Oleaginous mikroorganizmalarda mikrobiyal lipit üretimi
Production of microbial lipids by oleaginous microorganisms
Yazar: TURGAY KANAT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SEVAL CİNG YILDIRIM
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Rhodotorula glutinis = Rhodotorula glutinis

Özet:
Biyodizel, trigliseritlerin veya serbest yağ asitlerinin kısa zincirli alkollerle transesterifikasyonu sonucu elde edilmektedir. Biyodizel, biyolojik olarak parçalanabilen, yenilenebilir ve toksik olmayan bir yakıt türüdür. Biyodizel yanma özelliklerinden dolayı petrol kökenli dizelere benzemektedir. Günümüzde genellikle çeşitli bitkisel yağlar, hayvansal yağlar ve atık kızartma yağları biyodizel üretimi için hammadde olarak kullanılmaktadır. Ancak hammadde maliyetlerinin yüksek olmasından kaynaklanan sorunlardan dolayı, biyodizel üretimi yaygın olarak yapılamamaktadır. Mikrobiyal yağlar fungus, bakteri ve mikroalg gibi biyokütlelerinin % 20?sinden fazla yağ biriktirebilen ve oleaginous türler olarak tanımlanan mikroorganizmalar tarafından üretilir.
Bu çalışmada, Candida lipolytica ve Rhodotorula glutinis?in, lipit üretme kapasiteleri kesikli ve iki aşamalı fermentasyon sistemlerinde araştırıldı. Maya miktarı (% 1, 3 ve 5 v/v), inkübasyon zamanı, sıcaklık (20-40°C), başlangıç pH?sı (4-7), çalkalama hızı (50?200 rpm) gibi çeşitli parametrelerin lipit üretimi üzerine etkisi tespit edildi. Mayaların lipit üretiminin arttırılması amacıyla, peynir altı suyu, glukoz, NH4Cl, (NH4)2SO4 ve melas gibi çeşitli maddeler besiyerine ilave edildi. En yüksek lipit birikimi pH 5, 30°C ve 150 rpm?de dördüncü günde bulundu. Lipit ekstrasyonu modifiye Bligh ve Dyer yöntemine göre gerçekleştirildi. Kesikli sistemde C. lipolytica ve R. glutinis?in en yüksek lipit içeriği sırasıyla % 29.35±4.58 ve % 29.53±0.46 oldu. İki aşamalı fermentasyon sisteminde C. lipolytica ile en yüksek lipit içeriği oranı (% 41.6±0.1) elde edildi. Ekstre edilen lipitler bir baz katalizle transesterifiye edildi. Metil esterleri gaz kromotografisi-kütle spektrometresi kullanılarak analiz edildi. C. lipolytica ve R. glutinis?in biyodizel verimi sırasıyla % 79 ve % 80.65 oldu. Başlıca palmitik asit, oleik asit ve stearik asit içeren lipitlerin yağ asidi kompozisyonunun biyodizel üretimine uygun olduğu belirlendi.
ANAHTAR KELİMELER: Candida lipolytica, Rhodotorula glutinis, lipit, biyodizel, iki aşamalı fermentasyon sistemi, peynir altı suyu.

Abstract:
Biodiesel is derived from triglycerides or free fatty acid by transesterification with short chain alcohols. Biodiesel is a renewable, biodegradable and nontoxic fuel. Biodiesel is similar to petro-diesel in combustion properties. Currently varied plant oils, animal fats and waste cooking oils are usually adopted as feedstocks for biodiesel production. But the high cost of these feedstocks has become a rising problem for large-scale biodiesel production. Microorganisms, such as fungi, bacteria and microalge that can accumulate lipids more than 20 % of their biomass are defined as oleaginous species.
In the study, lipid production capabilities of Candida lipolytica and Rhodotorula glutinis were investigated in batch and two stage fermentation systems. The effects of various operational parameters, namely amount of yeast (1, 3 and 5 % v/v), incubation time,  temperature (20-40°C), initial pH (4-7) of the medium, agitation speed (50-200 rpm) on the lipid production were determined. In order to increase lipid production in yeasts various substances such as cheese whey, glucose, NH4Cl, (NH4)2SO4 and molasses were added to the media. The highest lipid accumulation was found at pH 5, 30°C, 150 rpm on the fourth day.  The extraction of lipid content was carried out according to the modified Bligh and Dyer method. In the batch system the maximum lipid content of C. lipolytica and R. glutinis were 29.35±4.58 % and 29.53±0.46 %, respectively. The highest lipid content ratio (41.6±0.1 %) was obtained by C. lipolytica in the two stage fermentation system. The extracted lipids were transesterified by a base catalyst. The methyl esters were analyzed by using gas chromotography-mass spectrometer. The biodiesel yields of C. lipolytica and R. glutinis were 79 % and 80.65 %, respectively. The fatty acid compositions of lipids were determined to be appropriate for the production of biodiesel which contains mainly palmitic acids, oleic acids and stearic acids.
KEYWORDS: Candida lipolytica, Rhodotorula glutinis, lipid, biodiesel, two stage fermentation system, cheese whey.