Antep fıstığı kabuğu hemiselülozik hidrolizatlarından biyoteknolojik yolla ksilitol üretimi
Biotechnological production of xylitol from hemicellulosic hydrolysates of pistachio shells
- Tez No: 997247
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SİMEL BAĞDER ELMACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Antep fıstığı kabuğu, Biyoteknoloji, Fermentasyon, Ksilitol, Pistachio hull, Biotechnology, Fermentation, Xylitol
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, ülkemiz için önemli bir tarımsal yan ürün olan Antep fıstığı kabuğunun, yüksek katma değerli bir bileşik olan ksilitole biyoteknolojik yöntemlerle dönüştürülmesi amaçlanmıştır. Lignoselülozik yapıya sahip bu atığın uygun ön işlem ve fermantasyon stratejileri ile değerlendirilerek ksilitol üretiminde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu doğrultuda, Antep fıstığı kabuğuna uygulanan ultrason destekli seyreltik asit ön işlemiyle, şeker bozunmasının minimum düzeyde tutulduğu, şeker geri kazanımının yüksek olduğu ve selülozun fermente edilebilir forma dönüştüğü optimum koşulların belirlenmesi hedeflenmiştir. Çalışmada, 80 °C sıcaklıkta; üç farklı süre (1, 2, 3 h), asit derişimi (%5, %7.5, %10 H₂SO₄) ve katı:çözücü oranı (0.5:10, 1:10, 1.5:10 g/ml) içeren toplam 15 farklı koşulda ön işlemler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler doğrultusunda; ön işlem süresi, asit konsantrasyonu ve katı:çözücü oranı gibi parametrelerin optimizasyonu için Yanıt Yüzeyi Yöntemi (RSM) kullanılmış ve Box–Behnken deneme deseni uygulanmıştır. Yaklaşık 17,8 g/L ksiloz verimi ve düşük inhibitör oluşumu ile optimum ön işlem koşullarının etkinliği ortaya konmuştur. Elde edilen hidrolizat, Barnettozyma populi NRRL Y-12728 suşu ile fermantasyona tabi tutulmuştur. Çoklu optimizasyonla elde edilen hidrolizatla yapılan fermantasyonda 9.999 g/L ksilitol, 0.44 g/g ürün verimi, %96.9 substrat dönüşümü, %48.3 teorik verim ve 0.060 g/L·h hacimsel verimlilik elde edilmiştir. Sonuç olarak, Antep fıstığı kabuğunun uygun ön işlem koşulları altında ksilitol üretimi için yüksek potansiyel taşıdığı belirlenmiştir. Çalışma, atık yönetimine yönelik katma değerli bir çözüm sunmakta ve sürdürülebilir bir üretim yaklaşımı oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, it was aimed to biotechnologically convert pistachio shell, an important agricultural by-product in our country, into xylitol, a high value-added compound. The usability of this lignocellulosic waste for xylitol production was investigated by applying appropriate pretreatment and fermentation strategies. In this context, ultrasound-assisted dilute acid pretreatment was applied to pistachio shells, aiming to determine the optimum conditions that minimize sugar degradation, ensure high sugar recovery, and convert cellulose into a fermentable form. In the study, pretreatments were carried out at 80 °C under 15 different conditions including three treatment times (1, 2, 3 h), acid concentrations (5%, 7.5%, 10% H₂SO₄), and solid-to-liquid ratios (0.5:10, 1:10, 1.5:10 g/mL). Based on the data obtained, the Response Surface Methodology (RSM) was used to optimize parameters such as pretreatment time, acid concentration, and solid-to-liquid ratio, and a Box–Behnken experimental design was applied. The effectiveness of the optimum pretreatment conditions was demonstrated by obtaining approximately 17.8 g/L xylose with low inhibitor formation. The resulting hydrolysate was subjected to fermentation using the Barnettozyma populi NRRL Y-12728 strain. Fermentation with the hydrolysate obtained under multiple-response optimization yielded 9.999 g/L xylitol, with a product yield of 0.44 g/g, a substrate conversion rate of 96.9%, a theoretical yield of 48.3%, and a volumetric productivity of 0.060 g/L·h. As a result, pistachio shell was determined to have high potential as a biomass source for xylitol production under appropriate pretreatment conditions. This study offers a value-added solution for waste management and presents a sustainable production approach for microbial xylitol synthesis.
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
- Biyokütle karışımlarının farklı sıcaklık ve ısıtma hızlarında karbonizasyonu ile karbonize ürünlerden KOH kullanılarak aktif karbon eldesi ve karakterizasyonu
From carbonized products by carbonization of biomass mixtures at different temperatures and heating rates active carbon generation and characterization using KOH
TUĞBA UTKU
Doktora
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUNUS ÖNAL
- Farklı tarımsal atıkların polimer kompozit üretiminde dolgu malzemesi olarak kullanılmasının incelenmesi
Investigation of the use of different agricultural wastes as filler material in polymer composite production
AYSU ÇAVUŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İDRİS KARAGÖZ
- Antep fıstığı kabuğu ile kurşun(II)'nin adsorplanma özelliklerinin incelenmesi
Investigation of Pb(II) adsorption properties by Antep pistachio shell
SEVGİ DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Çevre MühendisliğiHarran ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BİLAL SELÇUK
- Antep fıstığı kabuğu ve zeytin küspesinden biyoyakıt amaçlı pelet elde edilmesi
Pellet production from pistachio shell and olive cake for biofuels
HATİCE CANSU DEVELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
ZiraatKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiBiyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ AYBEK