Epifitik maya hücrelerinin izolasyonu, tanımlanması ve mikrokapsüllenerek narenciye depolamada hasat sonrası biyokontrol ajanı olarak kullanım potansiyelinin araştırılması
Isolation, identification and microencapsulation of epiphytic yeast cells and investigation of their potential for use as a post-harvest biocontrol agent in citrus storage
Yazar: BUSE BERBER ÖRÇEN
Danışman: PROF. DR. RABİA ÇAKIR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Dünya çapında her yıl 2,5 milyar tonun üzerinde taze sebze meyve üretimi olmakta, bunun %25-50'si son tüketiciye ulaşamadan israf olmaktadır. Bu israfın önüne geçebilmek amacıyla çeşitli kimyasal koruyucular kullanılmaktadır. Ancak bu kimyasal koruyucuların insan ve çevre sağlığını tehdit etmesi, ürünlerde kimyasal kalıntı bırakarak ihracatta problemler yaratması, meyvelerin kalitesini etkilemesi gibi olumsuzluklar üreticileri dar boğaza sokmaktadır. Mikroorganizmalar potansiyel biyokontrol ajanlarıdır (BCA) ve sentezledikleri metabolitlerle zararlılarla doğrudan veya dolaylı olarak mücadele ederler. Kapsülleme, doğal koruyucuların ve biyokontrol ajanlarının etkinliğini, fonksiyonel bileşenlerinin biyoyararlanımını ve kapsüllenmiş malzemenin stabilitesini sağlamak ve böylece sentetik ajanlar yerine kullanımlarını arttırmak için büyük bir fırsat sunmaktadır ve mikroorganizmaların olumsuz çevre koşullarından korunması amacıyla bir matris içerisine kaplanarak onların güneş radyasyonu, sıcaklık ve bağıl nem gibi canlılıklarını azaltan faktörlere dayanmalarını sağlar ve uygulama sayısını ve
dozunu azaltır. Bu çalışmada narenciye bahçeleri, ağaç ve yapraklarından izole
edilen mayalar tanımlanmış, filogenetik analizleri yapılmış ve antifungal etkileri
belirlenmiştir. Wickerhamomyces anamolus (M72), Meyerozyma guilliermondii
(M77), Pichia kudriavzevii (M74) türleri tespit edilmiş ve P.digitatum ve
P.italicum'a karşı antifungal etki gösterdiği tespit edilmiştir. En yüksek antifungal
etkiye sahip olan Pichia kudriavzevii (M74), P.digitatum ve P.italicum'a karşı
sırasıyla %67 ve %62 inhibisyon oranları göstermiştir. Antifungal etkisi en fazla
olan M74 suşunun mikroenkapsülasyon işlemi ile biyopestisit olabilecek kadar
uzun ömürlü olmasını sağlamak amacıyla kapsüllenmiştir. Pichia kudriavzevii'nin
(M74) mikroenkapsülasyonu için Taguchi metodolojisi kullanılarak sprey kurutma
prosesinde optimum sprey kurutma proses parametreleri ve kullanılan polimerlerin
optimum konsantrasyon değerleri araştırıldı. %0,1 sodyum aljinat (SA) ve %10
mısır nişastası (CS) içeren formülasyon, yüksek canlılık yüzdesi (%73) sayesinde
portakalda kayıplara neden olan bir küf olan P.digitatum'un inhibisyonunda iyi bir
performans göstermiştir. İnhibisyon yüzde sonuçları, bu formülasyonun,
P.digitatum küfünün etkili kontrolü için turunçgiller üzerinde sentetik fungisitlere
alternatif uygulama olarak aday bir formülasyon olarak kullanılabileceğini gösterdi.

Abstract:
More than 2.5 billion tons of fresh vegetables and fruits are produced worldwide every year, and 25-50% of this is wasted before reaching the end consumer. Various chemical preservatives are used to prevent this waste. However, negativities such as the fact that these chemical preservatives threaten human and environmental health, create problems in exports by leaving chemical residues on the products, and affect the quality of fruits put producers in a bottleneck. Microorganisms are potential biocontrol agents (BCA) and they fight pests directly or indirectly with the metabolites they synthesize. Encapsulation offers a great opportunity to ensure the effectiveness of natural preservatives and biocontrol agents, the bioavailability of their functional components and the stability of the encapsulated material, thereby increasing their use instead of synthetic agents, and to protect microorganisms from adverse environmental conditions by encasing them in a matrix to protect their viability such as solar radiation, temperature and relative humidity. It allows them to withstand reducing factors and reduces the number and dose of application. In this study, yeasts isolated from citrus groves, trees and leaves
were identified, phylogenetic analyzes were performed and their antifungal effects
were determined. Wickerhamomyces anamolus (M72), Meyerozyma guilliermondii
(M77), Pichia kudriavzevii (M74) species were identified and were found to have
antifungal effects against P.digitatum and P.italicum. Pichia kudriavzevii (M74),
which has the highest antifungal effect, showed 67% and 62% inhibition rates
against P.digitatum and P.italicum, respectively. An encapsulation study was
carried out to ensure that the M74 strain, which has the most antifungal effect, is
long-lived enough to be a biopesticide by microencapsulation process. Optimum
spray drying process parameters as well as optimum concentration values of wall
materials were investigated in the spray drying process for microencapsulation of
Pichia kudriavzevii (M74) through the Taguchi methodology. The formulation
containing 0.1% sodium alginate (SA) and 10% corn starch (CS) showed a good
performance in the inhibition of P.digitatum, a mold that causes losses in orange,
thanks to its high percentage of viability (73%). Inhibition percentages may indicate
that this formulation may be a candidate formulation to be considered as a potential
alternative application to synthetic fungicides on orange fruits for the effective
control of P.digitatum mold.