Bakteriyel ekzopolisakkaritlere alternatif olarak mikroalgal ekzopolisakkarit üretiminin araştırılması
Investigation of the microalgal exopolysaccharide production as an alternative to bacterial exopolysaccharide
Yazar: SEDEF KAPTAN
Danışman: DOÇ. DİDEM ÖZÇİMEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Canlıların vücudunda gerçekleşen metabolik reaksiyonlar sonucunda oluşan ürünler, metabolitlerdir. Metabolitler büyüme, gelişme ve çoğalma için gerekli olmanın yanı sıra diğer canlıların yaşamı için de fayda sağlayabilmektedir. Mikroalgler, ticari değeri olan metabolitlere sahip mikrobiyal kaynaklardır. Bu metabolitler karbonhidrat, protein, yağ, vitaminler ve biyoaktif moleküllerdir. Dünya çapında yüksek oranda bulunan mikroalgler 1950' li yıllarda biyoteknolojik uygulamalarda kullanılmaya başlanmıştır. Mikroalglerin güneş enerjisini biokütleye dönüştürmeleri bilinen en etkin ve ekonomik yoldur. Uzakdoğu'da insan gıdası olarak kullanılan mikroalgler birçok ülkede de hayvan yemi olarak kullanılmaktadır. Ayrıca mikroalg metabolitleri olan antibiyotikler, vitaminler ve pigmentler; kozmetik, tıp ve eczacılık ürünlerinde katkı maddesi olarak kullanılmaktadır.
Mikroalglerin en önemli metabolitlerinden biri olan ekzopolisakkaritler (EPS), karbonhidrat yapıda olup gıda katkı maddesi, deterjan, yapıştırıcı, ilaç etken maddesi ve  atık su iyileştirme prosesleri gibi birçok uygulamada kullanılmaktadır. Biyopolimer olarak kabul edilen EPS' nin fonksiyonel özellikleri mikroalg türüne, yaşam koşullarından sıcaklık, ışık yoğunluğu, besiyeri içeriği, ağır metaller, aydınlanma süresi gibi parametrelere bağlı olarak değişiklik göstermektedir.
Bu çalışmada, mikroalg türlerinden Botrycoccus braunii, Chlorella sorokiniana ve Chlorella minutissima' nın büyüme koşulları ekzopolisakkarit üretim miktarlarındaki farklılığın ayrıntılı incelenebilmesi için alglerin petri ortamında katı besiyerinde üretimleri gerçekleştirilmiştir. Optimum EPS üretim koşullarının belirlenmesi için azot(N2), karbondioksit(CO2) ve aydınlık-karanlık süreleri üzerinde değişiklikler yapılmıştır. Alg üretim parametrelerinin EPS ürün verimi üzerine olan etkisi Box Behnken metotu kullanılarak istatistiksel olarakta incelenmiş ve her mikroalg türü için en yüksek EPS veriminin sağlandığı optimum alg üretim koşulları belirlenmiştir. Ayrıca üretilen EPS ürünlerine FTIR, TGA gibi kararkterisazyon işlemleri uygulanmış olup bakteriyel kaynaklı EPS ile mikroalgal kaynaklı EPS ürünleri arasındaki farklılık ve/veya benzerlikler ortaya konulmuştur.

Abstract:
There are many metabolic reactions that occur in living creature.  Metabolites occur as a result of this metabolic reactions. These products are beneficial for necessary of growing and reproducing and life of living creature. Microalgae which are metabolites, having financial values are used as microbial resource. Metabolites of microalgae are carbohydrate, protein, fat, vitamin and bioactive molecules. Microalgae which exist in high amounts around the World have been used in biotechnological methods since 1950. It is one of the outstanding and economics roles of microalgae, which solar energy transforms into biomass. In addition to this, microalgae is utilized as both a human food in Far East and animal feed in other many countries. Also, microalgae metabolites are antibiotic, vitamin, and pigments, are benefited as an additive in pharmaceuticals, medical and cosmetics products.
One of the most significant metabolites of microalgae is exopolysaccaharide, that is composed of carbohydrates, used in many applications that are food additive, detergent, adhesive, pharmaceutical active substance, wastewater treatment, etc. EPS is admitted as a biopolymer. Therefore, functional characteristics of EPS vary with parameters that are microalgae species, temperature in living conditions, light intensity, broth content, heavy metals, luminous time, etc.
In this project, for growth conditions of microalgae species that are Botrycoccus braunii, Chlorella sorokiniana and Chlorella minutissima, the production was carried out in petri plate in a solid environment. Nitrogen (N2), carbondioxide (CO2) and luminous-darkness time were changed to be determined the optimum EPS production conditions. Algae production parameters that effect on the yield of EPS product been statistically examined by using Box Behnken method. In addition to this, optimum algae production conditions, providing the highest yield of EPS has been determined for each microalgae. Also, EPS products which were produced has been applied to characterization procedures which include FTIR, TGA. It has revealed that there are differences and/or similarities of products which were produced from bacterial EPS and from microalgae EPS.