Prebiyotik içeren inek sütü üretimi için aspergıllus oryzae β-galaktozıdazın karboksile çok duvarlı karbon nanotüpler ile immobilizasyonu
Immobilization of aspergillus oryzae β-galactosidase with carboxylated multi-walled carbon nanotubes for the production of cow milk containing prebiotic
Yazar: SEDAT BAYIK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YAKUP ASLAN
Siirt Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, Aspergillus oryzae β-Galaktozidaz (AOG), ticari immobilizasyon matrisi olan karboksillenmiş çok duvarlı karbon nanotüpler (c-MWCNT) üzerine adsorpsiyon yöntemiyle immobilize edildi. İmmobilizasyon koşullarının (immobilizasyon tamponunun pH ve molaritesi, c-MWCNT miktarı ve immobilizasyon süresi) optimizasyonu sonucunda, % 100.00 immobilizasyon verimi ve % 155.00 aktivite verimi elde edildi. Ayrıca, serbest ve immobilize AOG'un karakterizasyonu da çalışıldı. AOG'un optimum pH aralığı (4.5-6.5) ve optimum sıcaklığı (55 oC) immobilizasyon sonrasında değişmedi. Lineweaver-Burk grafiğinden, serbest ve immobilize AOG için Km değerlerinin sırasıyla, 31.95 g laktoz / L ve 20.28 g laktoz / L olarak, Vmax değerlerinin ise sırasıyla, 10.36 μmol indirgen şeker / mg.dk ve 16.10 μmol indirgen şeker / mg.dk olarak hesaplandı. Öte yandan, immobilize AOG, peş peşe tekrarlanan yirmi kullanım sırasında ve optimum koşullarda (+4 oC'deki bir buzdolabında, pHsı 4.5 olan 5 mL 25 mM sodyum asetat tamponunda) yirmi günlük depolama sırasında, başlangıç aktivitesini kaybetmedi. Son olarak, immobilize AOG kullanılarak, 55 oC'de yarım yağlı UHT inek sütündeki laktoz süt içerisinde kısmen galaktooligosakkaritlere (GOS) dönüştürüldü.  Başlangıçtaki % 4.70 (w/v) olan laktozun, 240 dakika süren reaksiyon sonunda %  2.78 (w/v)'e düşerken, laktoz'dan % 1.79 (w/v) oranında GOS oluştuğu ve % 0.13 (w/v) oranında da monosakarit salındığı belirlendi. Buna göre laktozun % 38.09 (w/w)'unun GOS'a dönüştüğü anlaşıldı. Sonuç olarak, bu tez çalışmasında elde edilen c-MWCNT üzerine immobilize AOG'un, endüstriyel olarak süt içerisindeki laktozdan GOS üretiminde kullanılabileceği söylenebilir.

Abstract:
In this study, Aspergillus oryzae β-Galactosidase (AOG) was immobilized by adsorption on carboxylated multi-walled carbon nanotubes (c-MWCNT), a commercial immobilization martix. The optimization of immobilization conditions (pH and molarity of immobilization buffer, c-MWCNT amount and immobilization time) resulted in 100.00% immobilization yield and 155.00% activity yield. In addition, characterization of free and immobilized AOG was studied. The optimum pH range (4.5-6.5) and optimum temperature (55 oC) of AOG did not change after immobilization. From Lineweaver-Burk plot, Km values for free and immobilized AOG were calculated as 31.95 g lactose / L and 20.28 g lactose / L, while Vmax values were 10.36 μmol reducing sugar / mg.dk and 16.10 μmol reducing sugar / mg.dk, respectively. On the other hand, immobilized AOG did not lose its initial activity during twenty consecutive repeated uses and twenty days of storage under optimum conditions (in 5 mL of 25 mM sodium acetate buffer pH 4.5 in a refrigerator at +4 °C). Finally, using immobilized AOG, lactose in semi-skimmed UHT cow's milk was partially converted to galactooligosaccharides (GOS) at 55 oC. Finally, using immobilized AOG, the lactose in half-fat UHT cow milk at 55 oC was partially converted to galactooligosaccharides (GOS) in milk. The initial lactose, which was 4.70% (w/v), decreased to 2.78% (w/v) at the end of the reaction for 240 minutes, while 1.79% (w/v) GOS formed from lactose and 0.13% (w/v). monosaccharide was released. Accordingly, it was found that 38.09% (w/w) of lactose was converted to GOS. Consequently, it can be said that the immobilized AOG on c-MWCNT obtained in this thesis can be used industrially in the production of GOS from lactose in milk.