Arthrospira platensis'in özgün laktik asit bakterilerinin üretiminde kullanimi ve biyoproses optimizasyonu
Use of arthrospira platensis in the production of traditional lactic acid bacteria and bioprocess optimization
- Tez No: 967776
- Danışmanlar: PROF. DR. DİDEM BALKANLI, PROF. DR. OSMAN SAĞDIÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 112
Özet
Biyobazlı fermente ürünler, sağlıklı sürdürülebilir diyetlere olan ilginin artması nedeniyle son zamanlarda hem insan sağlığı hem de sürdürülebilirlik açısından giderek daha önemli hale gelmiştir. Bu tez çalışması kapsamında yerel peynir numunelerinden bakteri izolasyonu yapılmış ve bu kapsamda 45 adet laktik asit bakterisi izole edilmiştir. Ön çalışmalar sonucunda 4 farklı laktik asit bakterisi ile devam edilmiştir. Mevcut çalışma, 3 L'lik bir cam biyoreaktörde Lacticaseibacillus rhamnosus 23.2 bakterisinin spirulina ile etkileşimini ve havalandırma ve çalkalama hızının son ürün biyokütlesi ve antioksidan kapasitesi üzerindeki etkisini belirlemek için tasarlanmıştır. Fermantasyon ortamı sadece glikoz, inorganik tuz karışımı ve spirulina tozu içermektedir. Optimizasyon modelinin sonuçlarından tahmini biyokütle ve antioksidan aktivite sırasıyla 3,74 g/L ve %84,72 olarak bulunmuştur. Fermantasyon sonrası elde edilen biyoaktif üründen protein çöktürme yapılmış ve protein hidrolizatları elde edilmiştir. Bu ürünlerin antibakteriyel etki, toplam fenolik içerik ve canlı hücre sayısının değişimi üzerine etkileri incelenmiştir. Toplam fenolik madde içeriği 26 mg Gallik asit eşdeğeri (GAE) g-1, canlı hücre sayısı 24 saat sonunda 11.5 log CFU mL-1 elde edilmiştir. Antibakteriyel etki çalışmasında 4 farklı patojen ile çalışılmış ve FS ürünleri özellikle gram pozitif patojenlere karşı güçlü etkinlik göstermiştir. ACE inhibitor aktivite çalışmasında FS ürünleri %51 oranında ACE inhibitor aktivte göstermiştir. İleriki çalışmalarda elde edilen protein hidrolizatlarının hücre kültürü denemeleri yapılmış ve ürünlerin sağlık üzerine etkileri incelenmiştir. MTT ve hücre göçü (yara iyileşme) analizleri Caco-2 insan kolorektal kanser hücreleri üzerindeki kanser karşıtı ve metastatik etkiler FS, fermente edilmemiş spirulina (unFS) ile karşılaştırıldığında, FS'nin hücre canlılığını ve göçünü doz bağımlı bir şekilde önemli ölçüde azalttığını ve en güçlü etkilerin 5X seyreltmede gözlemlendiğini ortaya koymuştur. Buna karşılık, unFS ürünleri daha zayıf biyoaktivite göstermiştir. Bu bulgular, fermantasyonu kanser önleme ve tedavisi için doğal bileşiklerin işlevsel özelliklerini geliştirmek için umut vadeden bir biyoteknolojik yaklaşım olarak vurgulamaktadır. Çalışmalar kapsamlı şekilde değerlendirildiğinde spirulina biyokütlesinin laktik asit bakterileri için uygun bir ortam substratı olma potansiyelini ortaya koymuştur. Bu tez çalışmasından elde edilen sonuçların gıda, ilaç, tarım ve kozmetik endüstrilerinde potansiyel yenilikçi ürün ve stratejiler konumlandırabileceği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Bio-based fermented products have recently become increasingly important for both human health and sustainability due to the growing interest in healthy sustainable diets. Within the scope of this thesis, bacterial isolation was made from local cheese samples and 45 lactic acid bacteria were isolated. As a result of the preliminary studies, 4 different lactic acid bacteria were used. The present study focused on health related the evaluate of fermented spirulina (FS) products Lacticaseibacillus rhamnosus 23.2 in a 3-L bioreactor. The fermentation medium contained only glucose, inorganic salt mixture and spirulina powder. The estimated biomass and antioxidant activity