Kağıt ve tekstil endüstrisi fabrikaları arıtım çamurundan izole edilen bakterilerin lakkaz aktiviteleri üzerine optimizasyon çalışmaları
Optimization studies on laccase activities of bacteria isolated from paper and textile industry factories treatment sludge
Yazar: KÜBRA ÖZTAT
Danışman: PROF. DR. CANSU FİLİK İŞÇEN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Temel ve Endüstriyel Mikrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Deney tasarımı = Experimental design ; Kağıt endüstrisi = Paper industry ; Lakkaz = Laccase ; Optimizasyon = Optimization ; Tekstil endüstrisi = Textile industry

Özet:
Bu çalışmanın amacı, farklı kağıt ve tekstil fabrikaları atıksu ve arıtma
çamurlarından izole edilen bakterilerin lakkaz enzimi aktivitelerini belirlemek ve
optimizasyon çalışmaları ile minimum maliyet ve enerji ile maksimum enzim aktivitesine
ulaşmaktır.
Bu doğrultuda, ülkemizdeki 3 farklı şehirden toplamda 5 farklı tekstil ve kağıt
fabrikası atıksu ve biyolojik arıtma çamurundan izole edilen 78 adet izolat lakkaz enzimi
varlığı açısından taranmış ve en fazla aktivite gösteren 8 izolat belirlenmiştir.
Spektrofotometrik yöntemlerle lakkaz aktivitesi belirlenen bu 8 suştan en yüksek aktiviteyi
gösteren 2 izolat ileri çalışmalar için seçilmiştir. Seçilen izolatların morfolojilerini
belirlemek amacıyla yapılan çeşitli testler sonrasında moleküler temelli teknikler
uygulanarak izolatlardan biri NCBI veritabanında %99,71 benzerlikle Proteus mirabilis ve
diğeri %99,71 benzerlikle Bacillus atrophaues olarak tanımlanmıştır.
İzolatların lakkaz enzimi aktiviteleri arttırmak amacıyla karbon kaynağı (Glikoz,
Fruktoz, Sodyum Asetat, CMC, Ksiloz), azot kaynağı (KNO3, Yeast Extract, Pepton From
Soybean, Bacteriological Pepton), CuSO4 derişimi (0.5mM, 1mM, 1.5mM), pH (5, 6, 7, 8,
9, 10, 11), sıcaklık (17°C, 27°C, 37°C, 47°C), inkübasyon süresi (12, 24, 36, 48, 60, 72,
96. saatler), inokulum miktarı (%0,5, %1, %1,5, %2) olmak üzere besiyeri ve kültür
koşullarında optimizasyon çalışmaları yapılmış ve buradan elde edilen sonuçlara göre
istatistiksel bir optimizasyon yöntemi olan Yanıt Yüzey Metodu 6 farklı değişken ve her
değişkende 3 düzey olacak şekilde uygulanmıştır.
Yanıt yüzey metodundan elde edilen verilere göre maksimum lakkaz enzimi
aktivitesine Proteus mirabilis türü ile pH 7,77, sıcaklık 30,03oC, %0,5, CuSO4, %1,5
inokulum, % 0,5 fruktoz, % 0,082 maya özütü koşullarında ulaşılırken; Bacillus
atrophaeus türü ile pH 8, sıcaklık 35,28 0C, %1,5 CuSO4, %0,5 inokulum, % 0,37 fruktoz,
% 0,108 maya özütü koşullarında ulaşılmıştır.

Abstract:
The aim of this study is to determine the laccase enzyme activities of bacteria
which isolated from wastewater and treatment sludges of different paper and textile
factories and to reach maximum enzyme activity with minimum cost and energy with
optimization studies.
In this purpose, 78 isolates isolated from 5 different textile and paper factory
wastewater and biological treatment sludge from 3 different cities in our country were
screened for the presence of laccase enzymes and the 8 isolates with the highest activity
were determined. Of these 8 strains, whose laccase activity was determined by
spectrophotometric methods, 2 isolates with the highest activity were selected for further
studies. After various tests to determine the morphology of the selected isolates, molecularbased techniques were applied and one of the isolates was identified as Proteus mirabilis
with 99.71% similarity and the other as Bacillus atrophaues with 99.71% similarity in the
NCBI database.
In order to increase the laccase enzyme activities of the isolates, carbon source
(Glucose, Fructose, Sodium Acetate, CMC, Xylose), nitrogen source (KNO3, Yeast
Extract, Pepton From Soybean, Bacteriological Peptone), CuSO4 concentration (0.5mM,
1mM, 1.5mM), pH (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11), temperature (17°C, 27°C, 37°C, 47°C),
incubation time (12, 24, 36, 48, 60, 72, 96th hours), inoculum amount (0.5%, 1%, 1.5%,
2%), medium and culture conditions were optimized, and according to the results obtained,
Response Surface Method, which is a statistical optimization method, was performed in 6
different variables and 3 in each variable level has been applied.
According to the data obtained from the response surface method, when the pH is
7.77, the temperature is 30.030C, 0.5% CuSO4, the inoculum amount is 1.5%, the fructose
amount is 5 g for 1000 ml medium, the yeast extract amount is 0.82 g for 1000 ml medium
taken, it can obtain maximum laccase enzyme activity from Proteus mirabilis and when
pH 8, temperature 35.28 0C, 1.5% CuSO4, inoculum amount 0.5%, fructose amount 3.7 g
for 1000 ml medium, yeast extract amount 1.08 g for 1000 ml medium taken it can obtain
maximum laccase enzyme activity from Bacillus atrophaeus.