Asetik asit bakterilerinin laktobiyonik asit üretiminin moleküler ve kromatografik yöntemlerle belirlenmesi
Determination of lactobionic acid production by acetic acid bacteria with molecular and chromatographic methods
Yazar: SELMA YAKUT
Danışman: PROF. DR. AYNUR GÜL KARAHAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Asetik asit bakterileri = Acetic acid bacteria ; Laktobiyonik asit = Lactobionic acid ; İnce tabaka kromatografisi = Thin layer chromatography

Özet:
Laktobiyonik asit (LBA) gıda, kozmetik, eczacılık ve kimya endüstrisinde birçok uygulama alanı bulunan katma değeri yüksek bir laktoz türevidir. Toksik madde olmaması, peynir altı suyunun kullanılarak üretilmesi nedeniyle çevre dostu bir ürün olması ve maliyetinin nispeten düşük olmasından dolayı katkı maddesi olarak kullanımı artmaktadır. LBA, kimyasal, enzimatik ve mikrobiyel yöntemler ile üretilmektedir. Gıda sanayisinde kullanılacak LBA'nın maliyetinin uygunluğu ve güvenli olması nedeniyle mikrobiyel olarak üretilmesi tercih edilmektedir.
Bu çalışmada, asetik asit bakterileri (AAB) ile laktozdan doğal ve toksik özellik taşımayan LBA üretimi yapılmıştır. AAB'nin izolasyonu için çeşitli bölgelerden temin edilen 31 adet sirke ve meyve örneğinden yararlanılmıştır. İzolasyon çalışmasında GYC agar ve HS sıvı besiyeri kullanılmıştır. İzolasyon sonucunda 91 adet AAB suşu elde edilmiştir. İzole edilen suşların LBA üreten, glikoz dehidrogenaz (GDH) enzimine ait genin bir bölgesi qPZR ile çoğaltılarak suşlarda genin varlığı belirlenmiştir. GDH genine sahip olan suşların LBA üretimleri ince tabaka kromatografisi (TLC) ile belirlenmiştir. Analiz sonucunda ise AÜ11, DÜ12, GÜ1, IK43, IÜ65, MG2, MÜ13, MÜ21, MÜ24 ve MÜ3 olmak üzere 10 adedinin bu yöntem ile belirlenebilir düzeyde LBA ürettiği tespit edilmiştir. Sonuçlar değerlendirildiğinde GDH enzimine ait gen bölgesine sahip olan suşların tümünün LBA üretimi yapmadığı gözlenmiştir. Bu nedenle suşların gen ekspresyon düzeylerinin farklı olabileceği sonucuna varılmıştır. 
LBA'nın ülkemiz koşullarında üretimi ve özelliklerinin belirlenmesine yönelik olarak yapılmış bir çalışmaya rastlanmamıştır. Oysa yüksek teknoloji ile üretilen biyoteknolojik ürünler dünyada önemli bir pazar payına sahiptir ve ülkemiz döviz ödeyerek bu ürünleri ithal etmektedir. Laktobiyonik asidin ülkemiz koşullarında üretilebilmesi bu açıdan önem taşımaktadır. Bunun yanı sıra aynı amaca yönelik olarak kullanılan gıda katkı maddelerine doğal bir alternatif oluşturulması tüketici sağlığının korunmasına katkı sağlayabilecektir.

Abstract:
Lactobionic acid (LBA) is a lactose derivative with high added value that has many applications in the food, cosmetics, pharmaceutical and chemical industries. Its use as an additive is increasing due to non-toxicity, being an environmentally friendly product since it can be produced using whey, and relatively low cost. LBA is produced by chemical, enzymatic and microbial methods. Due to cost effectiveness and safety microbial LBAs are preferred in the food industry.
In this study, natural and non-toxic LBA was produced from lactose with acetic acid bacteria (AAB). For the isolation of AABs, 31 vinegar and fruit samples obtained from various regions were used. GYC agar and HS broth were used in the isolation study. As a result of the isolation, 91 AAB strains were obtained. The presence of the gene in the strains was determined by amplifying a region of the LBA-producing glucose dehydrogenase (GDH) gene of the isolated strains by qPCR. Strains with GDH gene were included in thin layer chromatography (TLC) analysis. As a result of the analysis, it was determined that 10 of them, AU11, DU12, GÜ1, IK43, IÜ65, MG2, MU13, MU21, MU24 and MU3, produced a detectable level of LBA with this method. When the results were evaluated, it was observed that not all strains with GDH enzyme produced LBA. It was concluded that the reason for this was that the gene expression levels of the strains were different.
No study has been found to determine the production and properties of LBA under the conditions of our country. However, biotechnological products produced with high technology have a significant market share in the world and our country imports these products by paying foreign currency. It is important in this respect that lactobionic acid can be produced under the conditions of our country. In addition, the creation of a natural alternative to food additives used for the same purpose will contribute to the protection of consumer health.