Hydrolysis of pistachio shell into xylose by using MW-HPCO2 system and bioconversion of xylose to xylitol by Candida tropicalis
Antep fıstığı kabuğunun MW-HPCO2 sistemi kullanılarak ksiloza hidrolizi ve ksilozun Candida tropicalis tarafından ksilitole biyokonversiyonu
- Tez No: 857479
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DERYA KOÇAK YANIK, PROF. DR. FAHRETTİN GÖĞÜŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Beslenme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
İkincil tarımsal kalıntılardan biyoteknolojik yolla ksilitol üretimi, sürdürülebilirlik ve çevre açısından umut verici bir yaklaşımdır. Bu çalışmada, Antep fıstığı kabuğunun ksiloza hidrolizi için mikrodalga destekli yüksek basınçlı CO2/H2O hidroliz (MW-HPCO2) sistemi kullanılmıştır. Sıcaklık, zaman ve sıvı-katı oranının ksiloz verimi üzerindeki etkisini araştırmak ve MW-HPCO2 hidrolizini optimize etmek için Box Behnken yanıt yüzeyi metodolojisi tasarımı uygulanmıştır. 190°C, 30 dk ve 18 mL/g reaksiyon koşulları altında maksimum %61,39 ksiloz verimi ve minimum %11,07 bozunum ürünleri (HMF ve furfural) elde edilmiştir. HMF ve furfural, ksilozca zengin hidrolizattan aktif kömür ile tamamen uzaklaştırılmıştır. Candida tropicalis ATCC 13803 ile gerçekleştirilen ksilitol üretimi için erlenmayer ve biyoreaktörde detoksifiye edilmiş ksiloz bakımından zengin hidrolizat kullanılmıştır. Erlenmayerde ksilitolün biyodönüşümü üç farklı başlangıç ksiloz konsantrasyonunda (100, 150 ve 200 g/L) gerçekleştirilmiştir. Erlenmayerde en yüksek ksilitol (65,15 g/L) ve 0,66 g/g maksimum verim 100 g/L ksiloz konsantrasyonu ile elde edilmiştir. Biyoreaktörde sıcaklık, pH ve havalandırmanın ksilitol verimi üzerindeki etkisini araştırmak için Box Behnken tasarımı uygulanmıştır. Optimize edilmiş koşullar altında (34,5°C, pH 4,5 ve 1,2 vvm) en yüksek ksilitol verimi 0,94 g/g bulunmuştur. Ksilitol, kültür ortamından kristalizasyon yoluyla %68,4 verimle geri kazanılmıştır.
Özet (Çeviri)
Biotechnological xylitol production from secondary agricultural residues is a promising approach in terms of sustainability and the environment. In this study, microwave-assisted high-pressure CO2/H2O hydrolysis (MW-HPCO2) system was employed for the hydrolysis of pistachio shell into xylose. Box Behnken design of response surface methodology was implemented to investigate the effect of temperature, time and liquid-to-solid ratio on xylose yield and to optimize MW-HPCO2 hydrolysis process. A maximum xylose yield of 61.39% and minimum degradation compounds (HMF and furfural) of 11.07% were attained under reaction conditions of 190°C, 30 min and 18 mL/g. HMF and furfural were completely removed from xylose-rich hydrolysate by activated charcoal. Detoxified xylose rich hydrolysate was used for both shake-flask and bioreactor using Candida tropicalis ATCC 13803 for xylitol production. Bioconversion of xylitol in shake-flask was performed at three different initial xylose concentrations (100, 150 and 200 g/L). Highest xylitol concentration (65.15 g/L) and the maximum yield of 0.66 g/g was obtained with xylose concentration of 100 g/L in shake-flask. Box Behnken design was implemented to investigate the effect of temperature, pH and aeration on xylitol yield in bioreactor. The highest xylitol yield was 0.94 g/g under optimised conditions (34.5°C, pH 4.5 and 1.2 vvm). Xylitol was recovered with a yield of 68.4% from culture media by crystallization.
Benzer Tezler
- Bio-refinery of pistachio production by-products
Antep fıstığı üretim atıklarının biyorafinasyonu
HATİCE NEVAL ÖZBEK
Doktora
İngilizce
2020
Gıda MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAHRETTİN GÖĞÜŞ
PROF. DR. SİBEL FADILOĞLU
- Farklı ön işlem uygulamalarıyla fıstık (Pistacia vera L.) kabuğu atıklarından biyoetanol eldesi
Bioethanol production from pistachio (Pistacia vera L.) waste applied different pretreatment processes
BETÜL GÖNCÜ
Doktora
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiHarran ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKKİ GÜLŞEN
- Antep fıstığı dış kabuğu ve kestane kabuğundan yenilikçi yöntemlerle üretilen nanoselülozun farklı teknolojilerle dondurulmuş ekmek hamurunda kriyoprotektan olarak kullanım potansiyelinin araştırılması
Investigating the cryoprotectant potential of nanocellulose valorized from pistachio hull and chestnut shell via innovative methods in bread dough frozen by different technologies
AHMET GÖRGÜÇ
Doktora
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH MEHMET YILMAZ
- Fıstık yaprağı ekstrağından demir oksit yeşil sentezi ve sodyum borhidrürün hidrolizinde katalizör destek malzemesi olarak kullanılmasının araştırılması
Iron oxide green synthesis from peanut leaf extract and investigation of the use of sodium borohydride as a catalyst support material in the hydrolysis
AYŞE YELDA DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiSiirt ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL DEMİR
- Anacardiaceae ailesinden (Pistacia vera L. cv. Siirt) Lipaz enzimlerinin saflaştırılması ve karakterizasyonu
Purification and characterization of Lipase enzyme from Anacardiaceae (Pistacia vera L. cv. Siirt)
CANAN MERİÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyokimyaDumlupınar ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN BÜLBÜL