Bacillus subtilis ZBP4 suşunun proteaz üretim koşullarının optimizasyonu ve enzimin bazı özelliklerinin belirlenmesi
Optimization of protease production conditions of Bacillus subtilis ZBP4 strain and determination of some properties of enzyme
Yazar: MERVE DEĞİRMEN
Danışman: DOÇ. DR. AYŞE AVCI
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Hücre dışı enzimler = Extracellular ezymes ; Mikrobiyal enzimler = Microbial enzymes

Özet:
Bu çalışmada, Bacillus subtilis ZBP4 suşunun hücre dışı proteaz enzimi üretimi
araştırılarak ortam koşullarının enzim üretimi ve mikrobiyal gelişime etkisi
belirlenmiştir. Enzim aktivitesinin belirlendiği tüm çalışmalarda bakteri gelişimi
sonucunda elde edilen hücresiz sıvı (süpernatant) kullanılmıştır.

Yapılan ön çalışmalarda izolatın proteaz üretme yeteneğinde olduğu anlaşılmıştır.
Bazal besiyerinde geliştirilen izolatın verdiği proteaz aktivitesi dikkate alınarak
optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Enzim üretimine glukoz konsantrasyonunun (2-
20 g/L), azot kaynaklarının (maya özütü, kazein, peynir altı suyu tozu, yağsız süt
tozu, soya unu, mercimek unu, amonyum sülfat, pepton), başlangıç pH'sının (5-9) ve
sıcaklığın (30-40°C) etkisi belirlenmiştir. Enzim aktivitesi süpernatantın, Tris HCl
pH 8 tamponunda çözünmüş kazeinle birlikte 60°C sıcaklıkta 15 dakika boyunca
inkübe edilmesiyle belirlenmiştir. Ayrıca enziminin bazı özellikleri (pH, sıcaklık)
belirlenmiştir. Enzim aktivitesi ve mikrobiyal gelişimi belirlemek için numunelerin
absorbansı sırasıyla UV-VIS spektrofotometrede 280 nm ve 600 nm dalga boyunda
ölçülmüştür.

Çalışılan bazal besiyerinde optimizasyon öncesi enzim aktivitesi 1206 U/mL
olmuştur. En iyi proteaz üretimine azot kaynağı olarak maya özütünün kullanıldığı,
pH'sı 9 olan ortamda, 35°C'de 48 saat inkübasyon sonunda ulaşılmıştır. Ayrıca
üretim koşullarında maya özütü, soya unu ve mercimek unu en iyi azot kaynakları
olarak bulunmuştur. Her üç kaynak için konsantrasyon çalışması yapılmış ve maya
özütü ve soya ununun optimum 15 g/L konsantrasyonda, mercimek ununun ise 20
g/L konsantrasyonda en iyi proteaz aktivitesine ulaştığı tespit edilmiştir. Proteaz
enziminin optimum sıcaklık ve pH'sı sırası ile 60°C ve 8,0 olarak belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, the production of the extracellular protease enzyme by Bacillus subtilis
ZBP4 strain was investigated and the effects of environmental conditions on enzyme
production and microbial growth were determined. The enzymatic activity was
determined in the cell-free supernatant that was obtained after the growth of the
isolate.

Preliminary studies showed that the isolate was able to produce protease enzyme. By
taking into consideration the protease activity obtained in the basal medium,
optimization studies were performed. The effects of glucose concentration (2-20
g/L), nitrogen sources (yeast extract, casein, whey powder, skimmed milk powder,
soy flour, yellow lentil flour, ammonium sulfate, pepton), initial pH (5-9) of the
medium and incubation temperature (30-40°C) have been determined. Enzymatic
activity was determined by incubating the supernatant and casein which was
dissolved in Tris HCl pH 8 buffer at 60°C for 15 minutes. In addition, some
properties of the enzyme (pH, temperature) were determined. To determine the
enzyme activity and microbial growth, the absorbances of the samples were
measured at 280 nm and 600 nm by using a UV-VIS spectrophotometer,
respectively.

The enzyme activity prior to optimization was 1206 U/mL in the basal medium. The
best production was achieved in the medium contained yeast extract as a nitrogen
source at pH 9 and 35°C in 48 hours. Furthermore, yeast extract, soybean flour and
lentil flour were the best nitrogen sources for the enzyme production. Concentration
studies were performed for all three sources and it was determined that yeast extract
and soy flour had the optimum 15 g/L concentration and lentil flour had the best
protease activity at a concentration of 20 g/L. The optimum temperature and the pH
of the protease enzyme were determined as 60°C and pH 8,0.