Biyosürfaktan üreten bakterilerin denizel çevrelerden izolasyonu ve moleküler karakterizasyonu
Isolation and molecular characterization of biosurfactant producing bacteria from marine environments
Yazar: SEDA GÜLLÜ
Danışman: PROF. DR. HÜSNİYE TANSEL YALÇIN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Temel ve Endüstriyel Mikrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Biyosürfaktanlar, genellikle hidrokarbonlarla kontamine olmuş karasal ortamlardan izole edilen mikroorganizmalar tarafından sekonder metabolit olarak üretilen amfifilik bileşiklerdir. Günümüzde farklı markalar biyosürfaktan üreticisi olarak yer almaya başlamıştır ve yapılan çalışmalar çeşitli sektörlere yönelik yüksek stabiliteye sahip biyosürfaktan üreticisi suşları ve türlerini tanımlamaktadır. Bu tez çalışmasında da çok az çalışılmış deniz ortamından biyosürfaktan üreticisi bakterilerin izolasyonu ve identifikasyonu ile sentetik sürfaktanlara göre çevre dostu bir alternatif hedeflenmiştir. Bu kapsamda Ege Denizi-İzmir ili bölgesinin 12 farklı lokasyonundan petrol sızıntısı ile kontamine olmuş deniz suyu ve sediment örnekleri toplanmıştır. Bu örneklerden yapılan ön zenginleştirme sonucu 55 adet bakteri saf kültür olarak izole edilmiştir.
İzole edilen bakterilerin biyosürfaktan üretim potansiyelleri, oil spreading (yağ yer değiştirme) ve emülsifikasyon indeksi (E24) testleri ile taranmıştır. Elde edilen sonuçlara göre farklı özelliklerin belirlendiği her iki testte de iyi sonuç alınan 10 izolat seçilerek 16S rRNA gen bölgesine göre moleküler tanılaması yapılmıştır. Dizi analizi sonucunda, 5 izolat Pseudoalteromonas sp., 1 izolat Vreelandella sp, 1 izolat Winogradskyella sp., 1 izolat Cellulophaga lytica, 1 izolat Tenacibaculum sp., 1 izolat ise Cobetia amphilecti olarak tanılanmıştır.
Tanısı yapılan suşlardan Cellulophaga lytica KSK22 ve Tenacibaculum sp. 1B1 seçilerek biyosürfaktan üretim veriminin arttırılması için standardizasyon çalışması yapılmıştır. Cellulophaga lytica KSK22 için optimum biyosürfaktan üretimi %1 soya yağı, %2 tuz konsantrasyonu, pH 7 27ºC'de 3 gün boyunca 150 rpm'de inkübasyon sonucunda elde edilmiştir. Tenacibaculum sp. 1B1 için optimum biyosürfaktan üretimi %1 motor yağı, %2 tuz konsantrasyonu, pH 8, 27 ºC'de 3 gün boyunca 150 rpm'de inkübasyon sonucunda elde edilmiştir.

Anahtar kelimeler: Biyosürfaktan, deniz, oil spreading, emülsifikasyon indeksi, bakteri, 16S rRNA

Abstract:
Biosurfactants are amphiphilic compounds typically produced as secondary metabolites by microorganisms isolated from terrestrial environments contaminated with hydrocarbons. Today, various brands have started to emerge as biosurfactant producers, and studies are identifying strains and species with high stability targeted towards different sectors. In this thesis, the isolation and identification of biosurfactant-producing bacteria from the underexplored marine environment, and the development of an environmentally friendly alternative to synthetic surfactants, were aimed. In this context, seawater and sediment samples contaminated with oil spills were collected from 12 different locations in the İzmir region of the Aegean Sea. As a result of pre-enrichment of these samples, 55 pure bacterial cultures were isolated.
All isolated bacteria were screened for their biosurfactant production potential using oil spreading and emulsification activity (E24) tests. Based on the obtained results, 10 isolates that showed good performance in both tests with different characteristics were selected and molecular identification was performed according to the 16S rRNA gene region. As a result of sequence analysis, 5 isolates were identified as Pseudoalteromonas sp., 1 isolate as Vreelandella sp, 1 isolate as Winogradskyella sp., 1 isolate as Cellulophaga lytica, 1 isolate as Tenacibaculum sp., and 1 isolate as Cobetia amphilecti.
Standardization studies were conducted to enhance biosurfactant production yields for the selected Cellulophaga lytica KSK22 and Tenacibaculum sp. 1B1 strains. Optimal biosurfactant production for Cellulophaga lytica KSK22 was achieved with 1% soybean oil, 2% salt concentration, at pH 7, 27°C, after 3 days of incubation at 150 rpm. For Tenacibaculum sp., 1B1 optimal biosurfactant production was achieved with 1% diesel oil, 2% salt concentration, at pH 8, 27°C, after 3 days of incubation at 150 rpm.

Keywords: Biosurfactant, marine, oil spreading, emulsification activity, bacteria, 16S rRNA