Bazı yeşil mikroalglerin karotenoid profillerin belirlenmesi
Determination of certain green microalgae carotenoids profiles
Yazar: NESLİHAN DEMİRCİ
Danışman: PROF. DR. MELTEM DALAY
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Deniz Bilimleri = Marine Science

Özet:
Mikroalglerin çok çeşitli kullanım alanlarına sahip oldukları bilinmektedir. Hayvan yemi, gübre, biyodizel, gıda boyası gibi farklı ticari ürünlerin yanı sıra farmasötik potansiyelleri yüksek olduğundan ilaç ve kozmetik sanayide de sıklıkla kullanılan mikroorganizmalardır. Mikroalglerin kullanılmasının nedeni yapısal çeşitliliği yüksek metabolitler üreten organizmalar olması ve içerdikleri karotenoid yoğunluğuyla dikkat çekmeleridir. Faydalı etkileri çok sayıda çalışmayla ortaya çıkarılmış, yüksek satış fiyatı ve geniş market alanına sahip olan karotenoidlerin yerel kaynaklardan elde edilmesi, hem kaynakların verimli bir şekilde kullanılması hem de sürdürülebilirliği sağlayacağı ekonomik katkılar açısından oldukça önemlidir. 
Yapılan çalışmada mikroalgler üzerine üç farklı stres parametresi (karıştırma hızı, ışık şiddeti ve azot kıtlığı) uygulanmış ve maksimum toplam karotenoid miktarı elde edilmek üzere bu parametrelerin optimizasyonu yapılmıştır. Uygulanan istatistiksel analiz yöntemiyle dört mikroalg türü için optimum stres parametreleri bulunmuştur. Optimizasyon modellerinin tümünde regresyon katsayısı (R2>0,90) kabul edilebilir sınırlar içerisinde çıkmıştır. Optimum koşullarda üretilen türlerin toplam karotenoid miktarları; Chlorella vulgaris 23,78 mg/g biyokütle, Ankistrodesmus convolutus 24,13 mg/g biyokütle, Tetraselmis striata 8,59 mg/g biyokütle ve Dunaliella salina 5,51 mg/g biyokütle olarak bulunmuştur. En yüksek toplam karotenoid miktarı A. convolutus için bulunduğundan, bu türle optimum koşullarda panel fotobiyoraktörde üretim yapılmıştır. Üretimin sonunda 4,55 g kuru biyokütle elde edilmiştir. Elde edilen biyokütlenin içinde 20,86 mg/g biyokütle klorofil a, 54,86 mg/g biyokütle klorofil b ve 35,72 mg/g biyokütle toplam karotenoid olduğu hesaplanmıştır.
Reaktörden hasat edilen kuru biyokütlenin ekstraksiyonunu kolaylarştırmak için yapılan farklı hücre parçalama tekniklerinden en verimlisi çelik bilyelerle yapılan parçalama işlemi olmuştur. En verimli parçalama tekniği seçildikten sonra ultrasonik ekstraksiyon ve mikrodalga ekstraksiyonu yapılmış, ekstraktlar HPLC-DAD cihazı ile analiz edilmiştir. Analiz sonucunda ultrasonik ekstraksiyon uygulanan örnekteki toplam karotenoid miktarı 0,98 mg/g biyokütle bulunmuştur.
Bu tez çalışması ile ülkemiz biyoçeşitliliğinden izole edilen yeşil mikroalg türlerinin karotenoid üretimi koşulları belirlenmiş ve profilleri çıkarılmıştır. Buna ek olarak, çalışma daha sonraki akademik çalışmalara yol gösterici olabilecek içeriğe ve özgünlüğe sahip olarak hazırlanmıştır.

Anahtar sözcükler: Chlorophyta, mikroalg, karotenoid, Box-Behnken.

Abstract:
Microalgae have widespread of usage area. These microorganisms are often used for different commercial products such as animal feed, fertilizer, biodiesel, food dyes as well as cosmetics and medicine industry because of their high pharmaceutical potential. The first phase of leveling problem is the determination of optimum cut and fill volumes. In the second phase, the distribution of earth, the amount and the appropriate construction equipment is determined. The reason of using microalgae is produced a large variety of metabolites and contained great concentration of carotenoids. Obtaining from local sources of carotenoids, which have a relatively high selling price and a large market size and their beneficial effects on human health were proved in many studies, is quite important due to productive using of resources and sustainability.
In this study three different stress parameters (mixing speed, light intensity and nitrogen limitation) were applied on the microalgae and these parameters were optimized to get maximum total carotenoid amount. Optimum stress parameters for four microalgae species were determined by the statistical analysis method. The regression coefficient (R2> 0.90) is within acceptable limits for all optimization models. Total carotenoid amounts of species produced in optimum conditions; Chlorella vulgaris 23,78 mg/g biomass, Ankistrodesmus convolutus 24,13 mg/g biomass, Tetraselmis striata 8,59 mg/g biomass ve Dunaliella salina 5,51 mg/g biomass. Since the highest total carotenoid amount was found for A. convolutus, this microalga was produced in a panel photobioreactor under optimum conditions. At the end of the production 4.55 g dry biomass was obtained. It was calculated that 20,86 mg/g biomass chlorophyll a, 54,86 mg/g biomass chlorophyll b and 35,72 mg/g biomass total carotenoid were produced in the biomass.  
The most efficient cell disruption technique made are steel beads to facilitate the extraction of dry biomass harvested from the reactor. Ultrasonic extraction and microwave extraction were performed after the most efficient cell disruption technique was selected. Extracts were analyzed by HPLC-DAD. The total amount of carotenoid in the sample obtained by ultrasonic extraction was 0.98 mg/g biomass.
With this thesis, the conditions of carotenoid production of green microalgae isolated from our country biodiversity have been determined and profiled. In addition, the study has been prepared with the content and authenticity that could lead to further academic work.

Keywords: Chlorophyta, microalgae, carotenoid, Box-Behnken.