Gilaburu (Viburnum opulus L.) posasının clostridium beijerinckii ile biyobütanol üretiminde kullanım olanaklarının araştırılması
Investigation of cranberry bush (Viburnum opulus L.) pomace usage possibilities on biobutanol production by clostridium beijerinckii
Yazar: MARİYE NUR ÇELİK
Danışman: PROF. DR. SEVGİ ERTUĞRUL KARATAY
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Dünyadaki yaşamın devam ettirilebilmesi için temel enerji kaynağı olarak, uzun yıllardan beri fosil yakıtlar kullanılmaktadır. Fosil yakıtların yenilenemez olmasının ve hızla tükenmesinin yanı sıra; tüketilmesinden kaynaklı oluşan karbon salınımı ve hava kirliliği, çeşitli çevre sorunlarına ve dünya çapında sağlık sorunlarına sebep olmaktadır. Bu bağlamda; biyobütanol gibi yenilenebilir enerji kaynakları, sera gazı emisyonlarını yöneterek çevresel sorunları azaltmak ve kontrol etmek için mevcut ve gelecekteki çağda önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, Clostridium beijerinckii DSMZ 6422 suşu tarafından biyobütanol üretimini arttırmak için son zamanlarda popüler bir meyve olarak tüketilen gilaburunun (Viburnum opulus L.) meyve posasının indirgeyici bir madde varlığında substrat olarak kullanımını değerlendirmek amaçlanmıştır. Ön işlem uygulamaları, gilaburu meyve posasının (GMP) başlangıç konsantrasyonu (%5-%20), farklı indirgeyici ajan çeşitleri (askorbik asit, L-sistein, sodyum ditiyonit ve sodyum sülfit), farklı sodyum ditiyonit konsantrasyonları (2.5-15mM), inokulum konsantrasyonları (%5, %10 ve %20) ve fermantasyon zamanı (24-96 saat) dahil olmak üzere bazı faktörler optimize edilmiştir. Maksimum biyobütanol, toplam aseton-bütanol-etanol (ABE), biyobütanol verimi ve üretkenliği; 72. saatin sonunda enzimatik hidrolize uğramış %10 GMP, 10 mM sodyum ditiyonit ve %20 inokulum varlığında, sırasıyla 9.45 g/L, 12.08 g/L, 0.21 g/g ve 0.13 g/L/sa olarak gözlemlenmiştir. Yapılan tez çalışmasında elde edilen sonuçlar, bir indirgeyici ajan varlığında biyobütanol üretimi için sürdürülebilir, ekonomik ve uygulanabilir bir substrat olarak GMP'nin ilk kez değerlendirilebileceğini göstermiştir.

Abstract:
Fossil fuels have been used for many years as the main energy source to sustain life on Earth. In addition to fossil fuels being non-renewable and rapidly depleting; carbon emissions and air pollution resulting from human consumption cause various environmental and health problems worldwide. In this context; renewable energy sources such as biobutanol play an important role in the current and future era to reduce and control environmental problems by managing greenhouse gas emissions. In this study, it was aimed to evaluate the use of fruit pomace of cranberry bush (Viburnum opulus L.), which has recently been consumed as a popular fruit, as a substrate in the presence of a reducing agent to increase biobutanol production by Clostridium beijerinckii DSMZ 6422 strain. For this purpose, some factors were optimized, including the pretreatment, initial concentration of cranberry bush fruit pomace (CBFP) (5%- 20%), different types of reducing agents (ascorbic acid, L-cysteine, sodium dithionite and sodium sulfite), different concentrations of sodium dithionite (2.5-15 mM), inoculum concentration (5%, 10% and 20%) and fermentation time (24-96 h). The maximum biobutanol, total aseton-bütanol-etanol (ABE), biobutanol yield, and biobutanol productivity were 9.45 g/L, 12.08 g/L, 0.21 g/g and 0.13 g/L/h in the medium containing enzymatically hydrolyzed 10% CBFP, 10 mM sodium dithionite and 20% inoculum at the end of 72 h, respectively. These results show that CBFP can be considered as a sustainable, economical and viable substrate for biobutanol production in the presence of a reducing agent for the first time in the literature.