Deri endüstrisinde kullanılan çeşitli boyar maddelerin mikrobiyolojik ve enzimatik yöntemlerle renk giderimi
Decolorization of various dyes using in leather industry with microbiological and enzymatic methods
Yazar: M. BARIŞ PAZARBAŞI
Danışman: PROF. DR. İSMAİL KARABOZ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Azo boyar maddeler = Azo dyestuffs ; Deri endüstrisi = Leather industry ; Renk giderme = Decolorization ; Yalıtım = Insulation

Özet:
Bu çalışmada, deri endüstrisinde kullanılan boyalar içerisinde en geniş ve en yaygın uygulama alanına sahip azo boyaların renk gideriminde etkili olan iki bakteri (Aeromonas hydrophila, Proteus vulgaris) izole edilmiş ve renk giderimleri saptanmıştır. Buna ilaveten, bu mikroorganizmaların renk giderme etkinlik derecelerinin optimizasyon çalışmaları da yapılmıştır.Ayrıca petrokimya endüstrisine ait soğutma suyu kulelerinden elde edilmiş ve tanılanmış olan Enterobacter cloacae ve Pseudomonas aeruginosa türlerinin de renk giderimi etkinlik dereceleri saptanmıştır. Ülkemizde deri endüstrisinde yaygın olarak kullanılan Acid Black 210 boyasının renk giderimi, Luria Bertani besiyeri kullanılarak çalkalamalı ve statik koşullar altında incelenmiştir. Aeromonas hydrophila (izolat TEM13)'nın 48 saat sonunda statik koşullar altındaki renk giderimi % 72,5, çalkalamalı koşullar altında ise % 59,2 olarak bulunmuştur. 48 saat sonunda Proteus vulgaris (izolat TEM11)'in statik koşullar altındaki renk giderimi % 87,6, çalkalamalı koşullar altında ise % 63,8; Enterobacter cloacae 5Ba'nın statik koşullar altında % 90,5, çalkalamalı koşullar altında % 65,7; Pseudomonas aeruginosa 6'nın statik koşullar altında % 91,3, çalkalamalı koşullar altında % 76,5 olarak saptanmıştır. Sıcaklık, farklı başlangıç boya konsantrasyonları, farklı karbon ve azot kaynakları v.b gibi faktörlerin azo boyanın renk giderimine etkisinin incelendiği optimizasyon çalışmaları sonunda, her bakteri türü için farklı koşulların gerekli olduğu saptanmıştır. Dört farklı bakteri izolatı ile yapılan fiziko-kimyasal parametrelerden elde edilen sonuçlara bağlı olarak Acid Black 210 boyasına ilave olarak deri endüstrisinde yaygın olarak kullanılan 9 deri boyasına karşı renk giderim etkinliği ölçülmüştür. Bu izolatların boyayı parçalaması sonucu oluşan ürünler HPLC analizi ile saptanmış ve değerlendirilmiştir.Çalışmada Pleurotus sajor-caju, Pleurotus ostreatus, ve Pleurotus eryngii beyaz çürükçül fungusları da kullanılmıştır. Ülkemizde deri endüstrisinde yaygın olarak kullanılan Acid Black 24 boyasının renk gideriminde Nişasta Yeast Ekstrakt besiyeri kullanılarak çalkalamalı ve statik koşullar altında incelenmiştir. Pleurotus ostreatus MCC07'nin çalkalamalı koşullar altındaki yaptığı renk giderimi; % 98,7 (10. gün), statik koşullar altında ise % 80,2 (12. gün) olarak bulunmuştur. Pleurotus sajor-caju MCC29'un çalkalamalı koşullar altındaki renk giderimi; % 96,2 (10. gün), statik koşullar altında ise % 82,5 (14. gün) ve Pleurotus eryngii MCC25'in çalkalamalı koşullar altında % 87,6 (10. gün), statik koşullar altında % 78,8 (14. gün) olarak saptanmıştır.Sıcaklık, farklı başlangıç boya konsantrasyonları, farklı karbon ve azot kaynakları v.b gibi faktörlerin azo boyanın renk giderimine etkisinin incelendiği optimizasyon çalışmaları sonunda, her fungus türü için farklı koşulların gerekli olduğu saptanmıştır. Üç farklı beyaz çürükçül fungus ile yapılan fiziko-kimyasal parametrelerden elde edilen sonuçlara bağlı olarak Acid Black 24 boyasına ilave olarak deri endüstrisinde yaygın olarak kullanılan 9 deri boyasına karşı renk giderim etkinliği ölçülmüştür. Katı ve sıvı kültürde ligninolitik enzim aktiviteleri saptanmıştır. Beyaz çürükçül fungusların boyayı parçalaması sonucu oluşan ürünler HPLC analizi ile saptanmış ve değerlendirilmiştir.Çalışmada başlıca amaç; azo boyaların renk giderimini sağlayan bakterilerin izolasyonu, bakteri izolatlarının ve beyaz çürükçül fungusların azo boyalarının renk gideriminde etkinlik derecelerinin saptanmasıdır.

