Alternatif karbon kaynaklarından gıda sanayinde kullanılabilir karbonhidrazların mikroorganizmalardan üretim ve hidroliz özelliklerinin incelenmesi /
Yazar: GAYE ÖNGEN BAYSAL
Danışman: PROF. DR. Ş. SUHA SUKAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1994
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Hidroliz = Hydrolysis ; Karbonhidratlar = Carbohydrates ; Mikroorganizmalar = Microorganisms

Özet:
inulin, B-2,1 bağlı ve molekül sonunda bir glukoz ünitesi bulunan fruktoz polimeridir. İnulin polimerinin enzimatik hidrolizi inulinaz- invertaz enzimleri ile gerçekleştirilmektedir. Bu enzimler çeşitli maya, bakteri ve küfler tarafından üretilebilmektedir. A.niger kullanılarak inulin içeren (%1, yerelması) üreme ortamında, 28°C sıcaklıkta, 120 saat üretim sonunda inulinaz aktivitesi 50 Uml-1 ve sakkaroza karşı aktivitesi 15 Uml-1 olan enzim preparatı üretilmiştir. Üretilen inulinaz 50°C sıcaklıkta ve pH 5.0 'da maksimum aktivite göstermektedir. 60°C sıcaklıkta substratsız olarak bir saatte aktivitesinin % 80' ini koruyabilmek tedir. Termal stabilizörlerden polipropilen glikol ve sorbitol ise inulinazm termal stabilitesini yaklaşık 2 kat artırmaktadır. Hg ve Ag enzim aktivitesi üzerine kuvvetli inhibitor etki yaparken Na potansiyel aktivatör etki göstermiştir. A.niger enzim preparatı 50°C sıcaklıkta pH 5.0'de, 6 saat süre sonunda % 14 (toplam şeker) yerelması ekstraktının % 14 ' ünü hidrolizlerken "A.niger ve K.marxianus kullanılarak karışık kültür yöntemi ile üretilen enzim preparatıyla aynı koşullarda % 88 hidroliz gerçekleştirilmiştir. Katı kültür yöntemi ile üretilen enzim preparatmda S/I oranı ile ilişkili olarak 60°C sıcaklıktan pH 5.0'de 6 saat süre sonunda % 16 (toplam şeker) yerelması ekstraktının % 49 'dan % 98 oranına değişen değerlerde hidrolizi gerçekleştirilmiştir. İnulin polimerinin hidrolizlenerek düşük polimerizasyon derecesinde ürünlere dönüştürülmesi ile ülkemizde yaygın olarak bulunan ancak bugüne kadar endüstriyel boyutta kullanımı söz konusu olmamış yerelmasından gıda sanayinde doğal tatlandırıcı olarak kullanılabilen ürünlerin üretilmesi mümkün olurken, biyoteknolojik proseslere de alternatif kaynak oluşturulacağı inancı taşınmaktadır.

Anahtar kelimeler : İnulinaz, İnvertaz, Hidroliz, Yerelması, Katı kültür, Karışık kültür.

Abstract:
Inulin is a B-2,1 linked fructose polymer with a glucose residue at one end of the molecule o Inulinase and invertase enzymes can hydrolyse inulin polymer. These enzymes are produced by various bacteria, yeast and fungi» For the production of this enzyme A.niger was grown at 28°C using Jerusalem artichoke as a substrate (1 % ) for 120 hours. An enzyme preparation was obtained which had 50 Uml~ inulinase activity and 15 Uml- invertase activity. Optimum activity of this enzyme was at pH 5.0 and at a temperature of 50°C, 80 % of its activity was retained when incubated at 60°C without its substrate. Stabilizers such as polypropylen glycol and sorbitol was shown to increase the thermal +2 + stability of inulinase enzyme. Where as Hg and Ag ions acted as strong inhibitors. Hydrolysis of inulin using this enzyme preparation was investigated. Substrate use was Jerusalem artichoke extract with 14 % total sugar content. After 6 hours of hydrolysis at 50 C only 14 % of the polymer was converted into reducing sugars. However an enzyme obtained by using a mixed. culture A.niger and Kjnarxianus showed that 88 % hydrolysis could be obtained under the same conditions. It has been obtained that hydrolysis of Jerusalem artichoke extract at the range of 49 % to 98 % in enzyme preparate which produced by solid state fermantation at the end of 6 hours, 16 % (total sugar) at 60°C and pH 5.0 related to S/I ratio. It was possible to convert a natural polymer into high value added product (fructose) in a single step enzymatic process, which is widely used in the food industry. Conversion products also has various applications in the non-food industries.

Key Words : Inulinase, Invertase, Hydrolysis, Jerusalem artichoke, Solid state fermantation, Mixed culture