Sıngle cell proteın productıon from tomato leaves and stems by submerged fermentatıon
Domates yaprak ve saplarından batık fermentasyon tekniği ile tek hücre proteini üretilmesi
- Tez No: 995472
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİL MECİT ÖZTOP, PROF. DR. HAMİ ALPAS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Karbonhidrat ve protein içermelerine rağmen, hasat sonrası yüksek miktarda domates yaprak ve sapı genellikle atık olarak değerlendirilmektedir. Bununla birlikte, bu atıkların yüksek erişilebilirliği ve indirgen şeker potansiyeli, onları fermantasyon uygulamalarında kullanılabilecek katma değerli substratların üretimi için ümit verici ham maddeler kılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, domates yaprak ve saplarından elde edilen bir fermantasyon ortamı kullanılarak Saccharomyces cerevisiae ile daldırmalı fermantasyon yoluyla yüksek protein içeriğine sahip tek hücre proteini (SCP) üretmektir. Fermantasyon ortamı hazırlamak amacıyla, farklı ön işlemler uygulanmış domates yaprak ve saplarına enzimatik hidroliz uygulanmış ve elde edilen indirgen şeker miktarı DNS yöntemiyle belirlenmiştir. Hazırlanan substratlarda doğal olarak bulunan glikoalkaloidlerin (α-tomatin ve solanin) giderildiği belirlenmiştir. Fermantasyon deneyleri, 2 L kapasiteli bir biyoreaktörde farklı karıştırma hızları (100, 200 ve 300 rpm), inokulum oranları (%1, %3 ve %5 v/v) ve fermantasyon süreleri (24, 72 ve 120 saat) altında gerçekleştirilmiştir. En yüksek biyokütle verimi, 300 rpm karıştırma hızı ve %5 inokulum oranında, 120 saatlik fermantasyon sonunda elde edilmiş olup, bu koşullarda toplam 2,76 g protein üretimi sağlanmıştır. Üretilen SCP protein içeriği Kjeldahl yöntemi ile %39,75 olarak belirlenmiş olup, bu değer işlenmemiş domates artıklarındaki protein içeriğine kıyasla yaklaşık dört katlık bir artışı temsil etmektedir. LC–MS/MS analizleri sonucunda üretilen SCP'nin L-treonin, L-lösin, L-izolösin ve L-lizin gibi esansiyel amino asitleri içerdiği tespit edilmiştir. Hücre içi proteinlerin serbestleştirilmesinde en yüksek verim (%26,87), 1500 bar basınçta 11 geçişli yüksek basınçlı homojenizasyon uygulaması ile elde edilmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma domates yaprak ve saplarının besin değeri yüksek SCP üretimi için kullanılabileceğini ortaya koymakta ve tarımsal artıkların fermantasyon yoluyla döngüsel biyoekonomi çerçevesinde değerlendirilmesi için sürdürülebilir bir yaklaşım sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Despite being rich in carbohydrates and proteins, large quantities of tomato leaves and stems are typically discarded as waste after harvesting. However, their high availability and reducing sugar potential make these residues promising raw materials for producing value-added substrates to be used in fermentation applications. The aim of this study was to produce single cell protein (SCP) with high protein content from tomato leaves and stems using Saccharomyces cerevisiae via submerged fermentation in a bioreactor. They were subjected to different pretreatments followed by enzymatic hydrolysis to obtain a fermentation medium enriched in reducing sugars which was measured using DNS method. Naturally occurring glycoalkaloids (α-tomatine and solanine) were eliminated from the prepared substrates. Fermentation experiments were carried out in a 2 L bioreactor under varying agitation speeds (100, 200, and 300 rpm), inoculum sizes (1%, 3%, and 5% v/v), and fermentation times (24, 72, and 120 h). The maximum biomass yield, corresponding to 2.76 g/L of protein, was obtained at an agitation speed of 300 rpm with a 5% inoculum after 120 h of fermentation. The SCP contained 39.75% protein, as determined by the Kjeldahl method, representing approximately a fourfold increase compared to the protein content of untreated tomato residues. Amino acid profiling by LC–MS/MS revealed the presence of essential amino acids, including L-threonine, L-leucine, L-isoleucine, and L-lysine. The highest protein release from microbial cells (26.87%) was achieved following high-pressure homogenization at 1500 bar for 11 passes. This study demonstrates the feasibility of converting tomato leaves and stems into nutritionally valuable SCP and highlights fermentation as an effective strategy for valorizing agricultural residues within a circular bioeconomy framework.
Benzer Tezler
- Biomass protein production from tomato pomace by fermentation with Saccharomyces cerevisiae
Domates posasından Saccharomyces cerevisiae ile fermantasyon yoluyla biyokütle proteini üretimi
AYŞE SULTAN AKGÜN
Doktora
İngilizce
2026
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. HALİL MECİT ÖZTOP
PROF. DR. EMİN BURÇİN ÖZVURAL
- Waste minimization by single cell protein production from cheese whey
Başlık çevirisi yok
MEHMET ZEYBEK
- E. colı kullanarak nar, ananas ve muz kabuklarından tek hücre proteini üretimi: Protein verimini artırma için besin karışımının optimizasyonu
Single-cell protein production from pomegranate, pineapple and banana peels using e. coli: Optimization of nutrient mix for enhanced protein yield
JABIR OMAR MOHAMED
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyoteknolojiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN MURAT VELİOĞLU
- Laktik asit bakteri kültürlerinden tek hücre protein konsantratlarının üretimi ve teknolojik özelliklerinin belirlenmesi
Production of single cell protein concentrates from lactic acid bacteria cultures and determination of technological characteristics
SEVİM ZEYNEP YÜRÜDÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Gıda MühendisliğiTokat Gaziosmanpaşa ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET TOKATLI
- Optimization of Production Parameters for Single Cell Oil and Metabolite Production from Yarrowia lipolytica Strains
Yarrowia lipolytica Suşlarından Tek Hücre Yağı ve Metabolit Üretim Parametrelerinin Optimizasyonu
AYŞE SAYGÜN
Doktora
Türkçe
2017
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEŞE ŞAHİN YEŞİLÇUBUK
PROF. DR. NECLA ARAN