Peyniraltı suyundan mikrobiyel yağ üretimi ve üretilen yağların bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi
Production of single cell oil from whey and determination of some physical and chemical properties of produced oils
Yazar: MUAMMER DEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZAFER ALPKENT
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Gıda işleme = Food processing

Özet:
Bu çalışmada ülkemizde yaygın olarak üretimi gerçekleştirilen peynirin yapımı sırasında yan ürün olarak açığa çıkan ve hemen hemen hiç değerlendirilmeden atılan peyniraltı suyunun mikrobiyel yağ üretimi amacıyla gerçekleştirilen fermentasyonlarda substrat olarak kullanımı araştırılmıştır. Çevre kirliliğine sebep olan atık durumundaki peyniraltı suyunun değerlendirilmesi ile çevreci bir fayda sağlanmasının yanı sıra sağlık üzerine çok büyük yararları nedeniyle dünya çapında gittikçe talebi artan, ekonomik bakımdan değerli bir ürün olan mikrobiyel yağ üretimi gerçekleştirilmiş olacaktır. Peyniraltı suyu kullanılarak mikrobiyel yağ üretiminin ülke ekonomisine katkısı hem elde edilen ürünün bizzat kendi değeri, hem peyniraltı suyunun ihtiva ettiği önemli besin elementlerinin kaybının önlenmesi, hem de peyniraltı suyunun atılmasıyla çevre kirlenmesinin ortaya çıkardığı olumsuzluklardan kaynaklanan ekonomik kayıpların önüne geçilmesi ile sağlanmış olacaktır. Peyniraltı suyu tozu ile rekonstitüte peyniraltı suları hazırlanmış, daha sonra hazırlanan bu rekonstitüte peyniraltı sularına ısıl işlem uygulanarak proteinleri çöktürülüp filtrasyonla uzaklaştırılarak mikrobiyel yağ üretiminde substrat olarak kullanılmak üzere deproteinize-peyniraltı suyu permeatları (DP-PSP) elde edilmiştir. Substrat olarak kullanılan peyniraltı suyunun konsantrasyon düzeyinin elde edilen mikrobiyel yağların özellikleri üzerine etkilerini belirlemek amacıyla normal bileşime sahip ve 3 farklı konsantrasyon düzeyinde olmak üzere toplam 4 farklı kurumadde içeriğine sahip (%4.5, %8, %12 ve %16 laktoz içeriğine sahip) DP-PSP'ler
hazırlanmıştır. DP-PSP'lerin kurumadde Daha sonra bunlar da iki gruba ayrılmış,
gruplardan birine laktaz enzimi uygulanarak içerdikleri laktoz kısmen hidrolize edilip,
glikoz ve galaktoz açığa çıkarılmıştır. Sonuçta elde edilen 8 farklı bileşime sahip olan
DP-PSP'ler de iki gruba ayrılmış ve gruplardan biri Mortierella isabellina, diğeri ise
Mortierella ramanniana ile aşılanarak fermentasyonlar gerçekleştirilmiştir. Aynı
küflerle %3 glikoz içeren besi ortamına da aşılamalar yapılarak yürütülen
fermentasyonlar ise çalışmanın kontrol grubunu oluşturmuştur. Gerçekleştirilen 9
günlük fermentasyonlar süresince her gün üretilen biyokütle ve mikrobiyel yağ
miktarları ile besi ortamında kullanılmadan kalan şekerlerin düzeyleri tespit edilmiş,
aynı zamanda üretilen mikrobiyel yağlardaki yağ asidi kompozisyonundaki değişimler
belirlenmiştir. Fermentasyonlar sonunda fermentasyonlara ait kinetik parametreler
hesaplanmış, üretilen mikrobiyel yağda bazı fiziksel ve kimyasal özellikler analiz
edilmiştir.
Mortierella isabellina ile gerçekleştirilen fermentasyonlarda laktaz enzimi
uygulanmamış grupta üretilen biyokütle ve mikrobiyel yağ miktarına ait değerlerin DPPSP'lerin başlangıç kurumadde düzeylerinden etkilenmediği, ancak enzim uygulanmış
grupta söz konusu değerlerin DP-PSP'lerin başlangıç kurumadde düzeylerinin artması
ile paralel olarak yükselme gösterdiği belirlenmiştir. Laktaz enzimi uygulanmış grupta
bu değerler daha yüksek bulunmuştur. En düşük yağ içeriği, %8 laktoz içeriğine sahip
DP-PSP'nin fermentasyonu sonucunda 3.26 g/kg olarak belirlenirken; en yüksek yağ
miktarı ise %16 laktoz içeren laktaz enzimi uygulanmış DP-PSP'nin fermentasyonu
sonunda 18.21 g/kg olarak saptanmıştır. Yağ asitlerine ait istatistiksel değerlendirme
sonucunda en yüksek γ-linolenik asit oranına %16 laktoz içeriğine sahip DP-PSP'lerin
fermentasyonunda ulaşılmış (%5.28), laktaz enzimi uygulanmamış grubun daha yüksek
γ-linolenik asit oranı verdiği (%5.53) görülmüştür.
Mortierella ramanniana ile gerçekleştirilen fermentasyonlarda laktaz enzimi
uygulanmamış grupta DP-PSP'lerin başlangıç kurumadde düzeylerinin artışı ile birlikte
üretilen mikrobiyel yağ miktarına ait değerlerin azalma gösterdiği; enzim uygulanmış
grupta ise %8 laktoz içeriğine sahip DP-PSP'nin fermentasyonu sonunda değerlerde 
iii
yükselme olduğu ve başlangıç kurumadde düzeyindeki artış ile mikrobiyel yağ
miktarının azaldığı belirlenmiştir. Laktaz enzimi uygulanmış grupta biyokütle ve
mikrobiyel yağ miktarlarına ait değerler daha yüksek seviyelerde bulunmuştur. En
düşük yağ içeriği, %16 laktoz içeriğine sahip DP-PSP'nin fermentasyonu sonucunda
0.92 g/kg olarak belirlenirken; en yüksek yağ miktarı ise %8 laktoz içeren laktaz enzimi
uygulanmış DP-PSP'nin fermentasyonu sonunda 10.61 g/kg olarak saptanmıştır. Yağ
asitlerine ait istatistiksel değerlendirme sonucunda en yüksek γ-linolenik asit oranına
%8 laktoz içeriğine sahip DP-PSP'lerin fermentasyonu sonucunda ulaşılmış (%5.24),
laktaz enzimi uygulanmamış grubun daha yüksek γ-linolenik asit oranı verdiği (%5.17)
görülmüştür.
Mortierella isabellina ile DP-PSP'lerde gerçekleştirilen fermentasyonlarda
üretilen mikrobiyel yağ miktarlarının, Mortierella ramanniana ile gerçekleştirilen
fermentasyonlarda üretilen yağ miktarlarından daha yüksek seviyelerde olduğu; elde
edilen yağlarda γ-linolenik asit oranlarının benzer değerler ortaya koyduğu ve bu
yüzden Mortierella isabellina ile gerçekleştirilen fermentasyonların daha başarılı
olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study using of whey as a substrate in the microbial oil fermentation which
is residual during cheese production that most common produced dairy product in our
country was researched. By the using of whey which regarded a waste as a substrate in
microbial oil fermentation will be provided some benefits as means preventing
environmental polution and production of a valuable product which have increasing
demand in the world markets for its health benefits. The additive value to country
economy of production of microbial oil would be provided by means of individual
product value and also reuse of valuable whey contituents.
 For this purpose with using of whey powder, reconstitute whey was prepared
then by heat treatment and filtration processes denaturated proteins were removed so
finally deproteinized whet permeate (DP-WP) was obtained. By regarding of their
lactose content DP-WP's were prepared at 4 different initial dry matter contents. And
then by dividing these DP-WP's in two groups, one of them was applied lactase enzyme
and partially hydrolised lactose to glucose and galactose. Finally obtained DP-WP's
which have 8 different contents were divided in two groups again, and one of them
inoculated with Mortierella isabellina and another one inoculated with Mortierella
ramanniana, and fermentations were performed. With using same fungus inoculation
was carrying out to growth medium contain %3 glucose and then fermentations were
performed. These fermentations were the control groups of this study. The biomass and 

