Aspergillus niger gruba ait çeşitli suşların pektinolitik aktivitelerinin taranması ve Aktivitenin geliştirilmesine yönelik çalışmalar
Screening of pectinolytic activities of various strains belong to Aspergillus niger group and studies through on the enhancenment of activity
Yazar: EVRİM TAŞKIN
Danışman: PROF. DR. RENGİN ELTEM
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışmada Manisa ve yöresi çekirdeksiz üzüm bağlarından izole edilerek tanımlanmışAspergillus niger grupta yer alan 11 taksaya ait 262 küf suşunun katı tarama besiyerinde pektinolitikaktiviteleri taranmış olup incelenen bütün suşların bu aktiviteye sahip oldukları belirlenmiş, suşlarınkoloni çapları ve hidroliz zonlarına göre enzimatik indeksleri saptanmış ve gruplandırılmışlardır. Bunagöre bütün suşlar 1-2, 2-3 ve âº3 olmak üzere üç enzimatik indeks grubuna ayrılmıştır. Suşların bugruplara göre dağılımı % 88,5 (233 adet suş), % 9,9 (26 adet suş) % 1,6 (3 adet suş) olarakbelirlenmiştir.Suşların katı tarama besiyerinde farklı koloni büyüklüklerine ve enzimatik indekslere sahipolduğu belirlendikten sonra bu farklılıkları enzim aktiviteleri ile ilişkilendirmek üzere altı taksadan 12suşla çalkalamalı kültür ve katı kültür fermentasyon yöntemleri kullanılarak poligalakturonaz (PG) vepolimetilgalakturonaz (PMG) enzim üretimleri kantitatif olarak saptanmıştır. Tek karbon ve enerjikaynağı olarak %1,5 pektin kullanılan sıvı kültür fermentasyonu sonucunda en yüksek PG aktiviteleriA. foetidus var. pallidus taksonuna ait Ege-K-730 ve Ege-K-635 nolu suşlardan elde edilmiş olup PG-1için aktiviteler 91,7 ve 86 U 50mL olarak ölçülmüştür. PMG için en yüksek aktiviteler A. aculeatus-1Ege-K-398 suşunda 19,2 U 50mL olarak ölçülmüştür. Buğday kepeği kullanılarak yapılan katı kültürfermentasyonu sonucunda suşların PG aktiviteleri arasında en yüksek değerler A. foetidus var.1 -1pallidus K-730 suşunda 39 Ug- , A. foetidus var. pallidus K-635 suşunda 38 Ug olarak ölçülmüştür.Buna göre PG aktivitesinin sıvı kültüre göre yaklaşık 20 katlık bir artış gösterdiği belirlenmiştir.A. foetidus var. pallidus K-730 suşu Okratoksin A üreticisi olduğundan katı kültürfermentasyon yönteminde enzim aktivite arttırma çalışmaları A. foetidus var. pallidus Ege-K-635 suşuile sürdürülmüştür. Enzim aktivitesini arttırmaya yönelik olarak substrat tipi ve kompozisyonu, karbon-azot oranı, nem seviyesi ile inokulum oranının etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak A. foetidus var.pallidus Ege-K-635 suşundan en yüksek PG aktivitesi üretimi için substrat kompozisyonu ve oranı7 -1Buğday kepeği:Şeker pancarı posası 1:2, inokulum miktarı 2x10 spor 2,5gr , nem seviyesi %-75 ve karbon:azot oranı 31:1 olarak saptanmıştır. Bu koşullar altında en yüksek PG aktivitesi 385 Ug1olarak ölçülmüş ve sadece buğday kepeği kullanılarak elde edilen aktivitelere göre 10 katlık bir artışsağlanırken sıvı kültüre göre 200 katlık bir artış sağlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Aspergillus niger grup, katı kültür fermentasyonu, Poligalakturonaz,Polimetilgalakturonaz, şeker pancarı posası

Abstract:
In this study pectinolytic activities of 262 mold strains which were isolated fromvineyards from Manisa region belong to 11 taxa included in Aspergillus niger group werescreened and all the studied strains have been found that have ability to produce pectinolyticactivity. Enzymatic index of the strains according to colony diameter and hydrolysis zone weredetermined and they were grouped. All the strains were divided into three enzymatic indexgroups as 1-2, 2-3 and âº3. Distribution of the strains according to these groups are as followed:88,5 % (233 strains), 9,9 % (26 strains), 1,6 % (3 strains), respectively.After determination of three different enzymatic index and different colony diameters forstrains, in order to find out a relation among these differences and enzymatic activitiespolygalacturonase (PG) and polymethylgalacturonase (PMG) activities were investigated bysubmerged and solid state fermentation methods using 12 strains from six taxa. To the resultsof submerged fermentation in which pectin 1,5 % from apple was used as sole carbon andenergy source highest PG activities were obtained from the strains of A. foetidus var. pallidus-1Ege-K-730 and Ege-K-635 as 91,7 and 86 U 50mL , respectively. Highest PMG activity on-1submerged fermentation was obtained from A. aculeatus Ege-K-398 as 19,2 U 50mL . Basedon the results of solid state fermentation which only wheat bran used as substrate highest PG1activities were obtained from A. foetidus var. pallidus Ege- K-730 as 39 Ug- and A. foetidus var.-1pallidus Ege-K-635 as 38 Ug . According to these results, it was observed on solid stateconditions activities were rised up almost 20 times for PG as compared to submergedfermentation.Since the strain A. foetidus var. pallidus Ege-K-730 is the producer of Ochratoxin A,further improvement studies for enzyme production were proceeded with A. foetidus var.pallidus Ege K-635. In order to improve enzyme activities, effects of substrate type andcomposition, carbon-nitrogen rate, moisture level and inoculum amount were investigated.As a result the highest PG production from the strain A. foetidus var. pallidus Ege-K-635 on solid state fermentation the optimum conditions were determined for substrate7composition as wheat bran:sugar beet pulp in 1:2 ratio, inoculum amount as 2x10 spores-12,5gr , moisture level as 75 % and carbon-nitrogen ratio as 31:1. Under these conditions-1highest level for PG activity was measured as 385 Ug and an improvement about 10 times and200 times as compared to activities obtained from solid state fermentation with wheat bran andsubmerged fermentation with pectin were achieved, respectively.Key Words: Aspergillus niger group, polygalacturonase, polymethylgalacturonase, solid statefermentation, sugar beet pulp