Bacillus invictae ve Lactobacillus kefiri' den mannanaz ve fitaz enzimlerinin kısmi saflaştırılması ve karakterizasyonu
Partial purification and characterization of mannanase and phytase enzymes from Bacillus invictae and Lactobacillus kefiri
Yazar: ŞEYMA ALIM
Danışman: PROF. DR. NESLİHAN DİKBAŞ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Amaç: Stok kültürden alınan 15 farklı bakterinin fitaz ve mannanaz enzimlerini üretebilme yeteneklerinin belirlenmesi, bu bakterilerden yüksek enzim aktivitesine sahip olanların seçilerek fitaz ve mannanaz enzimlerinin kısmi saflaştırılması, ZnO nanopartiküllerine immobilize edilerek serbest haldeki enzimlerle (fitaz, mannanaz) karşılaştırılması ve endüstriye kazandırılabilirliğinin araştırılması amaçlanmaktadır. 
Yöntem: Test edilen 15 farklı bakteri geliştirildikten sonra bakterilerin mannanaz ve fitaz enzim aktiviteleri belirlenmiştir. En iyi aktivite gösteren iki bakteri seçilmiştir. Bu bakterilerden mannanaz ve fitaz enzimleri kısmi saflaştırılmış ve çinko oksit (ZnO) nanopartiküllerine immobilize edilmiştir. İmmobilizasyonun varlığını kontrol etmek amacıyla, FTIR, SEM ve XRD ölçümleri yapılmıştır. İmmobilize ve serbest enzimlerin optimum pH ve sıcaklık değerleri belirlenmiştir.
Bulgular: En iyi fitaz ve mannanaz aktivitesi gösteren bakteriler sırasıyla L. kefiri (10.217 EU/mL) ve B. invictae (0,461 EU/mL) olarak belirlenmiştir. L.kefiri ve B. invictae' den kısmi olarak saflaştırılan serbest ve immobilize (ZnO) fitaz ve mannanaz enzimlerinin optimum pH ve sıcaklık değerleri sırasıyla pH 5 ve pH 6-7; 70-80 ºC ve 40-50 ºC olarak belirlenmiştir. İmmobilize enzimlerin karakterizasyonu FTIR, SEM ve XRD ile yapılmış ve immobilizasyonun başarılı olduğu sonucuna varılmıştır. 
Sonuç: Her iki bakteri tarafından salgılanan enzimlerin asidik ve nötr pH'ya yakın ve yüksek sıcaklıkta kararlı bir yapıda olduğu, fitaz ve mannanaz enziminin ZnO nanopartikülüne immobilizasyonunun başarılı bir şekilde gerçekleştirildiği belirlenmiştir. Her iki enziminde endüstriyel uygulamalarda çeşitli biyoproseslerde kullanılabilme potansiyeline sahip olduğu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Bakteri, Kısmi Saflaştırma, Fitaz, Mannanaz, İmmobilizasyon

Abstract:
Purpose: It is aimed to determine the ability of 15 different bacteria taken from the stock culture to produce phytase and mannanase enzymes, to select the ones with high enzyme activity from these bacteria and to partially purify phytase and mannanase enzymes, to compare them with free enzymes (phytase, mannanase) by immobilizing them on ZnO nanoparticles and to investigate their industrial availability.
Method: After developing 15 different bacteria tested, mannanase and phytase enzyme activities of the bacteria were determined. The two bacteria with the best activity were selected. Mannanase and phytase enzymes from these bacteria were partially purified and immobilized to zinc oxide (ZnO) nanoparticles. FTIR, SEM and XRD measurements were made to check for the presence of immobilization. Optimum pH and temperature values of immobilized and free enzymes were determined.
Result: The bacteria with the best phytase and mannanase activity were determined as L. kefiri (10.217 EU/mL) and B. invictae (0.461 EU/mL), respectively. Optimum pH and temperature values of free and immobilized (ZnO) phytase and mannanase enzymes partially purified from L. kefiri and B. invictae were pH 5 and pH 6-7, respectively; It is determined as 70-80 ºC and 40-50 ºC. Characterization of immobilized enzymes was done with FTIR, SEM and XRD and it was concluded that the immobilization was successful.
Conclusion: It was determined that the enzymes secreted by both bacteria were stable at acidic and neutral pH and at high temperature, and the immobilization of phytase and mannanase enzymes into ZnO nanoparticles was successfully performed. It has been determined that both enzymes have the potential to be used in various bioprocesses in industrial applications.
Keywords: Bacteria, Partial Purification, Phytase, Mannanase, Immobilization