Abstract:
Bacteria (Aeromonas hydrophila, Proteus vulgaris) that are effective at decolorization of azo dyes which are most widely used in leather industry, were isolated and their decolorization capabilities were determined in this work. In addition, decolorization capabilities of these microorganisms were optimized.Besides, decolorization capabilities of Enterobacter cloacae ve Pseudomonas aeruginosa that had been obtained and identified from cooling water towers of a petrochemical industry were determined. Decolorization of Acid Black 210 which is used widely in leather industry in our country, was investigated using Luria Bertani medium under shaking and static condition. Decolorization of Aeromonas hydrophila (isolate TEM13) after 48 h, under static condition; 72.5 %, under shaking condition; 59.2 % were determined. After 48 h decolorization of Proteus vulgaris (isolate TEM11) under static condition; 87.6 %, under shaking condition; 63.8 %, decolorization of Enterobacter cloacae 5Ba under static condition; 90.5 %, under shaking condition 65.7 %, decolorization of Pseudomonas aeruginosa 6 under static condition; 91.3 %, under shaking condition; 76.5 % were determined. After the optimization studies were determined from temperature conditions, initial dye concentrations, carbon and azot sources etc., different decolorization capabilities of each microorganisms were established. According to the results obtained from physico-chemical parameters using four different bacteria isolates in addition to Acid Black 210 the decolorization capability was obtained against to nine leather dyes which is used widely in leather industry. Biodegradation products were determined by high performance liquid chromatography (HPLC).In this study, the white rot fungus Pleurotus sajor-caju, Pleurotus ostreatus, and Pleurotus eryngii were also used. Decolorization of Acid Black 24 which is used widely in leather industry in our country, was investigated using Starch Yeast Extract medium under shaking and static condition. Decolorization of Pleurotus ostreatus MCC07 under shaking condition; 98.7 % (10 day), under static condition; 80.2 % (12 day) were determined. Decolorization of Pleurotus sajor-caju MCC29 under shaking condition; 96.2 % (10 day), under static condition; 82.5 % (14 day) and decolorization of Pleurotus eryngii MCC25 under shaking condition; 87.6 % (10 day), under static condition; 78.8 % (14 day) were determined.After the optimization studies were determined from temperature conditions, initial dye concentrations, carbon and azot sources etc., different decolorization capabilities of each microorganisms were established. According to the results which were obtained from physico-chemical parameters using three different white-rot fungus, in addition to Acid Black 24 the decolorization capability was obtained against to nine leather dyes which is used widely in leather industry. The ligninolitic enzyme activities in solid and liquid cultures were determined. Biodegradation products were determined by high performance liquid chromatography (HPLC).In this study, the main aim is the isolation of bacteria which have the decolorization of azo dyes, to detect capabilities of bacteria isolates and white rot fungus in decolorization of azo dyes.