Endüstriyel sebze atıklarının biyoetanol ve antosiyanin üretiminde kullanımlarının belirlenmesi
Evaluation of the usage potentials of industrial vegatable wastes for bioethanol and anthocyanine production
Yazar: AHZUCAN GERBAGA
Danışman: PROF. DR. SEVGİ ERTUĞRUL KARATAY
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Antosiyaninler = Anthocyanins ; Biyoetanol = Bioethanol ; Kabuklar = Shells ; Patlıcan = Eggplant

Özet:
Bu tez çalışması ile ülkemizde bol bulunan ve endüstriyel anlamda üretimi olan patlıcan kabuklarından (PK)  biyoetanol ve antosiyaninin eş zamanlı üretimi araştırılmıştır. Fermentasyon deneyleri Saccharomyces cerevisiae ve Kluyveromyces marxianus mayaları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Fermentasyona etki eden önemli parametrelerden, ön-işlem yöntemleri enzimatik hidroliz, başlangıç hammadde konsantrasyonu ve zaman gibi parametrelerin etkisi belirlenmiştir. Bunun yanı sıra antosiyanin eldesinde en önemli parametre olan çözücünün etkisi araştırılmıştır. Antosiyanin için optimum çözücü %50 Etanol- %50 Su çözücüsü olarak belirlenmiştir. En yüksek antosiyanin konsantrasyonu %50 Etanol- %50 Su çözücüsünde 60 dakika ultrasonikasyon sonrasında %20 PK konsantrasyonunda 2306.1±3.5 mg/kg kuru madde olarak bulunmuştur. En yüksek biyoetanol konsantrasyonu seyreltik asit otoklav ön-işlemini takiben, 36 saat fermentasyon süresi sonucunda 15 FPU (Filtre kağıdı birimi)/g kuru madde selülaz varlığında %15 PK ve S. cerevisiae ve K. marxianus için sırasıyla 27.5 g/L ve 26.65 g/L olarak bulunmuştur. Bunun yanı sıra  S. cerevisiae, K. marxianus teorik etanol verimi %89.6 ve %86.8 olarak hesaplanmıştır. QP değerleri aynı mikroorganizmalar için sırasıyla 0.76 ve 0.74  g/L.h şeklinde bulunurken, YP/S değerleri her iki maya için 0.48 g/g olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this thesis, the simultaneous production of bioethanol and anthocyanin from eggplant peels (EP), which are abundant by-products in Turkey and produced industrially, were investigated. Fermentation experiments were carried out using Saccharomyces cerevisiae and Kluyveromyces marxianus yeasts. Some important parameters pretreatment methods, enzyme concentration, such as initial biomass loading and time which affect the initial sugar amount and fermentation efficiency were determined. In addition, the effect of the solvent, which is the most important parameter in the production of anthocyanin, was examined. The optimum solvent concantration for anthocyanin extraction was determined as 50% Ethanol / %50 water solvent. The highest amount of anthocyanin was found as 2306.1 mg/kg dry matter at 20% EP concentration. Moreover the reducing sugar content, enzyme hydrolysis and bioethanol amounts released by the pre-treatment of eggplant peel used as raw materials were determined. The maximum ethanol concentration were found, in the presence of dilute acid autoclave pretreatment, 15 FPU/g dry weight cellulase at 15% (w/v) EP in 36 hours fermentation as be 27.5 g/L and 26.65 g/L for S. cerevisiae and K. marxianus, respectively. In addition, the theoretical ethanol yields of S. cerevisiae, K. marxianus were calculated as 89.1% and 86.3%. QP values were determined as 0.76 and 0.74 g/L.h for the same yeasts, while YP/S values were calculated as both of them 0.48 g/g, respectively.