Aureobasidium pullulans NRRL Y-2311-1 kullanılarak katı kültür fermantasyon ile ksilanaz üretimi
Xylanase production by Aureobasidium pullulans NRRL Y-2311-1 via solid state fermentation
Yazar: MELTEM GELEN
Danışman: DOÇ. DR. SIRMA YEĞİN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Aureobasidium pullulans = Aureobasidium pullulans ; Biyoproses = Bioprocess ; Ksilanaz = Xylanese

Özet:
Ksilanazlar, hemiselülozik yapının ana bileşenlerinden biri olan ksilanı parçalayan enzimlerdir. Bu enzimler, çeşitli endüstriyel uygulamalarda geniş bir kullanım alanına sahip olup, mikrobiyal üretim çalışmalarına dair pek çok araştırmanın odağında yer almaktadır. Bu tez çalışması kapsamında Aureobasidium pullulans NRRL Y-2311-1 kullanılarak katı kültür fermantasyon ile ksilanaz üretim koşulları optimize edilmiştir. Karbon kaynağı olarak, ksilan içeriği zengin, tarımsal yan ürünlerden biri olan buğday kepeği kullanılmıştır. Ksilanaz üretimi, biyoproses süresi, aşı miktarı, katı-sıvı oranı, ortam pH'sı, farklı azot kaynaklarının ve Tween 80 konsantrasyonu etkileri incelenerek optimize edilmiştir. Elde edilen ksilanaz enziminin endüstride kullanılabilirliğinin belirlenmesi amacıyla, ham enzim preparatının biyokimyasal karakterizasyonu yapılmıştır. Optimizasyon 472,80 U/g ksilanaz üretimiyle başarılı bir şekilde sonuçlanmıştır. En yüksek ksilanaz aktivitesinin elde edildiği koşullar; 4 gün sonunda, 1 mL inokulum miktarı, 1.0: 1.2 katı-sıvı oranı, (NH4)2SO4 azot kaynağı ile bulunmuştur. Ksilanaz enziminin optimum pH değeri 4.0 olarak tespit edilmiştir. Enzim pH 3.0-8.0 aralığında oldukça stabil olup aktivitesini önemli ölçüde korumuştur. Optimum sıcaklık aralığı 50-60⁰C'dır. Enzim aktivitesindeki ilk düşüş 45⁰C'de 60 dakika inkübasyon sonucunda yaşanmıştır. Bu çalışmada, katma değeri düşük tarımsal yan ürün olan buğday kepeğinden katma değeri yüksek bir ürün olan ksilanaz enzimi üretilmiştir.

Abstract:
Xylanases are enzymes that break down xylan, one of the main components of the hemicellulosic structure. These enzymes have a wide range of industrial applications and are the focus of numerous studies on microbial production. In this thesis, the conditions for xylanase production by solid-state fermentation with Aureobasidium pullulans NRRL Y-2311-1 were optimized. As a carbon source, wheat bran, which is one of the agricultural by-products rich in xylan content, has been used. Xylanase production was optimized by investigating the effects of bioprocess time, inoculum amount, solid-liquid ratio, medium pH, different nitrogen sources, and Tween 80 concentration. To determine the industrial applicability of the obtained xylanase enzyme, the biochemical characterization of the crude enzyme preparation was performed. The optimization resulted in a successful xylanase production of 472.80 U/g. The conditions under which the highest xylanase activity was obtained were: after 4 days, with 1 mL inoculum amount, 1.0: 1.2 solid-liquid ratio, and (NH4)2SO4 as the nitrogen source. The optimum pH value of xylanase enzyme was determined as 4.0. The enzyme was very stable in the pH range of 3.0-8.0 and maintained its activity significantly. The optimal temperature range was found 50-60⁰C. The first decrease in enzyme activity occurred after 60 minutes of incubation at 45⁰C. In this study, xylanase, a high-value product, was produced from wheat bran, an agricultural by-product with low added value.