were found to be 3.74 g/L and 84.72 %, respectively, from the results of the optimization model. Protein precipitation was performed from the bioactive product after fermentation and protein hydrolysates were obtained. The effects of these products on antibacterial effect, total phenolic content and changes in the number of living cells were investigated. Total phenolic content was 26 mg Gallic acid equivalent (GAE) g-1, and the number of living cells was 11.5 log CFU mL-1 after 24 hours of fermentation. In the antibacterial effect study, 4 different pathogens were studied and FS products showed strong activity especially against Gram-positive pathogens. In the ACE inhibitory activity study, FS products showed 51% ACE inhibitory activity. In further studies, cell culture experiments of the obtained protein hydrolysates were conducted and the health effects of the products were examined. MTT and cell migration (scratch) assays anti-cancer and metastatic effects on Caco-2 human colorectal cancer cells FS compared to unfermented spirulina (unFS) revealed that FS significantly reduced cell viability and migration in a dose-dependent manner, with the strongest effects observed at 5X dilution. In contrast, unFS showed weaker bioactivity. These findings highlight fermentation as a promising biotechnological approach to enhance the functional properties of natural compounds for cancer prevention and treatment. When the studies were evaluated comprehensively, it was revealed that spirulina biomass has the potential to be a suitable substrate for lactic acid bacteria. It is thought that the results obtained from this thesis study can position potential innovative products and strategies in the food, pharmaceutical, agricultural and cosmetic industries.
Benzer Tezler
- Kemobriyonik/biyokemobriyonik yapıların kemik doku iskelesi olarak kullanım potansiyelinin değerlendirilmesi
Evaluation of the potential use of chemobrionics/biochemobrionics as a bone tissue scaffold
BAHAR ASLANBAY GÜLER
Doktora
Türkçe
2023
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA İMAMOĞLU
- Sülfonat grupları ile substitue edilmiş suda çözünür fitalosiyaninlerin arthrospıra platensıs'in gelişimi ve antioksidan parametreleri üzerine etkisi
The effect of water-soluble phthalocyanines substituted with sulfonate groups on arthrospira platensis development and antioxidant parameters
SENA ÇAĞATAY ÖZPINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyolojiSakarya ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞBA ONGUN SEVİNDİK
- Türkiye'de üretilen spirulana (Arthrospira) platensis'in antitümoral aktivitesinin farelerde araştırılması
Investigation of antitumoral activity in mice of spirulina (Arthrospira) platensis which produced in turkey
HÜSEYİN TEMEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyolojiGaziantep ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZASLAN
DOÇ. DR. SİBEL BAYIL OĞUZKAN
- Bazı pestisitlerin Arthrospira platensis M2 alginin gelişimi ve antioksidan parametreler üzerine etkisi
The effects of some pesticides on growth and antioxidant parameters of Arthrospira platensis M2
HATİCE TUNCA
Doktora
Türkçe
2017
BiyolojiSakarya ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞBA ONGUN SEVİNDİK
PROF. DR. FERAY KÖÇKAR
- Çinko, civa ve kalay toksisitesinin Arthrospira platensis Gomont alginin gelişimi ve antioksidan enzimlerinin üzerine etkisi
Effects of zinc, mercury and tin to the antioxidant enzyme activity on Arthrospira platensis Gomont
BURÇİN ÖNEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyokimyaSakarya ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞBA ONGUN SEVİNDİK
YRD. DOÇ. DR. ALİ DOĞRU