L(+) lactic acid production from whey by lactobacillus casei NRRL B441
Lactobacillus casei NRRL B441 ile peynir altı suyundan L(+) laktik asit üretimi
- Tez No: 97997
- Danışmanlar: DOÇ.DR. ŞEBNEM HARSA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2000
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
ABSTRACT Lactic acid, its derivatives and poly-lactic acid are widely used in the industry. Lactic acid has been produced chemically or by fermentation for many years. However, there is a need to develop low cost production and purification methods. The development and use of processes with high productivity and product yield from inexpensive carbohydrate sources can lead to a more feasible lactic acid production. The goal of this work was to find the most suitable values of some fermentation parameters for lactic acid production from whey by an L-lactic acid producing bacterium, Lactobacillus casei. Whey is the by-product of cheese production and it is inexpensive and year-round available. Fermentations were conducted in the fermenter and shake flasks to determine the optimum values for temperature and pH. The highest lactic acid productivity values were obtained at 37 °C and pH 5.5. The productivity was 2.0 g l“1 h”1 at 37 °C in the shake flask. In the fermenter, a productivity of 4.6 g l“1 h”1 was obtained at pH 5.5. The effect of yeast extract concentration was also examined. Although the productivity values were found to be slightly higher (approximately 1.8-2.0 g l“1 h”1) with 0.75 and 1.0% (w/v), 0.5% (w/v) yeast extract concentration with a productivity figure of 1.75 g l“1 h”1 was concluded to be the most feasible concentration, since yeast extract is an expensive material. L. casei was tested for its capability to utilize different substrates, particularly whey, synthetic lactose and synthetic glucose. Whey yielded a higher productivity value of 1.75 g l“1 h”1 than the synthetic sugars. The effect of initial substrate concentration on lactic acid production was examined up to 10% (w/v) whey lactose. Lactose was utilized completely for every initial substrate concentration examined in this study. Product yields were between 0.89-0.94 g lactic acid (g lactose)“1. The salt effect was examined by discarding one of the salts (K2HPO4, KH2PO4, MgS04 or MnS04H20) from the medium at each run. The lactic acid production was poor in the absence of MnSC>4.Seed culture that had the same composition as the fermentation medium was used as the inoculum for the fermenter. With this seed culture greater productivity values were obtained than the shake flasks, which were inoculated with litmus milk culture. In the shake flasks the highest productivity was around 2.0 g l”1 h“1, while in the fermenter a productivity value of 4.6 g l”1 h“1 could be obtained with 12.5% inoculum at pH 5.5. Biomass growth was investigated in lactose synthetic medium. The lactic acid production was associated with the biomass growth up to a certain time, but then a non-growth associated lactic acid production was observed. Maximum specific growth rate was calculated as 0.32 h”1.
Özet (Çeviri)
oz Laktik asit, türevleri ve poli-laktik asit endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Laktik asit uzun yıllardan beri kimsayal yolla veya fermentasyonla üretilmektedir. Ancak, düşük maliyetli üretim saflaştırma yöntemlerinin geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Pahalı olmayan karbonhidrat kaynaklan kullanmak, yüksek verimlilik elde etmek daha uygun laktik asit üretimi sağlayabilir. Bu çalışma bir L-laktik asit bakterisi olan Lactobacillus casei kullanarak peynir altı suyundan laktik asit fermentasyonu parametrelerini optimize etmeyi amaçlamaktadır. Peynir altı suyu peynir üretiminin yan ürünüdür. Ucuzdur ve yılın her zamanı mevcuttur. Fermentasyonlar, fermentörde ve çalkalamalı inkübatör içinde erlenlerde gerçekleştirilerek en uygun sıcaklık ve pH değerleri bulunmuştur. En yüksek verimlilik 37 °C de ve pH 5.5' de elde edilmiştir. Çalkalamalı inkabatörde en yüksek verimlilik 37 C0' de 2.0 g l“1 h”1 olmuştur. Fermentörde en yüksek verimlilik pH 5.5' de 4.6 g l“1 h”1 olarak bulunmuştur. Maya özütü konsantrasyonun etkisi de incelenmiştir. %0.75 ve % 1.0 maya özütü konsantrasyonlarında verimlilik değerleri az miktarda yüksek olduysa da (1.8-2.0 g l“1 h”1 ), maya özütü pahalı bir madde olduğundan 1.75 g l“1 h”1 verimlilik değeriyle %0.5 maya özütü konsantrasyonunun en uygulanabilir değer olduğu sunucuna varılmıştır. L. casei değişik karbon kaynaklarını (sentetik laktoz ve glukoz ve peynir altı suyu) kullanabilmesi açısından test edilmiştir. Peynir altı suyu sentetik şekerlere göre daha yüksek verimlilik sağlamıştır. Başlangıç substrat konsantrasyonun etkisi %10'a kadar incelenmiştir. Bütün denemelerde laktoz tamamen dönüştürülmüştür. Ürün verimliliği 0.89-0.94 g laktik asit (g laktoz)“1 aralığında olmuştur. Tuzların etkisi her denemede bir tuz (K2HPO4, KH2PO4, MgSCU ya da MnS04'H20) ortam içeriğinden çıkarılarak test edilmiştir. MnS04' ün olmadığı denemede ürün verimi çok düşük olmuştur. Fermentör için aşı olarak fermentasyon ortamıyla aynı içeriğe sahip kaynak kültür kullanılmıştır. Bu aşı ile litmuslu süt kültürüyle aşılanan erlenlere göre daha yüksek verim elde edilmiştir. Çalkalamalı kültürde en yüksek verimlilik 2.0 g l”1 h“1civarında iken fermentörde 12.5% kaynak kültür kullanılarak 4.6 g l”1 h“1 civarında verimlilik elde edilmiştir. Biyomas gelişimi sentetik laktoz kullanılarak incelenmiştir. Belli bir zamana kadar laktik asit üretimi bakteri konsantrasonu ile ilişkili olarak sürmüş, daha sonra bakteri büyümesiyle ilişkili olmayan bir süreç gözlenmiştir. En yüksek özgül büyüme oram (jxmax) 0.32 h”1 olarak hesaplanmıştır.
Benzer Tezler
- Lactic acid production by Lactobacillus casei NRRL B-441 immobilized in chitosan stabilized Ca-alginate beads
Lactic acid production by Lactobacillus casei NRRL B-441 immobilized in chitosan stabilized Ca-alginate beads
MELTEM GÜNDÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Gıda Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ŞEBNEM HARSA
Y.DOÇ.DR. YEKTA GÖKSUNGUR
- L(+)-lactic acid purification from fermentation broth using ion exchange resins
L(+)-laktik asitinin fermantasyon sıvısından iyon değiştirici reçineler kullanılarak saflaştırılması
ZELAL POLAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEBNEM HARSA
PROF. DR. SEMRA ÜLKÜ
- Kinetic modeling of lactic acid production from whey
Peynir suyundan laktik asit eldesinin kinetik modellemesi
DUYGU ALTIOK
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Gıda Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. FİGEN TOKATLI
- Bazı probiyotik bakterilerin gelişmesi üzerine ksantan gamın etkisi
The effect of xanthan gum on the development of some probiotic bacteria
MERVENUR KANDİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LÜTFİYE YILMAZ ERSAN
- Pseudomonas cinsi bakterilerin bazı metabolik aktivite, antimikrobiyal etki ve protein profillerinin incelenmesi
Investigation of some metabolic activity, antimicrobial effect and protein profiles of Pseudomonas bacteria
GÖKÇEN YUVALI ÇELİK