Endüstriyel atıkların azot kaynağı olarak mannanaz üretiminde kullanımının araştırılması
An investigation of industrial wastes utilization as a nitrogen source on mannanase production
Yazar: ERCAN KARAHALİL
Danışman: DOÇ. DR. İRFAN TURHAN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Mikrobiyal enzimler = Microbial enzymes

Özet:
Mikrobiyal mannanazlar bitki dokularındaki karmaşık polisakkaritlerin mannooligosakkaritler ve mannozlar gibi basit moleküllere hidrolizini sağladığından dolayı biyoteknolojik olarak önem taşımaktadır. Gıda ve yem teknolojisindeki meyve suyu berraklaştırması ve maserasyonu gibi pek çok uygulamaları vardır. Düşük maliyetli kaynakların kullanımıyla katma değeri yüksek olan ürünlerin üretimi giderek önem kazanmaktadır. Bir fermentasyon prosesi için karbon ve azot kaynaklarının en önemli besin maddeleri olduğu iyi bilinmektedir. Fermentasyon besiyerlerinde genellikle amonyum nitrat, amonyum nitrit, et ekstraktı, maya ekstraktı ve pepton gibi pahalı kaynaklar kullanılmaktadır.

Bu çalışmada, karbon kaynağı olarak keçiboynuzu ve glukoz kullanılarak rekombinant Aspergillus sojae'den mannanaz enzimi üretiminde ekonomik olarak uygun bazı azot kaynaklarının potansiyelinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla üç tanesi hayvansal (et-kemik unu, balık unu ve tüy unu) dört tanesi de bitkisel kökenli (kırmızı mercimek, pamuk tohumu, mısır zeini ve soya proteini) olmak üzere yedi farklı materyal denenmiştir. Fermentasyon ortamına bu materyaller üç farklı oranlarda (%0.5, %0.75, %1.0)  ilave edilmiştir. Gerçekleştirilen fermentasyon çalışmaları neticesinde söz konusu materyaller ile ulaşılan maksimum enzim aktiviteleri; Kırmızı Mercimek(%0,5): 247,11 U/ml, Pamuk Tohumu(%1.0): 315.75 U/ml, Mısır zeini(%1.0): 228.17 U/ml, Soya Proteini(%0.75): 525,93 U/ml, Et-Kemik Unu(%0,75): 597.31 U/ml, Tüy Unu(%1): 355.77 U/ml, Balık Unu(%1): 310.73 U/ml şeklinde olmuştur. Elde edilen veriler keçiboynuzu ekstraktı kullanılarak yapılan denemelerden üretilen mannanaz enzim aktivite değerlerinin glukoz substratında yapılan denemelere göre daha yüksek olduğunu göstermiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, bu tip azot ve karbon kaynaklarının birlikte kullanıldığında pahalı kaynaklara ekonomik bir alternatif olabileceğini göstermiştir.

Abstract:
Microbial mannanases have become biotechnologically important since they target the hydrolysis of complex polysaccharides of plant tissues into simple molecules like manno-oligosaccharides and mannoses. They have found many applications in the food and feed technology, such as fruit juice clarification, fruit maceration. Production of value-added products by using low-cost sources have increasingly come into prominence. It is well known that major nutrients are carbon and nitrogen for a fermentation process. Medium are generally supplied from expensive sources such as ammonium nitrate, ammonium nitrite, yeast extract, and peptone. 

The aim of this study was to determine potential of some nitrogen sources which are economically appropriate on mannanase production by recombinant Aspergillus sojae using carob and glucose as carbon source. For this purpose, three of nitrogen sources of animal origin (meat-bone meal, fish meal and feather meal) and four vegetable sources (red lentil powder, cottonseed meal, maize zein, soybean protein), seven different materials were assayed. Various quantities of these materials (0.5%, 0.75%, 1.0%) were added to fermentation media. Enzyme activity results obtained from fermentations are given following: Red Lentil Powder(1%): 247.11 U/ml, Cottonseed Meal(1%): 315.75 U/ml, Maize Zein(1%): 228.17 U/ml, Soyabean Protein(0,75%): 525.93 U/ml, Meat-Bone Meal(0,75%): 597.31 U/ml, Feather Meal(1%): 355.77 U/ml, Fish Meal(1%): 303.83 U/ml. Results showed that fermentations carried out with carob pod extract has higher manananase enzyme activity values than glucose substrate. Also, obtained data indicated that this kind of nitrogen and carbon sources can be an economical alternative to expensive sources when they are used with together.