Bacillus subtilis kültürlerinde PHB (Poli-Beta-Hidroksibütirat) üretimi
Production of PHB (Poly-Beta-Hydroxybutyrate) in Bacillus subtilis cultures
Yazar: NAZAN TAMDOĞAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. UĞUR SIDAL
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Bacillus subtilis = Bacillus subtilis ; Bakteri kültürü = Bacteria culture ; Bakteriler = Bacteria ; Biyopolimerler = Biopolymers ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Hidrojen iyon konsantrasyonu = Hydrogen-ion concentration ; Polihidroksialkanoatlar = Polyhydroxyalkanoates ; Polihidroksibütirat = Polyhydroxybutyrate ; Polihidroksibütirik asit = Polyhydroxybutyric acid ; Polipropilen = Polypropylene

Özet:
Plastik atıklarla çevrenin kirlenmesi günden güne artmaktadır. Petrol kökenli plastiklerin kullanımından kaynaklanan çevre kirliliği problemlerini çözmek için biyoparçalanabilir ve doğa ile dost plastiklerin üretimine ilgi artmaktadır. Poli-ß-hidroksibütirat'ın (PHB) biyoplastik polimeri olarak önemi bilinmektedir. Bu granüller, karbon ve enerji kaynağı olarak, birçok mikroorganizmada olumsuz koşullarda biriktirilir.Son yıllarda PHB üreten mikroorganizmalar üzerinde çalışan araştırıcıların sayısı artmıştır. PHB'lar petrol kökenli plastiklere göre birçok avantaja sahiptir. Böylece endüstriyel uygulamalarda yeni olanaklar ortaya çıkmıştır.Bu çalışmada Bacillus subtilis ATCC 6633 suşunun PHB verimliliği araştırıldı. PHB miktarı 235 nm' ye ayarlanan UV spektrofotometre kullanılarak belirlendi. İnkübasyon süresi (2-30 saatler), sıcaklık (20, 25, 30, 35 ve 40 0C), pH pH (5.0, 6.0, 7.0, 8.0 ve 9.0), farklı karbon kaynakları (glukoz, sukroz, D-mannitol ve arabinoz), farklı azot kaynakları (proteaz pepton, L-glisin, L-sistein, amonyum sülfat ve potasyum nitrat) ve karbon/azot (C/N) oranının (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 ) PHB sentezine etkisi araştırıldı.Bacillus subtilis ATCC 6633 suşunda en yüksek PHB birikimi, 24 saat inkübasyonda (10,4981 µg/ml), pH 7.0'da (10,4981 µg/ml), karbon kaynağı olarak D-mannitol içeren besiyerinde (23,6623 µg/ml), azot kaynağı olarak L-glisin içeren besiyerinde (14,6217 µg/ml), karbon/azot oranı 2.5 olan besiyerinde (3,2481 µg/ml ) ve 30 0C sıcaklıktaki kültür ortamında (10.4981 µg/ml) elde edildi.Bacillus subtilis ATCC 6633 suşu kullanarak PHB üretimi pahalı bir yöntem olmasına rağmen, PHB gibi doğa dostu biyoplastikler, daha verimli suşlar ya da mikroorganizmalar ve/veya ucuz substratlar kullanılmasın sayesinde popülerlik kazanabilir.Anahtar Kelimeler: Bacillus subtilis, karbon ve azot kaynakları, Poly-ß-hidroksibutirat (PHB), PHB (biyoplastik) üretimi

Abstract:
Environmental pollution due to plastic wastes is an emerging problem of the world. The use of novel biodegradeable plastics is currently seen as a solution to overcome this problem and poly-ß-hydroxybutyrate (PHB) polymer is a well-known bioplastic agent. Many organisms accumulate PHB granules as carbon and energy sources under stress.There has been an increase in the number of researchers working on PHB-producing microorganisms in recent years. PHB has many advantages compared to petroleum-based plastics, which facilitate its use in many fields of industry.In the present study, our aim was to assess the PHB productivity of Bacillus subtilis ATCC 6633 strain under different conditions. The amount of PHB production was measured by UV-VIS spectrophotometer at 235 nm. The effects of incubation time (2-30 hours), temperature (20, 25, 30, 35 and 40 0C), pH (5.0, 6.0, 7.0, 8.0 and 9.0), carbon sources (glucose, sucrose, D ?mannitole, arabinose), nitrogen sources (protease peptone, L-glycine, L-cystein, ammonium sulfate and potassium nitrate) and the rate of carbon/nitrogen ratio (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5) on PHB synthesis were all assessed in the study.According to the results of the study, the highest PHB production was obtained after 24 hours of incubation (10.4981 µg/ml), at 7.0 of pH (10.4981 µg/ml), with D-mannitole (23.6623 µg/ml) as carbon source, L-glycine (14.6217 µg/ml) as nitrogen source, C/N ratio of 2.5 (3.2481 µg/ml) and with a temperature of 30 0C in culture media (10.4981 µg/ml).Although PHB production is relatively an expensive method with Bacillus subtilis ATCC 6633 strain, nature-friendly bioplastics such as PHB will probably gain popularity with more efficient strains or microorganisms and/or cheap substrates.Keywords: Bacillus subtilis, carbon and nitrogen sources, Poly-ß-hydroxybutyrate (PHB), PHB (bioplastic) production