Zeytinyağı fabrikası sıvı atığından antioksidan enzimler üretimi
Production of antioxidant enzymes from olive mill wastewater
Yazar: DİDEM DEĞİRMENBAŞI
Danışman: PROF. DR. ZEKİYE SERPİL TAKAÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Rhodotorula glutinis = Rhodotorula glutinis

Özet:
Gerçekleştirilen çalışmada, zeytinyağı üretim fabrikalarının sıvı atığı zeytin karasuyu (ZK) ortamında, Rhodotorula glutinis kullanılarak endüstriyel antioksidan enzimler katalaz (KAT) ve süperoksit dismutazın (SOD) üretim koşulları araştırılmıştır. R.glutinis hücrelerinin çoğalması için uygun ZK derişimi belirlenmiş ve bu ortamda çoğalma ile enzim aktivitelerine etki eden parametreler araştırılmıştır. SOD ve KAT enzim aktivitelerine ek karbon ve azot kaynakları, sıcaklık, karıştırma hızı ve farklı türde stres koşullarının etkileri incelenmiştir. Enzim aktiviteleri spektrofotometrik olarak belirlenmiştir. Enzim üretimi için optimum sıcaklık ve karıştırma hızı 30oC ve 150 rpm olarak bulunmuştur. Ek karbon kaynaklarından etanol yüksek spesifik SOD aktivitesi (14 U/mg protein) sağlarken, ek karbon kaynağı bulunmayan ZK ortamında yüksek spesifik KAT aktivitesi (15.35 U/mg protein) elde edilmiştir. Ek azot kaynağı eklenen ZK-UYM (Universal Yeast Medium) ortamında en yüksek spesifik SOD aktivitesi üre varlığında (22.64 U/mg), en yüksek spesifik KAT aktivitesi katkısız ortamda (67.4 U/mg) bulunmuştur. Oksidatif stres olarak hücrelere H2O2 ve UV ışık uygulanmıştır. R.glutinis hücrelerine 48 st çoğalma sonunda uygulanan oksidatif stres etkilerinden 8 dk süre ile 50 mM derişimde H2O2'in etki ettirilmesiyle SOD aktivitesi 2.73 kat artmış; KAT aktivitesi ise 2.22 kat artmıştır. Hücrelerin UV ışığına maruz bırakılması SOD aktivitesini çok az arttırırken, 8 dk maruz bırakılması KAT aktivitesi 1.16 kat artmıştır. Metal iyonları (Mg+2, Mn+2, Fe+2, Cu+2) kontrol ortamına göre SOD ve KAT aktivitelerini artırmıştır. Çalışmada, en yüksek KAT aktivitesine (67.4 U/mg) ek azot kaynağının eklenmediği ortamda ve en yüksek SOD aktivitesine  (40 U/mg) üre ve Mg+2 iyonu birlikte eklenen ortamda ulaşılmıştır. En yüksek hücre derişimi (58.6x107 hücre/mL) 15oC'de elde edilmiştir.

Abstract:
Production conditions for antioxidant enzymes catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) using Rhodotorula glutinis in the presence of olive mill wastewater (OMW) were investigated. Parameters for the growth and enzyme activities were investigated at the OMW concentration where the optimum growth was obtained. Enzyme activities were determined spectrophotometrically. The optimum temperature and agitation rate for the production of enzymes were found as 30oC and 150 rpm, respectively. Ethanol provided the highest SOD activity (14 U/mg) whereas the highest CAT activity (15.35 U/mg) was obtained when no additional carbon source was present in the medium. During the growth in OMW-UYM medium, addition of urea yielded the highest SOD activity (22.64 U/mg), however, the highest CAT activity (67.4 U/mg) was reached when no additional nitrogen source was present in the medium. H2O2 and UV light were exposed to 48h grown cells for different periods as oxidative stress parameters. The treatment of the 48h grown cells with 50 mM H2O2 for 8 min increased SOD and CAT activity 2.73-fold and 2.22-fold, respectively. The exposition of cells to UV light increased SOD activity slightly, however UV treatment for 8 min increased CAT activity 1.16-fold. The metal ions (Mg+2,Mn+2,Fe+2,Cu+2) introduced into growth medium increased enzyme activities with respect to control medium. The highest CAT activity (67.4 U/mg) was reached when no supplemental nitrogen source was present in growth medium whereas the highest SOD activity (40 U/mg) was obtained in presence of urea and Mg+2 ions. The highest cell concentration (58.6x107 cells/mL) was obtained at 15oC.