S. cerevisiae mayasından beta glukan üretiminde kullanılan ekstraksiyon yönteminin verime etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of extraction method used in beta glucan production from S.cerevisiae yeast
Yazar: FATMA KARSLIOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. SUNA ERTUNÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Beta glukan, D-glikoz monomerlerinin beta glikozidik bağlarla birbirine bağlanmasıyla oluşan polisakkarittir. Beta glukanın özellikleri elde edildiği kaynağa, ekstraksiyon ve saflaştırma yöntemlerine göre değişmektedir. Bu kapsamda, tez çalışmasında üç farklı ekstraksiyon yöntemiyle S. cerevisiae mayasından beta glukan üretilmiştir ve analiz edilmiştir. Ultrasonik destekli alkali asidik ekstraksiyon yönteminin ekstraksiyon sıcaklığı, ekstraksiyon süresi ve çözücü/katı oranı koşulları Box – Behnken deneysel tasarım yöntemi kullanılarak optimize edilmiştir. Ekstraksiyon yönteminin optimum koşulları 95°C, 30 dk ve 0.007 v/w olarak bulunmuştur. Otoliz ultrasonik destekli asidik ekstraksiyon yönteminin tampon/katı oranı ve otoliz süresi ekstraksiyon koşulları tam faktöriyel deneysel tasarım yöntemi kullanılarak optimize edilmiştir. Ekstraksiyon yönteminin optimum koşulları 0.01 v/w ve 48 saat olarak elde edilmiştir. Her iki yöntem de yanıtlar beta glukan verimi ve saflığı olarak belirlenmiştir. Sayısal optimizasyon yöntemi olan istenebilirlik fonksiyonuyla her iki ekstraksiyon yöntemi için bulunan optimum koşullarda tekrar deneyleri yapılmıştır. Beta glukanın saflıkları antron-sülfürik asit ve enzimatik; protein derişimleri Bradford ve karakterizasyonu FTIR ve molekül kütleleri SLS analiziyle bulunmuştur. Optimum koşullarda ultrasonik destekli alkali asidik ekstraksiyon yönteminden elde edilen beta glukan verimi % 12.86 ve saflığı ise % 48.6; otoliz ultrasonik destekli asidik ekstraksiyondan elde edilen beta glukan verimi % 28.34 ve saflığı ise % 15.4 bulunmuştur. Soxhlet ekstraksiyon yönteminde ise ekstraksiyon süresi optimize edilerek beta glukan saflığı en yüksek % 9.2 ve verimi 52.3 elde edilmiştir. Kullanılan üç farklı ekstraksiyon yönteminin sonuçları karşılaştırılarak; beta glukan veriminin ve saflığının yüksek olması, uygulaması daha kolay, ekstraksiyon süresinin kısa olmasından dolayı üç yöntem arasında en iyi yöntem ultrasonik destekli alkali asidik ekstraksiyon yöntemi olarak değerlendirilmiştir.

Abstract:
Beta glucan is polysaccharide consisting of beta glycosidic bonds with glucose. Properties of beta glucan changes according to source, extraction and purification methods. Beta glucan was produced from S.cerevisiae yeast using three different extraction methods in this thesis. Extraction temperature, extraction time and solvent/solid which are extraction conditions of ultrasonic assested alkali acidic extraction method were optimized using Box-Behnken experimental design method. Optimum conditions of extraction methods were found as 95°C, 30 min and 0.007 v/w. Autolysis time and buffer/solid which are extraction conditions of autolysis ultrasonic assested acidic extraction method were optimized using full factorial experimental design method. Beta glucans were analyzed using anthrone-sulfuric acid, enzymatic, FTIR and SLS methods. Proteins were analyzed using Bradford method. Optimum conditions of extraction methods were found as 0.007 v/w and 48 h. Beta glucan yield and purity were determined as responses in both methods. Optimum conditions of both extraction methods were found using desirability function are one of numerical optimization and experiments were done in these conditions. Beta glucan yield and purity respectively were found % 12.86 and % 48.6 in optimum conditions of ultrasonic assested alkali and acidic extraction and were found respectively % 28.34 and % 15.4 in optimum conditions of autolysis ultrasonic assested acidic extraction. Beta glucan yield and purity were found respectively % 52.33 and % 9.2 by being optimized extraction time of Soxhlet extraction. The best method was selected ultrasonic assested alkali acidic extraction method due to being highest beta glucan yield and purity, fast, easier production.