Elma posasının biyoteknolojik bir proses içinde değerlendirilmesi
Valorization of apple pomace within a biotechnological process
Yazar: SILA OKTAY SÖZGEN
Danışman: PROF. DR. ZEKİYE SERPİL TAKAÇ
Ankara Üniversitesi / Biyoteknoloji Enstitüsü / Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyoteknolojik prosesler = Biotechnological process ; Elma = Apple ; Fermentasyon = Fermentation ; Posa = Pomace

Özet:
Gıda endüstrisinde elma suyu tesisinin atığı olan elma posasının değerlendirilmesi amacıyla, biyoteknolojik bir proses geliştirilerek, yerli bir bakteri suşu Bacillus subtilis ile elma posasının fermentasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Karbon kaynağı olarak elma posasının kullanılmasıyla oluşturulan ekonomik bir fermentasyon ortamında çeşitli fermentasyon ürünleri incelenmiştir. Sıcaklık, pH, nişasta ile indükleme, farklı azot kaynakları, hücre derişimi ve metal iyonlarının fermentasyon ürünlerine etkileri araştırılmıştır. Bakteri suşunun bazı probiyotik özellikleri test edilmiştir. Fermentasyon işlemleri, steril koşullar ve sabit karıştırma hızında gerçekleştirilmiştir. Bakteriyal enzimlerin aktiviteleri, fenolik bileşenlerin derişimi ve antioksidan aktiviteleri, indirgen şeker derişimi, antimikrobiyal aktivite ve probiyotik özellikler; spektroskopik, kromatografik ya da mikrobiyolojik analiz yöntemleri uygulanarak belirlenmiştir. En iyi fermentasyon ortamı ve koşulları; endüstriyel elma posası, pepton ve sodyum klorür içeren ortam ve 37℃ sıcaklık, başlangıç pH değeri 5 ve fermentasyon süresi 72 saat olarak belirlenmiştir. Bakteri hücreleri için agar ve ön çoğalma inkübasyonları işlem sürecinden çıkarılarak, bir önceki fermentasyon sonunda ayrılan ortam ile aşılama yapılmıştır. Bu ortamda elde edilen en verimli ürün, 24. saatte 3.022 U/mL aktiviteye ulaşılan α-amilaz enzimi olmuştur. İndirgen şekerler ortamda sürekli tüketilmiş, toplam fenol derişimi ise 48. saate kadar artış göstermiştir.
Sonuç olarak gıda ve kimya sanayilerinde önemli bir yeri olan α-amilaz enziminin aktivitesi, bu ortama alternatif olarak belirlenen nişasta ile indüklenen elma posalı ortamın aktivitesine göre % 29.64 daha yüksek bulunmuştur. Hammadde maliyeti yüksek olan fermentasyon endüstrisine, elma posası gibi ekonomik hammaddeler, basit ve azaltılmış prosesler kullanılarak verimli α-amilaz üretimi vaat edilmektedir.

Anahtar kelimeler: Elma posası, biyoteknolojik proses, posa değerlendirme, fermentasyon

Abstract:
A biotechnological process was developed to evaluate apple pomace, which is a waste of the apple juice plant in food industry, by carrying out a fermentation with a local strain of Bacillus subtilis. Various fermentation products have been studied in an economical fermentation condition using industrial apple pomace as carbon source. The effects of temperature, pH, induction with starch, nitrogen sources, initial cell concentration and metal ions on the fermentation course and products were investigated. Some probiotic properties of the bacterial strain have also been tested. The batch fermentation was carried out under sterile conditions and constant agitation rate. Some hydrolytic enzymes activities, concentrations and antioxidant activities of phenolic compounds, concentration of reducing sugars, antimicrobial activity and probiotic properties were determined by spectroscopic, chromatographic or microbiological techniques. The best and simplest medium was obtained which consisted of apple pomace, peptone and sodium cloride with using previous fermentation medium as pre-culture. The optimal temperature, initial pH and fermentation time were determined as T=30℃, pH=5 and t=72 h, respectively. After determining optimum fermentation conditions, α-amylase was found to be the most efficient product with 3.022 U/mL activity at 24. h. Reducing sugars were consumed continuously, however, total phenol content increased during 48 h in the medium. The activity of α-amylase enzyme, which has an important place in food and chemical industries, was found 29.64% higher than the activity of starch-induced apple pomace medium determined as an alternative to this medium.
As a result, an efficient α-amylase production is promised for the fermentation industry that has high raw material costs by using economical raw materials such as apple pomace as well as a simple process.

Key Words : Apple pomace, biotechnological process, pomace valorization, fermentation