Mikroorganizmalardan pektin liyaz enziminin saflaştırılması, karakterizasyonu, nanoçiçek hibrit yapısının oluşturulması ve meyve suyu durultma endüstrisinde kullanılması
Purification and characterization of pectin lyase enzyme from microorganisms, preparation of nanoflower hybrid structure and use in fruit juice clarification industry
Yazar: HİCRAN ÖNEM
Danışman: PROF. DR. HAYRUNNİSA NADAROĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı / Nanobiyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Meyve seyreltmesi = Fruit thinning ; Nanoçiçek = Nanoflower ; Pektin liyaz = Pectin lyase ; Üçlü faz ayırma = Triple phase separation

Özet:
Amaç: Pektin liyaz (PL) enzimleri transeliminasyon mekanizmaları yoluyla α-1,4-bağlantılarını parçalayan depolimerazlardır. Bu çalışmada; farklı kaynaklardan temin edilen mikroorganizmalardan üçlü faz ayırma (ÜFA) yöntemi ile pektin liyaz (PL) enzimini saflaştırılması, hibrit nanoçiçek yapısının oluşturulurak immobilize edilmesi ve bu yapı kullanılarak meyve suyu berraklaştırılması amaçlanmıştır. 
Materyal ve Metot: Yapılan çalışmada, farklı kaynaklardan temin edilen mikroorganizmalar PL enzim aktivitesini belirlemek için katı kültür fermentasyon ortamında inoküle edilip gelişme sıcaklıklarında inkübasyona bırakıldıktan sonra enzim aktiviteleri ölçülmüştür. Daha sonra yüksek PL enzim aktivitesine sahip mikroorganizmalardan PL, ÜFA yöntemi ile saflaştırılarak karakterizasyonu yapılmıştır. SDS-PAGE elektroforez yöntemi ile enzimin molekül ağırlığı tespit edilmiştir. ÜFA yöntemi ile saflaştırılan PL enzimleri ile hibrit nanoçiçek yapıları oluşturulmuştur. Hibrit nanoçiçek yapıları SEM, TEM, EDX, FT-IR ve XRD ile karakterize edilmiştir. 
Bulgular: L. plantarum, A. pallidus ve P. fragi'den üretilerek ÜFA metoduna göre saflaştırılan PL enzimleri sırasıyla %81,5,  %82 ve %78,1 verim ve 74,8, 158,71 ve 63,9 kat saflaştırıldı. Saflaştırılan pektin liyaz enzimlerinin molekül ağırlıkları SDS poliakrilamid jel elektroforezi ile sırasıyla 39, 18 ve 65 kDA olarak belirlenmiştir. Elde edilen PL enzimleri ile hibrit nanoçiçek yapıları iyonotropik jelasyon yöntemi ile sentezlenmiştir. Saflaştırılan serbest ve hibrit nanoçiçek yapısındaki pektin liyaz enzimlerinin meyve suyu üretim prosesinde kullanıldığında pektin parçalanma oranı ve meyve suyu berraklığı kontrol olarak enzim yerine saf su kullanılan gruplar ile karşılaştırılarak bulunmuştur.  
Sonuç: L. plantarum, A. pallidus ve P. fragi'den üretilerek ÜFA metoduna göre saflaştırılan PL enzimi ile oluşturulan hibrit nanoçiçek yapıların, yüksek kararlılık ve stabilite ile meyve suyu üretim proseslerin de başarıyla kullanılabileceği anlaşılmıştır.

Abstract:
Objective: Pectin lyase (PL) enzymes are depolymerases that cleave α-1,4-linkages through transelimination mechanisms. In this study; purification of pectin lyase (PL) enzyme from microorganisms obtained from different sources by triple phase separation (ÜFA) method, immobilization by forming hybrid nanoflower structure and clarification of fruit juice using this structure were aimed.
Materials and Methods: In this study, microorganisms obtained from different sources were inoculated in solid culture fermentation medium to determine the PL enzyme activity and their enzyme activities were measured after incubation at growth temperatures. Then, PL, which is one of the microorganisms with high PL enzyme activity, was purified by the UFA method and characterized. The molecular weight of the enzyme was determined by SDS-PAGE electrophoresis method. Hybrid nanoflower structures were formed with PL enzymes purified by PFA method. Hybrid nanoflower structures were characterized by SEM, TEM, EDX, FT-IR and XRD. 
Results: PL enzymes produced from L. plantarum, A. pallidus and P. fragi and purified according to the UFA method were purified in 81.5%, 82% and 78.1% yields and 74.8, 158.71 and 63.9 times, respectively. The molecular weights of the purified pectin lyase enzymes were determined as 39, 18 and 65 kDA by SDS polyacrylamide gel electrophoresis, respectively. Hybrid nanoflower structures with the obtained PL enzymes were synthesized by ionotropic gelation method. When the pectin lyase enzymes in the purified free and hybrid nanoflower structure were used in the fruit juice production process, the pectin degradation rate and juice clarity were compared with the groups in which pure water was used instead of the enzyme as a control. 
Conclusion: Hybrid nanoflower structures formed with PL enzyme produced from L. plantarum, A. pallidus and P. fragi and purified according to the PFA method can be successfully used in fruit juice production processes with high stability and stability.