Investigating the effect of different factors on enzymatic hydrolysis of sugar beet pulp & corn cob
Farklı faktörlerin şeker pancarı küspesi ve mısır koçanının enzimatik hidrolizine etkisinin araştırılması
- Tez No: 607181
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL MECİT ÖZTOP, DOÇ. DR. ÇAĞDAŞ DEVRİM SON
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Endüstriyel veya tarımsal üretim atıkları olarak elde edilen biyokütlenin hidrolizi son yıllarda önemli ilgi görmektedir. Bu çalışmada 2 farklı biyokütle çalışılmıştır. Çalışmanın 1. bölümünde, şeker pancarı küspesi (SBP) hidrolizi, Yanıt Yüzey Metodolojisi (RSM) kullanılarak optimize edilmiştir. Şeker pancarı küspesi, şeker üretiminin bir ürünüdür ve hidrolizi, fermantasyon işlemlerinde kullanılabilecek değerli şekeri üretmeye olanak sağlar. SBP'nin RSM ile hidroliz parametreleri olarak enzim konsantrasyonunun etkisi, hidroliz süresi ve küspe miktarı incelenmiştir. Deney tasarımı, 5 seviyeli merkezi kompozit tasarım kullanılarak yapılmış ve substrat miktarı, iki farklı enzim-Pectinex Ultra SP-L ve Cellic Ctec3 konsantrasyonu ve hidroliz süresi etkisi incelenen parametreler olmuştur. %20 SBP kullanıldığında, Pectinex Ultra SP-L'nin miktarının 250 µl'nin üzerine çıkarılması sonucunda verimin 90 g / L'nin üstüne çıktığı bulunmuştur. SBP yüzdesi arttıkça, 150 µl civarında düşük hacimli Cellic Ctec3 kullanırken bile, verimin maksimuma ulaştığı tespit edilmiştir. Analiz sonuçları, Pectinex Ultra SP-L'nin Cellic Ctec3 ile beraber kullanımının sinerjik bir etki oluşturduğunu göstermektedir. RSM modeli sonucunda elde edilen tahminler, maksimum indirgenmiş şeker verimi için optimal noktanın bu tezde kullanılan deneysel aralığın ötesinde olduğunu göstermiştir. RSM'ye ek olarak, substrat miktarı, enzim konsantrasyonları ve hidroliz süresinin etkilerini araştırmak için sınıflandırma ve Regresyon Ağacı (CART) yöntemi kullanılmıştır. Regresyon Ağacı analizi sonuçları, RSM'deki tahminleri doğrulamıştır. Ayrıca, analizi sonuçları ilerideki optimizasyon çalışmaları için bir temel oluşturabilir niteliktedir Çalışmanın 2. bölümünde, mısır koçanı hidroliz için substrat olarak kullanılmıştır. Mısır koçanı yüksek lignin içerikli bir ürünüdür ve hidrolizi, farklı ön işlem yöntemlerinin kullanılmasını gerektirmektedir. Bu çalışmada, ön-işlem yöntemi kullanmak yerine, enzimlerin selülozik ağa lignin yoluyla erişebilirliğini arttırmak için yüzey aktif maddeler kullanılmıştır. Yüzey aktif madde olarak Tween 20 ve 80 kullanılmıştır. Hidroliz, pH'sı 4.8 olan 0.05 M sodyum sitrat tamponunda gerçekleştirilmiş, Celluclast 1.5L ve Novozyme 188, enzim oalrak 150 µL sabit konsantrasyonda kullanılmış ve hidroliz, 24 saat süresince izlenmiştir. Sonuçlar, yüzey aktif madde ilavesinin etkisinin, lignin bir ön muamele yöntemi ile ortamdan uzaklaştırılmadığı sürece hidroliz üzerinde etkili olmadığını göstermiştir (p
Özet (Çeviri)
Hydrolysis of biomass obtained as the waste of industrial or agricultural production has gained significant interest in recent years. In this study, 2 different biomasses were studied. In the 1st part of the study, sugar beet pulp (SBP) hydrolysis was optimized using Response Surface Methodology (RSM). Sugar beet pulp is an important by product of sugar manufacturing and its hydrolysis could yield valuable sugars that can be used in fermentation processes. As the parameters of SBP hydrolysis by RSM, effect of enzyme concentration, hydrolysis time and pulp amount were examined. A central composite design with 5 levels was constructed using; substrate loadings, two different enzyme- Pectinex Ultra SP-L and Cellic Ctec3 concentrations and hydrolysis time. It was found that at 20% SBP subtrate loadings, as the volume of Pectinex Ultra SP-L was increased above 250 µl, yield reached its maximum- above 90 g/L. As the SBP loading increased, even while using lower volumes of Cellic Ctec3 -around 150 µl, yield reached its maximum. Analysis showed that combining Pectinex Ultra SP-L with Cellic Ctec3 resulted in a synergetic response. RSM estimates indicated that the optimal point for maximum reduced sugar yield was beyond the experimental range used in this thesis. In addition to RSM, classification and regression tree (CART) method was used to investigate the effects of substrate amount, enzyme loadings and hydrolysis time. Regression tree analysis results confirmed the estimations from RSM. Moreover, classification tree analysis results form a basis for future optimization studies. In the 2nd part of the study, corn cob was used as the substrate for hydrolysis. Corn cob is a high lignin product and its hydrolysis requires the use of different pretreatment methods. In this study, rather than using a pretreatment method, surfactants were utilized to increase the accessibility of the enzymes to the cellulosic network through lignin. Tween 20 and 80 were used as the surfactants. Hydrolysis was performed in 0.05 M sodium citrate buffer at a pH of 4.8. Celluclast 1.5L and Novozyme 188 were used at a fixed concentration of 150 µL as the enzymes and the hydrolysis was monitored for 24 hours. Results showed that effect of surfactant addition was not significant on hydrolysis (p
Benzer Tezler
- Lipase-catalyzed incorporation of conjugated linoleic acid into corn oil: Optimization using response surface methodology
Mısır yağı ile konjuge linoleik asit karışımının enzimatik asidolizi ile yapılandırılmış yağ üretimi ve optimizasyonu
ÇİĞDEM SEZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEM ÜSTÜN
PROF. DR. H. AYŞE AKSOY
- Enzim izalasyonu ve katalitik etkisinin incelenmesi
Isolation and characterization of notive lipase
NURSEL ÇERÇİOĞLU
- Bakladan ultrases destekli alkali ekstraksiyon ile protein eldesi: Teknofonksiyonel, ın vıtro biyoerişebilirlik ve ade inhibisyon özelliklerinin incelenmesi
Protein extraction by ultrasound assisted alkaline extraction from faba beans: Investigation of technofunctional, in vitro bioavailability and ace inhibition properties
ZEHRA MERTDİNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK
- Türkiye kökenli pirina yağından sıvı-sıvı ekstraksiyonu ile serbest yağ asitlerinin giderilmesi üzerinde bir inceleme
An Investigation on the deacidification of Turkish sulphur olive oil by liquid-liquid extraction
SELMA TÜRKAY
- Investigation of the reactivities of monomeric and polymeric components in some foods in digestion conditions in vitro
İn vitro sı̇ndı̇rı̇m koşullarında monomerı̇k ve polı̇merı̇k gıda bı̇leşenlerı̇nı̇n reaktı̇vı̇telerı̇nı̇n ı̇ncelenmesı̇
BERAT AYTÜL HAMZALIOĞLU
Doktora
İngilizce
2017
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VURAL GÖKMEN