Tarımsal atıklardan enzimatik yolla ksilooligosakkarit üretimi
Enzymatic production of xylooligosaccharides from agricultural wastes
Yazar: ŞEYDA BOSTANCI
Danışman: YRD. DOÇ. ÖZLEM AKPINAR
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Bölümü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Ksilooligosakkaritler (KOler), ksiloz içeren oligosakkaritlerdir ve genellikle tarımsalatıklardan alkali ortamda izole edilen ksilanın hidrolizasyonu ile elde edilirler. Buçalışmada tarımsal atıklardan ayçiçeği, buğday, pamuk ve tütün saplarıksilooligosakkarit üretimi için kullanılmıştır. Öncelikle atıkların nem, kül, selüloz,lignin, ksilan içerikleri ve farklı çözgenlerde çözünebilirlikleri belirlenmiştir. İncelenenatıkların nem içerikleri %4-6, kül içerikleri %3-7, selüloz içerikleri %32-44, ksilaniçerikleri %19-29, soğuk suda çözünürlükleri %4-9, sıcak suda çözünürlükleri %7-12,diklorometanda çözünürlükleri %1-6, alkol-benzende çöüznürlükleri %1-6 arasındabulunmuştur. Ayçiçeği, buğday, pamuk ve tütün saplarından alkali ile elde edilenksilanların %85-95 ksiloz, %3-15 glükoz ve %7-12 arasında üronik asit içerdikleribulunmuştur. Ayrıca buğday saplarından elde edilen ksilanın bütün bunlara ek olarak%11 civarında arabinoz içerdiği belirlenmiştir. Elde edilen ksilanlar Trichodermalongibrachiatum ksilanazı ile hidrolize edilerek ksilooligosakkarit üretilmiştir.Ksilooligosakkarit verimi üzerine pH, sıcaklık, hidroliz periyodu, substratkonsantrasyonu ve enzim konsantrasyonunun etkisi incelenmiştir. Optimum hidrolizkoşulları 4 U/mL enzim konsantrasyonu, 50 C, 30 dakika, pH 4,6 ve %2 ksilankonsantrasyonu olarak belirlenmiştir. T. longibrachiatum ksilanazının diğer ksilanlaragöre en iyi, dallı yapıdaki buğday arabinoksilanını hidrolize ettiği saptanmıştır. TLCanalizi T. longibrachiatum ksilanazı ile hidrolizlenen ksilanların hidroliz ürünlerininfarklı miktarlarda oligosakkaritler (X2, X3, X4, X5, X6 ve X7) ile monosakkaritlerdenoluştuğunu göstermiştir. Çalışmada kullanılan bütün ksilanlar yapıdaki farklılıklarabakılmaksızın farklı polimerizasyon derecesine sahip KO üretmiştir.

Abstract:
Xylooligosaccharides (XOS) are xylose containing oligosaccharides and they aregenerally produced by hydrolysis of xylan which is isolated by alkaline extraction ofagricultural wastes. In this research sunflower, wheat, cotton and tobacco stalks fromagricultural wastes are used for producing xylooligosaccharides. First moisture, ash,cellulose, lignin, xylan contents and solubility in different solvents of these wastes weredetermined. The moisture, ash, cellulose, xylan contents of wastes and their solubility incold and hot water, dichloromethane and alcohol-benzene were found 4-6%, 3-7%, 32-44%, 19-29%, 4-9%, 7-12%, 1-6% and 1-6%, respectively. Xylans obtained fromsunflower, wheat, cotton and tobacco stalks by alkaline extraction have 85-95% xylose,3-15% glucose and 7-12% uronic acid. Moreover xylan obtained from wheat stalks has11% arabinose. Xylans were hydrolysed with Trichoderma longibrachiatum xylanasefor production of XOS. Temperature, pH, hydrolysis period, substrate and enzymeconcentration on yield of XOS production were examined. Optimum hydrolysisconditions were determined as 4 U/mL enzyme concentration, at 50° C for 30 min, pH4.6 and 2% xylan concentration. T. longibrachiatum xylanase hydrolyzed highlybranched wheat straw xylan beter than the other. The TLC analysis of the hydrolysisproducts indicated that the hydrolysis product of T. longibrachiatum xylanase containeddifferent amount of oligosaccharides (X2, X3, X4, X5, X6, X7) with somemonosaccharides. Regardless of the structural differences of the xylan types presentedin this paper, all xylans generated XOS with different degree of polymerization (DP).