Çeşitli ucuz kaynaklardan bakteriyal aljinat üretiminde Azotobacter chroococcum strainlerinin kullanılması
Using Azotobacter chroococcum strains to production of bacterial alginate from various cheap substrates
Yazar: NUR HİLAL ÖZKET
Danışman: PROF. DR. İSMAİL KARABOZ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Aljinatlar = Alginates

Özet:
Bu çalışmada, aljinat üretiminde kullanılacak olan Azotobacter chroococcum'ların izolasyonu amacıyla İzmir İl sınırları içerisindeki değişik noktalardan alınan 14 adet toprak örneğinden 75 izolatın gram boyama, katalaz testi, nişasta kullanımı, hareketlilik testi, kapsül boyama ve kist boyama gibi morfolojik ve biyokimyasal testlerle identifikasyonu yapılmış ve 27 tanesinin Azotobacter chroococcum olduğu tespit edilmiştir. A. chroococcum olduğu belirlenen izolatlardan iyi büyüme gösteren 2 tanesi (NHAC1 ve NHAC2) ve aljinat üretiminin değerlendirilebilmesi için A. chroococcum DSMZ 2886 straini aljinat üretiminde denenmiştir.Çalışmamızda, melas, nişasta ve peynir altı suyu tozu gibi ucuz ve bol bulunan karbon kaynakları kullanılarak A. chroococcum DSMZ 2886, NHAC1 ve NHAC2 strainlerinin aljinat üretimleri incelenmiştir.Öncelikle strainlerin optimum büyüme koşulları saptanmıştır. Strainlerinin optimum büyüme koşullarının belirlenmesi için; 25, 30, 35, 37, 42 °C sıcaklıklardaki; 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 pH değerlerindeki ve 100, 250, 300, 350, 400 rpm çalkalama hızlarındaki büyüme ve aljinat üretimleri incelenmiştir. Mikrobiyal büyümenin izlenmesi, aljinat miktarı ve hücre kuru ağırlıklarının belirlenmesi sonucunda en yüksek aljinat veriminin 30 °C sıcaklıkta, pH 8 de ve 350 rpm çalkalama hızında olduğu belirlenmiş ve ucuz karbon kaynakları olarak tercih edilen nişasta, melas ve peynir altı suyu tozu kullanılarak aljinat üretimine geçilmiştir.Bu doğrultuda, 10, 20, 30 ve 40 g/l olacak şekilde ve tek karbon kaynağı olarak ortama eklenen melas, peynir altı suyu tozu ile nişastalı ortamlarda, optimum koşullarda büyüme gerçekleştirilmiştir. Her üç karbon kaynağında da büyüme gözlenmiş olup, hücre kuru ağırlıkları ve aljinat miktarları belirlenmiştir.Yapılan değerlendirmeler neticesinde; karbon kaynağı olarak ham melas kullanıldığında strainlerin melası kullanabildiği, ancak melasın içeriğindeki metal iyonları ile üretilen aljinatın jel oluşturduğu görülmüştür. Bu durum aljinatın ekstraksiyonunda sorunlara neden olduğundan aljinat üretimi için melasa uygulanacak uygun ön işlemlerin daha ileri çalışmalarla belirlenmesi gerekmektedir.Karbon kaynağı olarak nişasta kullanıldığında; strainlerin sıvılaştırma ve sakkarifikasyon ön işlemleri olmadan da nişastayı karbon kaynağı olarak kullanabildikleri, ancak nişastanın retrogradasyonu nedeniyle strainlerin aljinat üretim miktarlarının sağlıklı olarak belirlenemediği görülmüştür. Bu doğrultuda, nişastanın retrogradasyonun önlenmesi için uygulanacak ön işlemlerin ve/veya modifiye aljinat ekstraksiyon yönteminin daha ileri çalışmalarla belirlenmesi gerekmektedir.Karbon kaynağı olarak peynir altı suyu tozu kullanıldığında; strainlerin peynir altı suyu tozunu kullanabildiği ve nispeten yüksek verimle aljinat üretiminin gerçekleştiği görülmüştür. Ayrıca, üretilen aljinatın mol kütlesi oldukça büyük ve buna bağlı olarak viskozitesi yüksektir. Sonuç olarak, peynir altı suyu tozu aljinat üretiminde potansiyel substrat olarak kullanılabilir.

Abstract:
In this study, 75 isolates to obtaine Azotobacter chroococcum using alginate production, from 14 soil samples provide different place in İzmir, identificate morphological and biochemical tests such as gram staining, capsule staining, cyst staining, catalase activity, usage of starch and determined 27 isolates of them are Azotobacter chroococcum. We studied on alginate production by two of them have significant growth (NHAC1 ve NHAC2) and A. chroococcum DSMZ 2886 to evaluate alginate production.In our study, alginate produce tested using molasses, whey powder and starch as cheap and abundant carbon source by A. chroococcum DSMZ 2886, NHAC1 ve NHAC2 strains.Firstly, optimum growth conditions were determined for strains. Biyomass and alginate production were examined to determine optimum conditions at 25, 30, 35, 37, 42 °C temperature; 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 pH values and 100, 250, 300, 350, 400 rpm agitation speed. The highest alginate yields determined at 30°C, 350 rpm agitation speed and pH 8 result in monitored microbial growing and determined biomass dry weight and alginate quantities and began alginate production using molasses, whey powder and starch which prefer cheap substrats.Thus, microbial growth carried out medium which contains as unique carbon source and 10, 20, 30 ve 40 g/l quantities of molasses, whey powder and starch at optimum conditions. Observed microbial growth in every carbon source and determined biomass dry weight and alginate quantities.According to evaluation, when using crude molasses as carbon source, strains grown, but observed producing alginate formed gel with metal ions in molasses. Because of forming gel, alginate extraction did not carry out exactly, so we need determine the best pretreatment for molasses with further study.When using starch as carbon source; strains used starch without liquefaction and saccharification, but because of retrogradation of starch, observed that alginate production rate did not determined exactly. Therefore, we need determine the best pretreatment for preveting retrogradation of starch and/or modified alginate extraction method with further study.When using whey powder as carbon source; strains used whey powder and observed alginate production carried out highly yield relatively. Besides, molecular mass of the producing alginate is very high and depended on molecular mass viscosity is also high. In conclusion, whey powder could be use to alginate production as potential substrat.