Deri sanayi için uygun mikrobiyal biyosürfektan üreticisinin seçimi, ortam optimizasyonu ve deri proseslerinde kullanımı
Selection of a suitable microbial biosurfactant producer for leather industry, optimization of the medium components and its application in leather processes
Yazar: CEM EMRE FERAH
Danışman: DOÇ. DR. ARİFE CANDAŞ ADIGÜZEL ZENGİN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Deri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Deri Mühendisliği = Leather Engineering
Dizin: Biyoreaktörler = Bioreactors ; Deri = Skin ; Islatma = Wetting ; Optimizasyon = Optimization ; Yağ giderimi = Oil removal ; Yüzey aktif ajanlar = Surface active agents

Özet:
Mikrobiyal biyosürfektanların deri endüstrisinin ıslatma-yumuĢatma ve yağ giderme iĢlem basamaklarında kimyasal sürfektanlara alternatif, biyolojik olarak parçalanabilir antimikrobiyal biyosürfektan olarak kullanım olanaklarının
araĢtırılmasının amaçlandığı tez çalıĢmasında 4 farklı biyosürfektan grubu üreticilerinden olduğu bilinen 12 farklı mikroorganizmanın biyosürfektan üretme kapasiteleri, emülsifikasyon dereceleri ve biyosürfektan üretim verimliliği
incelenmiĢtir. Elde edilen sonuçlara göre biyosürfektanların stabilite testleri (farklı pH, sıcaklık tuz deriĢimlerinde) gerçekleĢtirilmiĢ ve deri endüstrisinde kullanım potansiyeline sahip mikroorganizma olarak Pseudomonas aeruginosa_yerli ana üretici organizma olarak seçilmiĢtir. Organizmanın, biyosürfektan üretimine etki edecek ortam bileĢenlerinin taranması amacıyla faktöriyel dizayn tasarımları kullanılmıĢ ve ve tripton, glikoz ve atık zeytinyağından oluĢan optimal bir üretim ortamı belirlenmiĢtir. Bu ortam optimizasyonu sonucunda Pseudomonas aeruginosa_yerli suĢu 27 mN/m yüzey gerilimine, 60 E24 değerine ve 18,70 g/L biyosürfektan miktarı ile 6,49 g/L kuru hücre ağırlığına ulaĢılmıĢtır. 3L'lik biyoreaktörde 3 farklı üretim ortamı kullanılarak elde edilen biyosürfektanların ıslatma-yumuĢatma ve yağ giderme iĢlemlerinde kullanım potansiyelleri mikrobiyal yük, atık sudaki toplam protein miktarı, atık su kirlilik parametreleri, antimikrobiyal aktivitesi ve yağ giderme özellikleri açısından araĢtırılmıĢtır. Islatma-yumuĢatma iĢleminde kullanılan mikrobiyal biyosürfektanın ıslatma etkinliği banyolarındaki artan protein miktarıyla ortaya konmuĢtur. Aynı zamanda 20 g/L glikoz içeren ortamdan elde edilen biyosürfektanın antimikrobiyal özelliği de saptanmıĢtır. Yağ giderme iĢleminde 20 g/L glikoz içeren ortamda üretilen biyosürfektan ile %60 yağ giderme etkinliğine ulaĢılarak kimyasal sürfektanlardan  iki kat daha yüksek yağ giderimine ulaĢılmıĢtır. En etkin ıslatıcı ve yağ giderici özelliğini 20 g/L glikozun kullanıldığı üretim ortamında veren Pseudomonas aeruginosa_yerli'ye ait biyosürfektanın deri sanayinde sentetik yüzey aktif maddelere alternatif çevre dostu bir ürün olarak kullanılabiliceği tez çalıĢması kapsamında saptanmıĢtır.

Anahtar kelimeler: Mikrobiyal biyosürfektan, biyoreaktör, optimizasyon, deri, ıslatma, yağ giderme

Abstract:
In the thesis, it was aimed to investigate the potential application of antimicrobial biosurfactants as a biologically degradable alternative to chemical surfactants in soaking and degreasing proces in leather industry. For this aim, 12
different microorganisms, belongs to 4 different biosurfactant group producer, were investigated in terms of biosurfactant production capacities, emulsification degrees, and biosurfactant production yield. Stability tests of biosurfactants were carried out in different pH, temperature and salt concentrations, and Pseudomonas aeruginosa_local strain was selected as having the potential to be used in leather industry. Factorial design was performed in order to scan the components of media that effects biosurfactant production of organism and an optiomal growth media was determined that is composed of tripton, glucose and waste olive oil. As a result of the optimization, Pseudomonas aeruginosa_local_strain achieved 27 mN/m surface tension, 60 E24 value and 18.70 g/L biosurfactant amount with 6.49
g/L dry cell weight. Following the biosurfactant production at 3L bioreactor, application potential of the biosurfactant as antimicrobial soaking and degreasing agent in leather production processes were investigated in terms of microbial load, total protein in process effluent, effluent pollutant parameters, antimicrobial activity and degreasing efficiency. It was revealed that the most efficient soaking and degreasing property was achieved by biosurfactant produced in 20g/L glucose containing growth media. Soaking activity of microbial biosurfactants used in soaking process is verified by increasing protein amount in soaking process effluents. Antimicrobial property of biosurfactant produced in 20g/L glucose containing growth media was also determined. In degreasing process biosurfactant produced in 20g/L glucose containing growth media provided 60% degreasing efficiency, achieving double degreasing yield compared to chemical surfactants. It was revealed that biosurfactant produced from Pseudomonas aeruginosa_local strain yielded its
highest soaking and degreasing efficiency in a 20g/L glucose containing growth media, which can be used as an alternative environmentally friendly product to synthetic surface active agents.

Keywords: Microbial biosurfactant, bioreactor, optimization, leather, soaking, degreasing