microbial oil amounts and the residual sugar levels that not used in the growth medium
were determined during the 9 days of fermentation performed. By the way the
chaninging in fatty acid contents of the microbial oils obtained were also determined. At
the end of the fermentations the kinetic parameters belonging to fermentations and some
physical and chemical properties of final product were determined.
 The biomass and microbial oil values were not affected by the initial dry matter
in which the fermentations performed with Mortierella isabellina that the groups
enzyme un-applied. But at the groups applied enzyme, by the increasing of initial dry
matter the biomass and microbial oil levels were also increased. At the groups applied
lactase enzyme these values were higher. The lowest oil content was obtained as 3.26
g/kg by fermentating of DP-WP which has %8 lactose content. The highest oil content
was obtained as 18.21 g/kg by fermentating of DP-WP which has %16 lactose content
and enzyme applied. By the statistical evaluation of fatty acid composition the highest
γ-linolenic acid value (%5.28) was achieved by the fermenting of DP-WP's having %16
lactose contents. The lactose un-applied groups were execute the highest γ-linolenic
acid values (%5.53).
 The biomass and microbial oil values were affected by the initial dry matter in
which the fermentations performed with Mortierella ramanniana that the groups
enzyme un-applied and these values get lower by increasing the initial dry matter. At
the enzyme applied groups the biomass and microbial oil values were the highest by
fermentating of DP-WP which has %8 lactose content but further increase in initial dry
matter of DP-WP's cause get lower these values. At the groups applied lactase enzyme
theese values were higher. The lowest oil content was obtained as 0.92 g/kg by
fermentating of DP-WP which has %16 lactose content. The highest oil content was
obtained as 10.61 g/kg by fermentating of DP-WP which has %8 lactose content and
enzyme applied. By the statistical evaluation of fatty acid composition the highest γlinolenic acid value (%5.24) was achieved by the fermenting of DP-WP's having %8
lactose contents. The lactase un-applied groups were execute the highest γ-linolenic acid
values (%5.17). 

 The microbial oil values at the fermentations performed with Mortierella
isabellina were higher than that of performed with Mortierella ramanniana. But the γlinolenic acid values of the obtained microbial oils were resemble to each other. So it
was concluded that the fermentations performed with Mortierella isabellina were more
successful.