Çeşitli atık materyallerden bacıllus megaterıum kullanılarak PHB üretimi, optimizasyonu ve karakterizasyonu
PHB production, optimization and characterization using bacillus megaterium from various waste materials
Yazar: SELİN ESER
Danışman: DOÇ. DR. ÖZKAN DANIŞ ; DOÇ. DR. AZADE ATTAR
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Plastikler; petrol ve petrol türevlerinden elde edilen, günümüzde hemen hemen her alanda kullanılan, maliyeti düşük ve kolay temin edilen malzemelerdir. Dünyada insan nüfusunun artmasıyla birlikte plastik kullanımı da günlük yaşamda ve endüstriyel, teknolojik geliştirmelerde kullanılmak üzere oldukça artmıştır. Plastiklerin çözünmesi doğaya bırakıldıkları andan itibaren bin yıl civarındadır. Dolayısıyla günümüzde doğadaki plastik atıklardan oluşan kirlilik oldukça fazladır ve bu durum dünya için büyük sorunlardan birisi haline gelmiştir. Biyoplastikler ise; biyolojik olarak parçalanabilir, yenilenebilir ve doğaya dost, sentetik olmayan polimerlerdir. En çok bilinen biyopolimer grubu Polihidroksialkanoatlardır (PHA) ve çeşitli mikroorganizmalarda depo granülü şeklinde biriktirilirler. Polihidroksibütirat (PHB) ise polihidroksialkanonat sınıfının en bilinen ve bakterilerde sentezlenebilen türüdür. Çoğu araştırma gösterir ki bakterilerde sentezlenebilen biyoplastikler birçok avantajlı özelliğinden dolayı umut vaat ediyor. Bu bakterilerden Bacillus megaterium, doğada yaygın olarak bulunan, gram pozitif, çubuk şeklinde bakterilerdir ve PHB granülleri ilk kez Bacillus megaterium ve Azotobacter beiyerinckii bakterilerinden elde edilmiştir. Bu çalışmanın amacı, karbon kaynağı olarak çeşitli atıklarından Bacillus megaterium kullanılarak polihidroksialkanoat'ların üretilmesi ile elde edilen PHB'nin karakterizasyonu ve PHB üretim prosesinin optimizasyonudur. Bunun için kullanılan karbon kaynağının sükroz olmasının yanısıra maliyeti düşük olan atıklardan, literatürde az araştırılmış balık yağı atığı ve karides yağı atığı kullanılmıştır. Bulgularımıza göre tüm besiyerlerinde PHB üretimi gözlenmiş olup, kullanılan karbon kaynaklarından en fazla sükroz içeren besiyerinde PHB üretimi gözlenmiştir. Diğer karbon kaynağı olaarak kullanılan balık yağı atığı ve karides yağı atığındaki verim ise sırasıyla %24,37 ve %36,11 olarak belirlenmiştir. Sükroz ve karides yağı atığı karışımında ise verim %39,46'dır. Elde edilen FTIR spektrum ve NMR spectrumlar incelendiğinde ve literatürdeki spektrumlar ile karşılaştırıldığında ise PHB yapısının varlığı kanıtlanmıştır

Abstract:
Plastics; They are low cost and easily procured materials that are obtained from petroleum and petroleum derivatives, used in almost every field today. With the increase of the human population in the world, the use of plastic has increased considerably for use in daily life and industrial and technological developments. The dissolution of plastics is around a thousand years from the moment they are released to nature. Therefore, today pollution caused by plastic wastes in nature is quite high and this has become one of the major problems for the world. Bioplastics are; they are biodegradable, renewable and environmentally friendly, non-synthetic polymers. The most well-known biopolymer group is Polyhydroxyalkonates (PHA) and they are deposited in the form of storage granules in various microorganisms. Polyhydroxybutyrate (PHB) is the most known type of polyhydroxyalkanoate class and can be synthesized in bacteria. Most research shows that bioplastics that can be synthesized in bacteria are promising due to their many advantageous properties. Among these bacteria, Bacillus megaterium are gram-positive, rod-shaped bacteria found widely in nature and PHB granules were first obtained from Bacillus megaterium and Azotobacter biyerinckii bacteria. The aim of this study is the characterization of PHB obtained by the production of polyhydroxyalkanoates using Bacillus megaterium from various wastes as a carbon source and optimization of the PHB production process. In addition to the carbon source used for this purpose, sucrose, less researched fish oil waste and shrimp oil waste were used among the low-cost wastes. According to our findings, PHB production was observed in all media, and PHB production was observed in the medium containing the most sucrose among the carbon sources used. The yields of fish oil waste and shrimp oil waste used as other carbon sources were determined as 24.37% and 36.11%, respectively. In the mixture of sucrose and shrimp oil waste, the yield is 39.46%. When the obtained FTIR spectrum and NMR spectra were examined and compared with the spectra in the literature, the existence of the PHB structure was proven.