Biyoteknolojik yoldan doğal izoamil asetat ve etil asetat aromalarının üretimi üzerinde araştırmalar
Investigations on the biotechnological production of natural isoamyl acetate and ethyl acetate
Yazar: MURAT YILMAZTEKİN
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN ERTEN ; PROF. DR. TURGUT CABAROĞLU
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu çalışmada, Williopsis saturnus mayası kullanılarak melastan fermantasyon yoluyla ve melas ortamında fuzel yağı ilavesiyle biyodönüşüm yoluyla izoamil asetat üretimi; Pichia mayası kullanılarak melastan fermantasyon yoluyla etil asetat üretimi ele alınmıştır. Araştırmada 3 farklı Williopsis saturnus maya ırkının (HUT 7087, IAM 12217 ve NCYC 22), sıcaklığın (15 ºC ve 25 ºC) ve havalandırmanın (havalandırmasız, yarı havalandırmalı ve havalandırmalı) izoamil asetat üretimine etkisi saptanmış ve daha sonra belirlenen en uygun koşullarda ortama ilave edilen fuzel yağının biyodönüşümü ile izoamil asetat üretiminin arttırılması hedeflenmiştir. Etil asetat üretiminde ise Pichia cinsine ait 2 farklı mayanın (Pichia anomala NCYC 432 ve Pichia subpelliculosa NCYC 436), sıcaklığın (15 ºC ve 25 ºC) ve havalandırmanın (havalandırmasız, yarı havalandırmalı ve havalandırmalı) etkileri araştırılmıştır.Fermantasyon denemeleri kontrollü koşullar altında fermentörlerde, biyodönüşüm denemeleri ise orbital karıştırıcıda erlenmayerler içerisinde gerçekleştirilmiştir. Aroma maddelerinin belirlenmesinde Gaz Kromatografisi-Alev İyonlaşma Dedektörü kullanılmıştır.Elde edilen bulgulara göre ele alınan 3 maya ırkı içerisinde Williopsis saturnus HUT 7087'nin en yüksek miktarda izoamil asetat üreten ırk olduğu ve bu maya ırkı ile 25 ºC'de 15 ºC'ye göre, yarı havalandırmalı ortamda havalandırmasız ve havalandırmalı ortama göre daha fazla izoamil asetat üretildiği belirlenmiştir. Saptanan en uygun koşullarda ortama ilave edilen % 1 oranında fuzel yağı izoamil asetat üretiminde 3 kat artışa neden olmuş ve üretilen izoamil asetat miktarı 354 mg/L olarak belirlenmiştir. Pichia cinsine ait mayalardan ise Pichia anomala NCYC 432 melastan en fazla etil asetat üreten maya olmuştur. 25 ºC'de 15 ºC'ye göre ve yarı havalandırmalı ortamda havalandırmasız ve havalandırmalı ortama göre daha fazla etil asetat üretilmiş ve belirlenen en uygun fermantasyon koşullarında ulaşılan en yüksek etil asetat miktarı yaklaşık 6.7 g/L olmuştur.Anahtar Kelimeler: Doğal aroma, Williopsis saturnus, Pichia, fermantasyon, biyodönüşüm

Abstract:
In this study, the production of isoamyl acetate using Williopsis saturnus from sugarbeet molasses by fermentation and from fusel oil in a molasses based medium by bioconversin; and the production of ethyl acetate using Pichia yeasts by fermentation were studied. For isoamyl acetate production the effects of 3 different strains of Williopsis saturnus (HUT 7087, IAM 12217 and NCYC 22), temperature (15 ºC and 25 ºC) and aeration (aerated, semi-aerated and unaerated) on the production of isoamyl acetate were determined and enhancement of isoamyl acetate production by bioconversion with addition of fusel oil at the most suitable conditions was aimed. For ethyl acetate production, the influence of 2 different yeasts (Pichia anomala NCYC 432 and Pichia subpelliculosa NCYC 436), temperature (15 ºC and 25 ºC) and aeration (aerated, semi-aerated and unaerated) were examined.Fermentation and bioconversion trials were performed with batch fermentors at controlled conditions and with orbital shaker in flasks, respectively. Flavour compunds were determined with gas chromatography-flame ionization detector.According to the results obtained, Williopsis saturnus HUT 7087 was the highest isoamyl acetate producer among Williopsis saturnus strains, and that strain formed higher amount of ester at 25 ºC than at 15 ºC, at semi-aerated medium than aerated and unaerated mediums. The addition of 1% of fusel oil into medium caused a 3 fold increase in isoamyl acetate production and the maximum amount of isoamyl acetate produced was 354 mg/L. Pichia anomala NCYC 432 produced higher level of ethyl acetate than that of Pichia subpelliculosa NCYC 436 from molasses. The highest amount of ethyl acetate was determined at 25 ºC than at 15 ºC, at semi-aerated medium than aerated and unaerated mediums, and the maximum amount was found about 6.7 g/L.Keywords: Natural flavour, Williopsis saturnus, Pichia, fermentation, bioconversion