Hibrit biyosistem: Üçlü algal ko-kültür üretimi
Hybrid biosystem: Triple algal co-culture production
Yazar: UĞUR TEPE
Danışman: DOÇ. DR. ESRA İMAMOĞLU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Chlorella vulgaris = Chlorella vulgaris ; Haematococcus pluvialis = Haematococcus pluvialis ; Mikroalgler = Microalgae ; Spirulina platensis = Spirulina platensis ; Çevresel sürdürülebilirlik = Sustainable environment

Özet:
Mikroalgler eşsiz özellikleri sayesinde günümüzde farklı alanlarda kullanılmaktadır. Kolay, hızlı ve ucuz şekilde üretilebilir olmaları mikroalglerin ticari uygulamalar için tercih sebebidir. Mikroalgal biyoaktif bileşikler sayesinde Spirulina platensis, Haematococcus pluvialis ve Chlorella vulgaris türleri gıda takviyesi ve çeşitli pigmentlerin üretimi başta olmak üzere farklı alanlarda ticari olarak kullanılmaktadır. 
Bu tez çalışmasında amaç, yeşil mikroalg olan H. pluvialis ve C. vulgaris türleri ile siyanobakteri olan S. platensis türünün üçlü ko-kültür üretimlerinin gerçekleştirilerek bu hibrit biyosistemde aynı üretim koşulları altında üretim verimliliğin yer, zaman ve maliyet dikkate alınarak değerlendirilmesi hedeflendirilmiştir. Bu kapsamda hava kaldırmalı fotobiyoreaktörde üretim parametrelerin optimize edilmesi (inokulum konsantrasyonu, ışık şiddeti, CO2 ilavesi, melatonin ilavesi) ile fikobiliprotein, klorofil-a, klorofil-b, toplam karotenoid, toplam protein ve lipid ekstraksiyonu gerçekleştirilmesi üzerine çalışılmıştır. Böylece sinerjistik etkiden faydalanılarak mikroalglerin birlikte üretilmesi ve farklı biyo-ürünlerin ekstrakte edilmesi ile hibrit biyosistemelere katkı sağlanmıştır.
Üretim denemeleri sonucunda 2 L hacimli hava kaldırmalı fotobiyoreaktörlerde H. pluvialis, S. platensis ve C. vulgaris susuşlarının üçlü kokültür üretimi için optimum koşulların 5:1:1 inokülayon oranı, 600 µE.m-2s-1 ışık şiddeti, %1.5 (v/v) CO2 içeren hava ile besleme ve ortama 0.5 µM melatonin ilavesi ile olduğu kaydedilmiştir. Belirtilen koşullardaki üretimlerde gerçekleştirilen yüksek basınçlı sıvı kormatografisi analizlerinde 26,05 ± 3,67 mg/l toplam karotenoid miktarı tespit edilmiştir. Gerçekleştirilen spektrofotometrik analizlerde fikosiyanin birikim hızı 0,47 mg/g. gün, karotenoid birikim hızı 0,70 mg/g. gün, astaksantin birikim hızı 0,81 mg/g. gün, protein birikim hızı 0,53 mg/g. gün olarak tespit edilirken biyokütle verimliliği ise 0,262 g/l. gün olarak belirlenmiştir.
Tez çalışması sonucunda H. pluvialis, S. platensis ve C. vulgaris türlerinin kokültür içerisinde uyumlu şekilde üretilebilecekleri belirlenmiştir.

Abstract:
Microalgae are used in different fields today thanks to the biomass and Microalgae are used in different fields today thanks to their unique properties. The fact that they can be produced easily, quickly and cheaply is the reason why microalgae are preferred for commercial applications. Thanks to microalgal bioactive compounds, Spirulina platensis, Haematococcus pluvialis and Chlorella vulgaris species are commercially used in different fields, especially in food supplementation and production of various pigments. 
The aim of this thesis is to realize the triple co-culture production of H. pluvialis and C. vulgaris species, which are green microalgae, and S. platensis species, which are cyanobacteria, and to evaluate the production efficiency under the same production conditions in this hybrid biosystem by considering space, time and cost. In this context, phycobiliprotein, chlorophyll-a, chlorophyll-b, total carotenoids, total protein and lipid extraction were studied by optimizing the production parameters (inoculum concentration, light intensity, CO2 addition, melatonin addition) in air-lifted photobioreactor. Thus, by utilizing the synergistic effect, microalgae were co-produced and different bioproducts were extracted, contributing to hybrid biosystems.
As a result of the production trials, it was recorded that the optimum conditions for triple coculture production of H. pluvialis, S. platensis and C. vulgaris strains in 2 L volume air-lifted photobioreactors were 5:1:1 inoculum ratio, 600 µE.m-2s-1 light intensity, 1.5% (v/v) CO2 containing air and 0.5 µM melatonin addition to the medium. The total carotenoid content of 26.05 ± 3.67 mg/l was determined in the high pressure liquid chromatography analyses performed in the productions carried out under the specified conditions. In the spectrophotometric analyses, phycocyanin accumulation rate was 0.47 mg/g. day, carotenoid accumulation rate was 0.70 mg/g. day, astaxanthin accumulation rate was 0.81 mg/g. day, protein accumulation rate was 0.53 mg/g. day and biomass productivity was 0.262 g/l. day.
As a result of the thesis study, it was determined that H. pluvialis, S. platensis and C. vulgaris species can be produced harmoniously in coculture.