Hidrokarbonla kirli topraklardan izole edilmiş mikroorganizmaların biyoplastik üretim yeteneklerinin belirlenmesi ve biyoplastiğin karakterizasyonu
Determination of bioplastic production capabilities of the microorganisms isolated from hydrocarbon contaminated soils and chracterization of bioplastic
Yazar: GÖKHAN GÜNGÖRMEDİ
Danışman: DOÇ. DR. AHMET ÇABUK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Bacillus = Bacillus ; Biyomalzemeler = Biomaterials ; Biyoplastik = Bioplastic ; Biyopolimerler = Biopolymers ; Poli-beta-hidroksibütirik asit = Poly-beta-hydroxybutyric acid ; Polihidroksialkanoatlar = Polyhydroxyalkanoates ; Polihidroksibütirat = Polyhydroxybutyrate ; Polihidroksibütirik asit = Polyhydroxybutyric acid

Özet:
Bu çalışmada, biyoplastik üreticisi olan alternatif bir mikrobiyal kaynağın bulunması hedeflenmiştir. Eskişehir Organize Sanayi bölgesinde hidrokarbonla kirlenmiş topraklardan izolasyon yapılmış ve bu izolatların Poli-ß-hidroksibütirikasit (PHB) üretim yetenekleri araştırılmıştır. Bu çalışmada A1 izolatının hücre kuru ağırlığına oranla % 44,30 ? 81,46 PHB üretiği tespit edilmiştir. En yüksek PHB vermine sahip A1 izolatının Bacillus megaterium XyC6 türüne benzediği belirlenmiştir.PHB üretim miktarını artırmak amacıyla, en uygun üretim koşullarını belirlemek için optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu amaçla, endüstriyel ve sentetik karbon kaynaklarının biyoplastik üretimine etkileri araştırılmış ve % 48,7 PHB verim ile en iyi karbon kaynağı melas olarak belirlenmiştir. Karbon kaynağı miktarının PHB üretimi üzerindeki etkisini belirlemek için % 1 ? 30 aralığında karbon miktarı denenmiştir. Bu çalışmada % 52,13 PHB verim ile optimum karbon kaynağı miktarı % 5 melas olarak tespit edilmiştir. Belirlenen optimum koşullar korunarak pH 4 ? 9 aralığında ortam pH'ı çalışılmış ve % 75,62 PHB verimi ile ortam pH'ı optimum pH 6 olarak belirlenmiştir. Ortam sıcaklığının PHB üretimindeki etkisini belirlemek amacıyla 25 ? 40 oC aralığında sıcaklıklar denenmiş ve % 72,52 PHB verimi ile en iyi ortam sıcaklığı 35oC olduğu tespit edilmiştir. İnkübasyon süresinin PHB üretimindeki etkisini belirlemek amacıyla 12 ? 72 saat aralığında 12 saatte bir örnek alınarak inkübasyon süresinin PHB üretimi üzerine etkisi araştırılmış ve % 78,63 PHB verimi ile en iyi sonucun 60. saatte olduğu belirlenmiştir.Bacillus megaterium XyC6'nın, sükroz ve melası karbon kaynağı olarak kullanmasıyla sentezlediği PHB'lerin fiziksel ve kimyasal özellikleri, Sigma Aldrich Cheme'den temin edilen PHB ve ticari suş olan Alcaligenes eutrophus'un sentezlediği PHB ile kıyaslanmıştır. Karakterizasyonu için Fourier Transform İnfrared Spektroskopi (FTIR) ve Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) kullanılmıştır. Ayrıca, mol ağırlığını belirlemek için Viskozimetrik yöntem ve termal davranışlarını takip etmek için Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) kullanılmıştır.

Abstract:
In this study it is targeted to find an alternative microbial resource of bioplastic manufacturer. The isolations were carried out from hydrocarbon polluted soils obtained in Eskisehir Organized Industrial Zone and the PHB production capabilities of these isolates were determined. It was detected that isolate A1 produces % 44,30 ? 81,46 PHB in proportion to its dry cell weight and the isolate A1 with the highest PHB yield is similar with the Bacillus megaterium XyC6 strain.Optimization studies were carried out to increase the amount of PHB production and to determine the optimum conditions. To this end, the effects of industrial and synthetic carbon sources on bioplastic production were investigated and molasses was determined as the best carbon source with 48,7% PHB yield. Carbon contents within the range of 1 ? 30% were tested to determine the effect of carbon source amount on PHB production. The optimum carbon source amount was determined as 5% molasses as 52,13% PHB yield. The medium pH was studied within the range of pH 4 ? 9 by preserving the determined optimum conditions and the medium pH was determined as pH 6 for optimum with 75,62% PHB yield. Temperatures between 25 ? 40oC were tested to determine the effect of the medium temperature on the PHB production and the best yield was obtained at 35 oC with 72,52% PHB yield. The effect of incubation period on the amount of PHB production was examined by taking a sample every 12 hours in the range of 12 ? 72 and the best result was obtained at 60th hour with 78,63% PHB.The physical and chemical properties of PHBs, synthesized by Bacillus megaterium XyC6 using sucrose and molasses as carbon sources, were compared with PHB obtained from Sigma Aldrich Cheme and PHB synthesized by a commercial strain Alcaligenes eutrophus. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) were used for the characterization. The viscometric method was used to determine the molar weight, and the Differential Scanning Calorimeter (DSC) was used to follow the thermal behaviours.