production of high value-added products becomes compulsory due to economic and environmental issues since brewery industry generates large amounts of organic wastes. Although brewery waste is a negative cost factor for brewery industry, its rich content of complex carbohydrates, nitrogen and minerals opens avenues to the production of biotechnological products such as biofuel, enzymes, organic acids and bioactive compounds. In this study, red pigment by Monascus purpureus CMU 001 in submerged fermentation system using waste beer/residual beer as an inexpensive substrate was produced. Alcohol and CO2 removed residual beer supplemented with 7.5 g/L of monosodium glutamate was used as the fermentation medium. Shaking speed and medium volume was found to affect red pigment synthesis by M.purpureus. Maximum red pigment production of 18.54 UA510nm was obtained with 200 rpm shaking speed, 50 ml of the fermentation medium, initial pH of 7.0, inoculation ratio of 2% (v/v). Several nitrogen sources (monosodium glutamate, malt sprouts, yeast extract, corn steep liquor, ammonium sulfate ((NH4)2SO4), peptone and urea) were investigated, and the highest pigment synthesis was obtained with monosodium glutamate. Promising results were obtained with corn steep liquor and yeast extract when used as the nitrogen source in pigment production. The optimum monosodium glutamate concentration was found to be 7.5 g/L. Kinetics of pigment and biomass formation was determined under the optimized fermentation conditions over a fermentation period of 8 days. Thermal and pH stability of red pigments produced by M.purpureus CMU 001 in submerged fermentation were also determined. The pigment stability was evaluated under different pH and temperature conditions. The thermal degradation of red pigments showed first-order kinetics while the temperature dependence of the degradation constants followed the Arrhenius model. The activation energies of red pigments were 15.68 and 10.45 kcal mol−1 at pH 4.0 and 6.0, respectively. The intensity of red pigment after autoclaving decayed by 70.19% and 27.47% at pH 4.0 and 6.0, respectively. According to these results, color degradation of the red pigment increased prominently with decreases in the pH and increases in the temperature values. This is the first article about the use of residual beer for pigment synthesis using M.purpureus in the submerged fermentation system.
Benzer Tezler
- Süt fabrikası atık sularının arıtılması sırasındaki mikrobiyel değişmeler oluşan parçalanma ürünleri O2 gereksinimi ve CO2 oluşumunun tespit edilmesi
Başlık çevirisi yok
C. ÇİĞDEM MÜFTÜOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Çevre MühendisliğiAnkara ÜniversitesiGıda Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VELİTTİN GÜRGÜN
- Growth of agriculturally important pseudomonas spp. and azotobacter chroococcum on beer waste and observation of their survival in peat
Zirai açıdan önemli bir pseudomonas türü ve azotobacter chroococcum'un atık birada büyütülmesi ve torfta yaşam eğrilerinin gözlenmesi
BENEK ABAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK HAMAMCI
PROF. DR. MERAL YÜCEL
- Tekstil atık suyunun çöktürmeyle arıtımında yapay sinir ağı kullanılarak arıtımının modellenmesi ve pH denetimi
In the treatment of textile wastewater with coagulation, modeling of treatment and pH control using artificial neural networks
HİLAL AYYILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA ZEYBEK
- Kağıt endüstrisi atık suyunun çöktürme ile iyileştirilmesi ve adaptif keşifsel pH kontrolu
The treatment of the paper mill wastewater by coagulation and adaptive heuristic pH control
BÜŞRA MERAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Mühendislik BilimleriAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEHRA ZEYBEK
- Yapay zekaya dayalı olarak insanların katı evsel atıklarının tahmini ve orman endüstrisi'nin kullanımı için optimizasyon
Prediction of human solid household waste based on artificial intelligence and optimization for forest industry use
AYLY ACHYLOV
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBartın ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TİMUÇİN BARDAK
DOÇ. DR. SELAHATTİN BARDAK