Lipaz ve peroksidaz enzimlerinin ko-immobilizasyonu ve endüstriyel atıkların arıtılmasında kullanılmasının araştırılması
Investigation of co-immobilization of lipase and peroxidase and their use for treatment of industrial effluent
Yazar: ÇAĞDAŞ SUNNA
Danışman: PROF. DR. ARİFE ALEV KARAGÖZLER
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Amaç: Bu çalışma yaban turbu peroksidazı (HRP) ve Aspergillus niger lipazı enzimlerinin manyetik olmayan ve manyetik doğal polimerler üzerine ko-immobilizasyonu ve endüstriyel atık suların arıtılmasında kullanılmasının araştırılması amacıyla yapılmıştır.

Materyal ve Yöntem: Ko-immobilizasyon aljinat ve kitosan temelli manyetik ve manyetik olmayan boncuklarda gerçekleştirilmiştir. Serbest ve immobilize enzimlerin optimum pH, optimum sıcaklık ve kinetik parametreleri belirlenmiştir. Isıl, pH ve depo kararlılık çalışmaları yapılmıştır. İmmobilize HRP enziminin sentetik boya örneklerinde renk giderimi incelenmiştir. Endüstriyel atık su uygulama örneği olarak seçilen zeytin karasuyunda fenolik bileşik giderimi ve zeytinyağının lipaz hidroliziyle yağ asitlerine yıkımı araştırılmıştır. Ayrıca zeytin karasuyunda tekrar kullanılabilirlik denemeleri gerçekleştirilmiştir.

Bulgular: Serbest ve ko-immobilize enzimlerin optimum pH, optimum sıcaklık ve kinetik parametrelerinde belirgin farklar olmadığı görülmüştür. Enzimlerin birbiri yanında katalitik reaksiyonlarını katalizlediği tespit edilmiştir. İmmobilize enzimlerin serbest enzimlere kıyasla depolama süresi, sıcaklık ve pH gibi ortam şartlarına daha dayanıklı olduğu belirlenmiştir. Serbest ve ko-immobilize HRP enzimlerinin sentetik boya örneklerinde renk gideriminin %40-60; zeytin karasuyunda fenolik bileşik gideriminin %60-75 aralığında olduğu bulunmuştur. Zeytin karasuyunda zeytinyağının lipaz hidroliziyle yağ asitlerine yıkımı başarılı olmuştur.

Sonuç: Bu çalışmada HRP ve A. niger lipazı enzimlerinin doğal polimer üzerine ko-immobilizasyonu başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiş; boya örneklerinde renk giderimi, total fenolik bileşik giderimi ve zeytinyağının yağ asitlerine yıkımında kullanımı incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler: HRP, Lipaz, Ko-immobilizasyon, Atık Su Arıtımı, Zeytin Karasuyu.

Abstract:
Objective: This research was carried out to investigate co-immobilization of horseradish peroxidase (HRP) and Aspergillus niger lipase enzymes onto non-magnetic and magnetic natural polymers and their use in the treatment of industrial wastewater.

Material and Methods: Co-immobilization was performed on alginate and chitosan based magnetic and non-magnetic beads. Optimum pH, optimum temperature and kinetic parameters of free and immobilized enzymes were determined. Thermal, pH and storage stability studies were carried out. Decolorization of synthetic dye samples using immobilized HRP enzyme was investigated. Removal of phenolic compounds from olive oil mill wastewater for industrial application and the degradation of olive oil to fatty acids through lipase hydrolysis were investigated. In addition, reusability tests were carried out in olive oil mill wastewater.

Results: It was observed that there were no significant differences in the optimum pH, optimum temperature and kinetic parameters of free and co-immobilized enzymes. It has been determined that each enzymes catalyze its specific reaction in the vicinity of the other enzyme. İmmobilized enzymes weremore resistant to environmental conditions such as storage duration, temperature and pH compared to free enzymes. It was measured that with free and co-immobilized HRP enzymes decolorization of synthetic dye samples was 40-60%; the phenolic compound removal in olive black water was in the range of 60-75%. The degradation of olive oil into fatty acids by lipase hydrolysis was successful in olive oil mill wastewater.

Conclusion: In this study, co-immobilization of HRP and A. niger lipase enzymes onto natural polymer was performed successfully; decolorization, total phenolic compound removal and the use of olive oil in the degradation of fatty acids were investigated.

Keywords: HRP, Lipase, Co-immobilization, Wastewater Treatment, Olive Mill Wastewater.