Endemik mikrobiyal kaynaklı ekstraselüler proteaz enzim üretiminin optimizasyonu
Optimization of extracellular protease enzyme production of endemic microorganisms
Yazar: EMRE GÜNGÖR
Danışman: PROF. DR. ŞEBNEM BUDAK ; PROF. DR. SENCER BUZRUL
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Süt Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Hücre dışı proteaz = Extracellular protease ; Mikrobiyal enzimler = Microbial enzymes

Özet:
Bu çalışmada, dört farklı Penicillium cinsi küf türünün hücre dışı proteaz aktivitelerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda değerlendirilen küfler P. brevicompactum, P. chrysogenum, P. cavernicola, ve P. corylophilum türlerinden oluşmaktadır. Çalışma öncesinde coğrafi işarete sahip geleneksel bir peynir olan Divle Obruğu Tulumundan izole edilen stok kültürler kullanılmıştır. Suşlar, malt extract agar besiyerinde 28 °C'de 5 gün aerobik olarak canlandırılmış olup gelişen suşlar peynir besiyerine inkübe edilerek elde edilen süpernatant enzim aktivitesi tayininde kullanılmıştır. Peynir besi ortamını içeren petri kaplarında gelişen küf tabakası altında kalan sıvı kısım süpernatant olarak kullanılmıştır. Küflerin enzim aktiviteleri belirlenirken 3 farklı parametre kullanılmış olup, bunlar pH, sıcaklık ve süre'dir. Her parametre için üç farklı değer değerlendirmeye tabi tutulmuştur. Değerler pH 4.7, 5.0 ve 5.3; sıcaklık 15, 20 ve 25 °C; süre 7, 11 ve 14 gün olarak belirlenmiştir. Süpernatantların UV-VIS spektrofotometrede 660 nm dalga boyunda elde edilen absorbans değerleri enzim aktivite değerlerinin hesaplanmasında kullanılmıştır. Deney verilerine göre en yüksek proteaz aktivitesi P. corylophilum suşunun pH 5 ve 25 °C koşullarında 11 gün boyunca geliştirildiği örneklerde gözlenmiştir. Suşların optimum enzim aktivitesini belirlemek için farklı modeller denenmiş ve ikinci dereceden polinom modelin uygun olduğu değerlendirilmiştir. Modelleme sonuçlarımıza göre P. corylophilum hariç sıcaklığın enzim aktivitesi üzerinde anlamlı bir etkisi bulunamamıştır. P. corylophilum için en yüksek enzim aktivitesi 15 °C'de 5.03 pH ve 12.1 günde, 20 °C'de 5.03 pH ve 11.3 günde ve 25 °C'de 5.03 pH ve 10.6 günde şeklinde bulunmuştur. 
Bu kapsamda tez çalışmasının amacı değerlendirilen küf suşları tarafından sentezlenen proteaz enziminin optimum üretim koşullarını belirlemektir. Elde edilen bu veriler tezin tamamlanması sonrasında uzun vadede gerçekleştirilecek diğer çalışmalar ile ekstrakte enzimin mikrobiyal enzim kaynağı olarak peynir üretiminde kullanılan rennet enzimine alternatif olarak kullanılabilirliğinin belirlenmesinde yardımcı olacaktır.

Abstract:
In this study, the aim was to evaluate the extracellular protease activities of four different species of the Penicillium genus. The evaluated molds included P. brevicompactum, P. chrysogenum, P. cavernicola, and P. corylophilum. Prior to the study, stock cultures isolated from Divle Obruğu Tulum cheese, a traditional cheese with geographical indication, were used. Strains were revived aerobically at 28 °C for 5 days on malt extract agar medium, and the resulting strains were incubated in cheese medium to determine the supernatant enzyme activity. The liquid portion beneath the mold layer developed in petri dishes containing cheese medium was used as the supernatant. Three different parameters were used to determine the enzyme activities of molds: pH, temperature and duration. Three different values were considered for each parameter. The values were determined as follows: pH 4.7, 5.0, and 5.3; temperature 15, 20, and 25 °C; duration 7, 11, and 14 days. The absorbance values obtained at 660 nm wavelength in the UV-VIS spectrophotometer for each supernatant were used to calculate the enzyme activity values. According to the experimental data, the highest protease activity was observed in samples where the P. corylophilum strain was developed at pH 5 and 25 °C for 11 days. Different models were tried to determine the optimum enzyme activity of strains, and the second-degree polynomial model was considered suitable. According to the modeling results, except for P. corylophilum, temperature did not have a significant effect on enzyme activity. The highest enzyme activity for P. corylophilum was found at 15 °C with pH 5.03 and 12.1 days, at 20 °C with pH 5.03 and 11.3 days, and at 25 °C with pH 5.03 and 10.6 days.
In this context, the purpose of the thesis is to determine the optimum production conditions of the protease enzyme synthesized by the evaluated mold strains. These data, once the thesis is completed, will assist in determining the potential use of the extracted enzyme as an alternative to rennet enzymes used in cheese production in future long-term studies.