Xanthomonas campestris kullanılarak pirinç kepeğinden ksantan gam üretimi
Xanthan gum production by Xanthomonas campestris fermentation from rice bran
Yazar: AHMET ŞÜKRÜ DEMİRCİ
Danışman: PROF. DR. MUHAMMET ARICI
Namık Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Enzimatik hidroliz = Enzymatic hydrolysis ; Ksantan zamkı = Xanthan gum ; Pirinç kepeği = Rice bran ; Viskozite = Viscosity ; Xanthomonas campestris = Xanthomonas campestris

Özet:
Bu çalışmada, endüstriyel atık maddelerin ekonomik olarak değerlendirilmesi düşüncesi ile çeltik işleme sanayiinin atık maddelerinden olan pirinç kepeği, enzimle hidrolize edildikten sonra kullanılarak Xanthomonas campestris fermentasyonuyla ksantan gam üretilmesi, aynı zamanda küçük ve orta ölçekli işletmelerde pirinç kepeğinin değerlendirilerek çevre kirlenmesinin önlenmesi ve bu işletmelere bir katma değer sağlanması amaçlanmıştır.Araştırma kapsamında; yağı alınmış pirinç kepeği farklı sıcaklık (25, 30, 35 ve 40 oC) ve pH (4,5; 5,0 ve 5,5) değerlerinde farklı enzimlerle ( ? -amilaz, glukoamilaz, selülaz ve ksilanaz) hidrolize edilmiş ve en yüksek % 41,66 oranında şeker oranına ulaşılmıştır. Substrat olarak hidrolize edilmiş pirinç kepeği kullanılarak; Xanthomonas campestris NRRL B-1459 ile lahanalardan izole edilen X. campestris pv. campestris ve X. axonopodis pv. vesicotaria bakterileri ile ksantan gam üretimi gerçekleştirilmiş ve en yüksek ortalama verimler sırasıyla 21,87, 17,10, 5,60 g/L olarak belirlenmiştir. Elde edilen gamların tampon çözeltilerde farklı sıcaklık (20-100 oC) ve pH (3,5; 5,5; 7,0) değerinde viskozite değerleri incelenmiş ve en yüksek viskozite değeri %1 gam ilavesiyle 20ºC ve 5,5 pH'da ticari gamlarda 470 mPas, X. campestris NRRL B-1459 için 131 mPas ve X. campestris pv. campestris için 139 mPas olarak belirlenmiştir. Ticari ve pirinç kepeğinden üretilen gamlar kullanılarak yapılan mayonezlerin viskozite ölçümlerinde en yüksek değerler % 1 oranında gam ilave edilmiş mayonezlerde ticari gam için 4640, X. campestris NRRL B-1459 için 3020 ve X. campestris pv. campestris için 3120 mPas olarak belirlenmiştir.Genel olarak, pirinç kepeğinin substrat olarak kullanılmasıyla yüksek verimde ksantan gam üretimi gerçekleştirilmiştir. Laboratuar şartlarında üretilen ksantan gamın farklı şartlarda sağladığı viskozite değerleri ticari ksantan gama kıyasla zayıf bulunmakla birlikte, substratın biraz desteklenmesi ve elde edilen gamın saflaştırılmasıyla ticarileşme potansiyeli bulunabilir.

Abstract:
The main idea of this research is the evaluation of the industrial waste products economically. In this research we aimed to use rice bran, the main waste product of paddy processing, in the xanthan gum production by Xanthomonas campestris fermentation. Also it is aimed to prevent environmental pollution and to provide additional profit in small and medium scale plants by appreciating rice bran.In this study, rice bran was hydrolized with different enzymes ( ? -amylase, glucoamylase, cellulase ve xylanase) at various pH (4,5; 5.,0 ve 5,5) and temperatures (25, 30, 35 ve 40 oC). The highest sugar content was reached with 41,66%. Xanthan gum was produced by X. campestris NRRL B-1459, X. campestris pv. campestris and X. axonopodis pv. vesicotaria, using hydrolized rice bran as carbon source and the best ones in term of productivity were 21.87, 17.10 and 5.60 g/L respectively. Viscosity measurements for the obtained xanthan gums and commercial gum were carried out in gum solutions at various pH (3,5; 5,5; 7,0) and temperatures (20-100 oC). The highest viscosity was reached in 1% gum solutions at 20oC, 5.5 pH for all gums and values are 470, 131 and 138 mPas respectively. The gums were used making mayonnaise and measured their viscosity. The results for obtained from X. campestris NRRL B-1459 and X. campestris pv. campestris are 3020 and 3120 mPas respectively. Using commercial gum in mayonnaise gave the highest viscosity (4640 mPas).Generally, the use of rice bran as a substrate resulted in higher xanthan yield. Although obtained at laboratory conditions xanthan gum presented lower viscosity than commercial xanthan, if substrate is supported and purificated, the use of rice bran for xanthan gum production has the potential to be effective commercial substrate.