Peynir altı suyundan mikrobiyal pigment üretimi
Production of microbial pigment from whey
Yazar: DİLARA MEHRİ
Danışman: PROF. DR. MEHMET YEKTA GÖKSUNGUR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Mikrobiyal fermentasyon = Microbial fermentation

Özet:
Peynir altı suyu, peynir üretiminde açığa çıkan atıklardan biridir ve yüksek organik yükü nedeniyle önemli bir çevresel kirletici olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmanın amacı, Monascus purpureus CMU 001 kullanarak düşük maliyetli ve zengin kompozisyona sahip peynir altı suyundan kırmızı renk pigmenti üretmektir. Demineralize, deproteinize ve ham peynir altı suyu tozu, β-galaktosidaz enzimi ile hidrolizden sonra pigment üretimi için bir substrat olarak kullanılmıştır. Maksimum pigment üretimi olan 38.38 UA510nm değeri demineralize peynir altı suyu tozunun 75 g/l içerecek şekilde seyreltilmesiyle elde edilen fermantasyon ortamına (pH 7.0) Monascus purpureus'un % 5 (v/v) oranında aşılanmasıyla elde edilmiştir. Monosodyum glutamatın (MSG) azot kaynağı olarak etkisi araştırılmış ve maksimum pigment değeri 25 g/L MSG konsantrasyonunda elde edilmiştir. Daha sonra Ca-aljinatta immobilize edilmiş Monascus purpureus sporları ile kırmızı pigment üretiminde boncuk çapı ve Na-aljinat konsantrasyonunun etkisi incelenmiştir. Fermantasyon sonucunda %2 Na-aljinat çözeltisinden hazırlanan ve 2.51±0.11 mm çapa sahip Ca-aljinat boncukları ile en iyi sonuçlar elde edilmiştir. Çalışmada belirlenen optimum koşullar altında pigment üretim kinetiği incelendiğinde maksimum pigment konsantrasyonunun fermantasyonun 8. gününde elde edildiği, mikroorganizmanın spesifik üreme hızının 0.023 h-1, maksimum pigment verimliliğinin ise 4.55 UAd-1 olduğu belirlenmiştir. Son aşamada elde edilen kırmızı pigmentlerin farklı sıcaklık ve pH'lardaki bozunum stabiliteleri incelenmiş ve üretilen kırmızı pigmentlerin pH 6.0-8.0 aralığında ve 80°C altındaki ısıl işlemlerde rahatlıkla kullanılabileceği belirlenmiştir. Bu çalışma demineralize peynir altı suyu tozunun Monascus purpureus tarafından mikrobiyal pigment üretiminde başarılı bir şekilde kullanılabileceğini gösteren ilk çalışmadır

Abstract:
Whey is a waste generated by cheese producing industries and it is considered an important environmental pollutant due to its high organic load. The purpose of this study is to produce red color pigment from whey by using Monascus purpureus. The production process of the red Monascus pigment has been optimized by the submerged culture fermentation method. Demineralized, deproteinized and raw whey powder were used as a substrate for pigment production after hydrolysis with a β-galactosidase enzyme. The maximum red pigment production of 38.38 UA510nm was obtained by inoculating Monascus purpureus microorganism at a rate of 5% (v/v) in hydrolyzed demineralized whey powder diluted with distilled water to contain 75 g/L lactose with an initial pH of 7.0. The effect of Monosodium glutamate (MSG) as the nitrogen source was investigated and the maximum pigment value was obtained at 25 g/L MSG concentration. The effects of bead diameter and Na-alginate concentration in the production of red pigment with Monascus purpureus spores immobilized in Ca-alginate beads were investigated. Maximum pigment production was obtained with Ca-alginate beads having 2.51±0.11 mm diameter prepared from 2% sodium alginate solution. The specific growth rate of Monascus purpureus on whey and the maximum pigment efficiency values were found to be 0.023 h-1 and 4.55 UAd-1, respectively. The maximum pigment concentration was obtained at the 8th day of fermentation. The stability of the red pigments were studied under different temperatures and pH conditions and it was found that the produced red pigments can be used in food applications in the pH range of 6.0-8.0, below 80°C. This study is the first study to show that demineralized whey powder can be used successfully in the production of microbial pigment by Monascus purpureus.