Marmara denizi ve İzmit körfezi'nden alınan izolat örnekleriyle karides kabuğu atıklarından enzimatik kitosan eldesi ve hidrojel olarak kullanımı
Enzymatic chitosan production from shrimp shells wastes with isolate samples from the sea of Marmara and Izmit gulf and its use as hydrogel
Yazar: ÇİSEL DİKKULAK BAYRAM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YOSUN MATER
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyokimya ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Atıklar = Wastes ; Hidrojeller = Hydrogels ; Karides = Shrimp ; Kitin = Chitin ; Kitosan = Chitosan ; Mikroorganizmalar = Microorganisms ; Yeniden kazanma = Recycling

Özet:
Kitin doğada en çok bulunan ikinci polisakkarittir ve kabuklu deniz canlılarının ve böceklerin kabuklarında, mantarlar, bazı alglerin çeperlerinde bulunur. Kitinin alkali deasetilasyonundan ise kitosan oluşur. Kitin ve kitosan arasındaki temel farklardan biri çözünürlüğüdür. Kitosan suda çözünmezken sulu asitlerin çoğunda çözünür. Kitin ise çok daha az sayıda çözücüde çözünür [Wang, 2020]. Kitinin sert, elastik olmayan ve çözünmesi zor yapısı nedeniyle kullanımı sınırlıdır. Kitosanın ise çözünürlüğünün yanı sıra biyolojik olarak toksik olmaması, biyouyumluluğu ve biyoaktivitesi gibi özelliklerinden dolayı gün geçtikçe daha önemli bir doğal polimer haline gelmektedir.
Kitinden kitosan eldesinde kullanılan ilk yöntem olan kimyasal yöntemde güçlü asit ve bazların kullanılması hem çevre için hem de üretilen kitosanın saflığı açısından sorun teşkil etmektedir. İkinci yöntemde ise bakterilerin ürettiği kitin deasetilaz enzimi ile canlıların kabuklarında bulunan kitini kitosana dönüştürmesini sağlayıp kitosanı ortamdan izole etmektir. Böylece daha saf bir kitosan elde ederken çevreye zarar vermemek mümkündür. Bu çalışamada İzmit Körfezi ve Marmara Denizi'nden izole edilmiş deniz bakterileri kullanılarak enzimatik yöntemle kitosan üretimi yapılmıştır. Bakterilerin besi yerlerine kitin kaynağı olarak karides kabukları eklenmiştir. Ardından kitin deasetilaz enzimi üretim yetenekleri test edilerek büyük miktarda üretime geçilmiştir.
Kitosan kimyasal özellikleri nedeniyle hidrojel oluşturmak için çok uygun bir moleküldür. Jelleşme herhangi bir toksik molekülü gerektirmediğinden, klinik uygulamalar için güvenlidir [Bhattarai vd., 2010]. Bu çalışmanın ikinci kısmında enzimatik üretim sonucu elde edilen kitosandan hidrojel yapılmıştır. Hidrojel yapımında 3 farklı metottan yararlanılmış ve her metotta ticari kitosan ile karşılaştırma yapılmıştır.

Abstract:
Chitin is the second most abundant polysaccharide in nature and is found in the shells of shellfish and insects, fungi and algae. Chitosan is formed from the alkaline deacetylation of chitin. One of the main differences between chitin and chitosan is its solubility. Its use is limited due to the hard, inelastic and difficult-to-dissolve nature of the chitin. Chitosan is becoming an important natural polymer due to its solubility, non-toxicity, biocompatibility and bioactivity.
In the chemical method, which is the first method used to obtain chitosan from chitin, causes a problem both for the environment and for purity of the produced chitosan. In the second method, the chitin deacetylase enzyme produced by the bacteria converts the chitin found in the shells into chitosan. In this study, chitosan production was carried out by enzymatic method using marine bacteria isolated from the Gulf of Izmit and the Sea of Marmara. Shrimp shells were added to the broth of bacteria as a source of chitin. Their chitin deacetylase enzyme activities were tested.
Chitosan is a very suitable molecule for forming hydrogels due to its chemical properties. Since gelation doesn't require any toxic molecules, it is safe for clinical applications [Bhattarai et al., 2010]. In the second part of this study, hydrogel was made from chitosan obtained as a result of enzymatic production. Three different methods were used in hydrogel pro