Yeni koku maddelerinin biyoteknolojik yöntemlerle üretimi
Production of new fragrance compounds by biotechnological methods
Yazar: TÜRKAN TİKNA
Danışman: PROF. DR. İSMAİL KIRAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Aroma, yani koku ve tat maddeleri gıda, içecek, kozmetik, deterjan, kimya ve ilaç sektörlerinde yaygın kullanım alanı olan katkı maddeleridir. Genelde doğal kaynaklardan veya kimyasal sentez yoluyla üretilmektedir. Aroma maddelerinin bitkilerden saflaştırılmaları genelde pahalı bir süreçtir. Kimyasal sentez ise yaygın kullanılan iyi bir alternatif olmakla birlikte kimyasal ürünlerin insan sağlığını ve çevreyi tehdit etmesi ve tüketicilerin doğal ürünleri tercih etmeleri, kullanımlarını azaltmaktadır. Bu durum çevreye uyumlu ve doğal ürün üretimine yönelik talebi artırmış ve son yıllarda biyoteknolojik yöntemlerin kullanımı önem kazanmıştır. Biyoteknolojik yöntemlerde elde edilen aroma maddesi üretimi, günümüzde sadece düşük düzeyde gerçekleşmektedir. 

Bu çalışmada terpen yapısında olan α-iyonol bileşiğinin 19 farklı mikroorganizma ile ön denemeleri yapıldı. Bu çalışmalar sonucunda α-İyonolün A. Niger ve F.  culmarum ile biyotransformasyonları sonucu oluşan metabolit karışımlarının aroma özelliği gösterdiği belirlendi. Söz konusu biyotransformasyon tepkimeleri preparatif ölçekte tekrarlandı. Elde edilen metabolitler kolon kromatografisi ile saflaştırıldı ve yapıları GK-KS, 1D ve 2D NMR teknikleri ile aydınlatıldı. Her iki biyotransformasyon sonucu verimleri % 6,6 (A. niger) ve % 15,3 (F. culmarum) olan aynı metabolit elde edildi.

Anahtar Kelimeler: Aroma maddeleri, biyoteknoloji, mikrobiyal transformasyon, α-iyonol, terpen

Abstract:
Aroma compounds are flavour and fragrance which are highly important ingredients commonly used in many industries such as food, beverage, cosmetics, detergents and pharmaceuticals. Most of these compounds are produced by either chemical synthesis or extraction from plant sources. Obtaining aroma compounds from plants is expensive due to their isolation difficulties. Chemical synthesis serve as a good alternative for the production of aroma substances however they are not preferred due to harmful effects to the health and environment and the consumer's preference for natural products. This urged the need for the development of new environmentally friendly processes. In recent years, the utilisation of biotechnological processes for the production of aroma compounds appeared to be an important choice, however, still low percentages of are derived from bioprocesses. 

In this study, pre-biotransformation of a terpene, α-ionol,  was carried out by 19 different microorganisms. As a result it was found out that exract obtained from biotransformation of α-ionol with A. niger and F. culmorum showed aroma properties. These biotransformation reactions were repeated on preparative scale. The metabolites were purified by column chromatography and their structures were elucidated by using GC-MS, 1D and 2D NMR spectra. Both biotransformation reactions produced the same metabolite with % 6,6 (A. niger) and % 15,3 (F. culmorum) yield, respectively.

Keywords: Aroma compounds, biotechnology, microbial transformation, α-ionol, terpene