Farklı yöntemlerle immobilize edilmiş ß-galaktosidazın galaktooligosakkarit sentezi üzerine etkisi
The effect of ß-galactosidase immobilized by different methods on galactooligosaccharide synthesis
Yazar: UMUT AYKUT
Danışman: PROF. DR. İSMAİL HAKKI BOYACI ; YRD. DOÇ. DR. HASAN TEMİZ
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Çapraz bağlama = Cross linking

Özet:
Bu çalışmada, galaktooligosakkarit üretimi için Kluyveromyces lactis kaynaklı ß-Galaktosidaz serbest formda ve iki farklı yöntemle immobilize edilerek kullanılmıştır. Araştırmanın amacı galaktooligosakkarit üretimi için etkili immobilizasyon yöntemini belirlemektir.Bu amaçla fiziksel adsorbsiyon ve çapraz bağlama yöntemleri seçilmiştir. Fiziksel adsorbsiyon için Duolite XAD761 reçinesi kullanılmıştır. Çapraz bağlama yönteminde sığır serum albümini (BSA), glutaraldehit ve destek materyali olarak pamuklu bez kullanılmıştır. İmmobilizasyon koşulları çeşitli parametreler denenerek optimize edilmiştir. Serbest ß-Galaktosidaz için Vmax değeri 97.08 µmol ONP/dk/mg enzim, Km değeri 3.15 mM olarak bulunmuştur. Km değerinin immobilizasyonla arttığı, Vmax değerinin ise düştüğü saptanmıştır. ß-Galaktosidazın optimum pH değeri immobilizasyonla pH 6.6'dan pH 7.0'a yükselmiştir. Çapraz bağlama yöntemi ß-Galaktosidazın ısıl stabilitesini artırmıştır.Serbest ve immobilize ß-Galaktosidazlarla üretilen galaktooligosakkarit (GOS) miktarları, laktoz konsantrasyonu, pH ve sıcaklık değişimlerinden etkilenmiştir. GOS üretiminde serbest ve immobilize ß-Galaktosidazların optimum laktoz konsantrasyonu %35, optimum sıcaklık değeri 50 oC olarak belirlenmiştir. Optimum pH değerleri ise immobilize ß-Galaktosidazlar için 6.5, serbest ß-Galaktosidaz için 7.5 olarak bulunmuştur.Serbest, Duolite XAD761'e adsorbe ve çapraz bağlı ß-Galaktosidazlar ile elde edilen maksimum GOS miktarları sırasıyla %31.44, %28.76 ve %17.95 olmuştur. Serbest ve immobilize ß-Galalaktosidazlarla üretilen galaktooligosakkaritler içinde di ve trisakkaritlerin (GOS2 ve GOS3) oluştuğu ve disakkarit miktarının trisakkarit miktarından fazla olduğu belirlenmiştir.İmmobilize enzimlerden Duolite XAD761'e adsorbe ß-Galaktosidaz yüksek miktarda galaktooligosakkarit üretmiştir. Ancak, Duolite XAD761'e adsorbe ß-Galaktosidazın ısıl stabilitesinin düşük olması nedeniyle galaktooligosakkarit proseslerinde 40 oC'de kullanımının uygun olacağı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this research, ß-Galactosidase from Kluyveromyces lactis is utilized in free form and by making immobilized with two different methods for galactooligosaccharides production. The research?s aim is determining efficient immobilization methods for galactooligosaccharides production.For these purposes, physical adsorption and cross linking methods are chosen. Duolite XAD761 resine is used for physical adsorption. Bovine serum albumin (BSA), glutaraldehyde and cotton cloth as the support material are used for cross-linking methode. The immobilization conditions are optimized by trying different parameters. It is found that Km value is 3.15 mM and Vmax value is 97.08 µmol ONP/min/mg enzymes for free ß-Galactosidase. It is observed that Km value is increasing, Vmax value is decreasing by immobilization. The optimum pH for ß-Galactosidase is changed with immobilisation from pH 6.6 to pH 7.0. Cross-linking methode increased the heat stability of ß-Galactosidase.GOS amounts produced with free and immobilized ß-Galactosidases are affected from lactose concentration, pH and temperature changing. It is determined that optimum lactose concentration and optimum temperature value of free and immobilized ß-Galactosidase in the GOS production is 35% and 50 oC orderly. It is found that optimum pH values are 6.5 for immobilized ß-Galactosidases, 7.5 for free ß-Galactosidase.Maximum GOS amount produced by free, absorbed to Duolite XAD761 and cross-linked ß-Galactosidases are 31.44%, 28.76%, 17.95% respectively. Disaccharides and trisaccharides (GOS2 and GOS3) are formed by free and immobilized ß-Galactosidase and disaccharide amount is much more than trisaccharide.The one of the immobilized enzymes, ß-Galactosidase absorbed to Duolite XAD761 produce high amount galactooligosaccharides. However, it is concluded that absorbed ß-Galactosidase to Duolite XAD761 comply with processes of galactooligosaccharides in 40°C because of its low heat stability.