Geri Dön

Production of lactic acid by simultaneous saccharification and fermentation of horse chestnut shell by using Lactobacillus casei

At kestanesi kabuğundan eş zamanlı sakkarifikasyon ve fermantasyon yaparak Lactobacillus casei ile laktik asit üretimi

PDF İndir

  1. Tez No: 735150
  2. Yazar: ZEYNEP BAŞAK ÇETİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ ÇEKMECELİOĞLU, PROF. DR. HALUK HAMAMCI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 144

Özet

Laktik asit, tekstil, gıda, ilaç ve kozmetik endüstrilerinde asitlendirici, aroma verici veya koruyucu olarak kullanılan çok işlevli bir organik asittir. Laktik asit üretimi için çoğunlukla tercih edilen yöntem bakteriyel fermantasyondur ancak sıklıkla kullanılan rafine şeker üretim maliyetini arttırmaktadır. Bu nedenle çevre dostu, sürdürülebilir ve düşük maliyetli yeni bir karbon kaynağı araştırılmaktadır. At kestanesinin tohumları çoğunlukla ilaç ve antioksidan üretiminde kullanılır, kabukları ise atıldır. Mevcut çalışmada umut vaat edici hammadde olarak ön işleme tabi tutulmuş at kestanesi kabuğundan laktik asit üretim prosesleri ve verimliliği araştırılmıştır. Ayrı hidroliz ve fermantasyon ve eş zamanlı sakkarifikasyon ve fermantasyon teknolojilerinin yanı sıra, bu iki prosesin avantajlarını bir araya getiren yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemde iki biyoreaktör, biri enzimatik hidroliz diğeri fermantasyon için, hortumlar aracılığıyla birbirlerine bağlanmış ve reaktörlerdeki besiyerleri pompa aracılığıyla sirküle edilmiştir. Böylece, enzimatik hidroliz için kullanılan reaktörde enzim için, fermantasyon için kullanılan reaktörde de mikroorganizma için gerekli optimal pH ve sıcaklık koşulları sağlanmıştır. Enzim ve mikroorganizmanın efektif çalışmasına ek olarak, reaktörler arasındaki ortam sirkülasyonu enzim aktivitesinde geri dönüşü olmayan ürün inhibisyonu nedeniyle düşüşü önlemiştir. Deneyde sıcaklık ve pH parametreleri değiştirilirek elde edilen laktik asit derişimi ve verimi kıyaslanmıştır. Enzimatik hidrolizden sonra, hidrolizattaki toplam şeker, ayrı hidroliz ve fermantasyonda L. casei aracılığıyla 18.25 g L-1 laktik aside dönüştürüldü ve verim 0.0.18 g g-1 (kuru at kestanesi kabuğu) olarak hesaplandı. Aynı parametrelerin kullanıldığı eş zamanlı sakkarifikasyon ve fermantasyon prosesinde 6.45 g L-1 laktik asit elde edilirken verim 0.065 g g-1 olarak saptandı, en yüksek laktik asit titresi (42.1 g L-1) ve verimi (0.42 g g-1) ise iki biyoreaktörlü eş zamanlı sakkarifikasyon ve fermantasyon prosesinde oldu. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, at kestanesi kabuğu gibi lignoselülozik hammaddelerden değerli son ürün elde edilmesinde, optimal koşulları birbirine yakın olmayan mikroorganizma ve enzim için iki biyoreaktörlü eş zamanlı sakkarifikasyon ve fermantasyon yöntemi umut vaat etmektedir.

Özet (Çeviri)

Lactic acid is a multifunctional organic acid used as an acidifier, flavoring, or preservative in textile, food, pharmaceutical, and cosmetic industries. Bacterial fermentation is the most preferred method for lactic acid production, but the often-used refined sugar increases the cost of production. For this reason, a new environmentally friendly, sustainable, and low-cost carbon source is being researched. The seeds of horse chestnut are mostly used in the pharmaceutical industry for antioxidant production, while the shells are inert. In the present study, lactic acid production processes and efficiency were investigated from pre-treated horse chestnut shells as a promising raw material. In addition to separate hydrolysis and fermentation, simultaneous saccharification and fermentation technologies, a new method has been established by combining the advantages of these two processes. In the developed process, two bioreactors, one for enzymatic hydrolysis and the other for fermentation, were connected by hoses and the medium in the reactors was circulated through a pump. Thus, the optimum pH and temperature conditions required for the enzyme in the reactor used for enzymatic hydrolysis and for the microorganism in the reactor used for fermentation were provided. In addition to the effective operation of the enzyme and microorganism, the medium circulation between the reactors prevented the decrease in enzyme activity due to irreversible product inhibition. In the experiment, lactic acid titers and yields were measured by changing the temperature and pH parameters. After enzymatic hydrolysis, the total sugar in the hydrolysate was converted to 18.25 g L-1 lactic acid equivalent to a yield of 0.18 g g-1 dry horse chestnut shell by L. casei in separate hydrolysis and fermentation (SHF). In the simultaneous saccharification and fermentation process, using the same parameters, 6.45 g L-1 lactic acid concentration was produced, while the yield was 0.065 g g-1 dry horse chestnut shell. The highest lactic acid titer (42.1 g L-1) and yield (0.42 g g-1 dry horse chestnut shell) were obtained from the simultaneous saccharification and fermentation with a dual bioreactor process (SSF2). Based on the results obtained from this study, the simultaneous saccharification and fermentation with dual bioreactor method for microorganisms and enzymes, whose optimal conditions are not close to each other, gave promising results in obtaining valuable end products from lignocellulosic raw materials such as horse chestnut shells.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    779751

    Lactic acid production by immobilized Rhizopus sp. through simultaneous saccharification and fermentation process using banana peel and beet pulp

    Başlık çevirisi yok

    USAME ALASALİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Mühendislik BilimleriInternational Islamic University Malaysia

    PROF. DR. AZLİN SUHAİDA BİNTİ AZMİ

    DR. ZAHANGİR ALAM

  2. Tez No

    600258

    Streptococcus thermophilus suşlarının laktat dehidrogenaz ve asetaldehit transkript seviyelerinin belirlenmesi ile potansiyel starter seçilmesi

    The potential starter selection of Streptococcus thermophilus strains by determination of lactate dehydrogenase and acetaldehyde transkript levels

    ŞEYMA DÖKÜCÜ KARAÇALI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Gıda MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YEKTA GEZGİNÇ

  3. Tez No

    2873

    Mixed growth kinetics of lactic starters

    Başlık çevirisi yok

    TUNAY BERKMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1988

    Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    DOÇ. DR. T. FARUK BOZOĞLU

  4. Tez No

    93157

    Integrated process development: Organic acid production and ıon-exchange purification

    Birleşik işlem geliştirilmesi: Organic asit üretimi ve iyon değiştirme ile saflaştırılması

    AYŞEM BATUR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2000

    Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. HALUK HAMAMCI

    CEVDET ÖZTİN

  5. Tez No

    636972

    The analysis of food additives and inorganic anions in bread by ion chormatographic method with conductivity detector

    Ekmekte bulunan gıda katkı maddleri ve inorganik anyonların iletkenlik dedektörlü iyon kromatografik yöntem ile tayini

    ZEYNEP MELİS ARKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜLÇİN YILMAZ

Geri Dön