Pectinex ultra SP-L`nin immobilizasyonu ve prebiyotik üretiminde kullanımı
Immobilization of pectinex ultra SP-L and using in production of prebiotics
Yazar: YAKUP ASLAN
Danışman: DOÇ. DR. AZİZ TANRISEVEN
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2005
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
ÖZET Bu çalışmada ticari bir enzim karışımı olan Pectinex Ultra SP-L, ticari immobilizasyon matriksleri olan Eupergit C ve kalsiyum alginat kapsülü ile immobilize edilerek fruktooligosakkarit, galaktooligosakkarit, laktozsuz süt ve glukoz üretiminde kullanıldı. Aspergillus aculeatus 'tan elde edilen Pectinex Ultra SP-L, endüstriyel olarak meyve sularındaki pektini parçalamak için yaygın olarak kullanılan ticari bir enzim karışımıdır. Karışımda, pektini parçalayan pektinazın yanında, poligalakturonaz, ksilanaz, fruktoziltransferaz ve p-galaktozidaz da vardır. Çalışma üç bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, Pectinex Ultra SP-L rruktoziltransferaz Eupergit C üzerine % 96 aktivite verimi ile immobilize edilerek, fruktooligosakkarit üretiminde kullanıldı. immobilizasyon, enzimin optimum pH ve sıcaklığını değiştirmedi. Immobilize enzim +4 °C'de fosfat tampon çözeltide (25 mM, pH 5.5) saklandığında, 20 gün süresince aktivitesini korudu. Eupergit C üzerine immobilize enzim kullanılarak kesikli sistemde fruktooligosakkarit üretildiğinde serbest enzime göre ürün bileşimi değişmedi. İkinci olarak, Eupergit C üzerine immobilize edilen enzim sürekli sistemde kullanıldığında, seçici olarak 1-kestoz elde edildi. Üçüncü olarak, Eupergit C üzerine immobilize enzim kalsiyum aljinat kapsüllerinde hapsedilerek fruktooligosakkarit üretiminde kullanıldığında, fruktofuranozil nistoz oluşmazken serbest enzimden daha fazla 1-kestoz ve nistoz elde edildi. İkinci bölümde Pectinex Ultra SP-L p-galaktozidaz Eupergit C üzerine % 124 aktivite verimi ile immobilize edilerek, galaktooligosakkarit ve laktozsuz süt üretiminde kullanıldı. immobilizasyon, enzimin optimum pH ve sıcaklığınıdeğiştirmedi. Immobilize enzim +4 °C'de fosfat tampon çözeltide (25 mM, pH 4.5) saklandığında, 20 gün süresince aktivitesini korudu. Laktozdan galaktooligosakkarit üretiminde, immobilize enzim kullanılarak serbest enzimden % 24 oranında daha fazla 6'-galaktozil laktoz elde edildi. İkinci olarak, immobilize enzim ile sürekli sistemde çiğ inek sütündeki laktozun % 98'i hidroliz edilerek laktozsuz süt üretildi. Son bölümde, ilk olarak Pectinex Ultra SP-L karışımının glukoamilaz aktivitesinin de olduğu bulundu. Pectinex Ultra SP-L glukoamilaz, Eupergit C üzerine % 95 aktivite verimi ile immobilize edildi. Immobilize enzim kullanılarak maltodekstrinden % 100 verimle glukoz elde edildi. İmmobilizasyon, enzimin optimum pH ve sıcaklığını değiştirmedi. Immobilize enzim +4 °C'de fosfat tampon çözeltide (25 mM, pH 5.0) saklandığında, 20 gün süresince aktivitesini korudu. Sonuç olarak bu çalışmada, immobilize Pectinex Ultra SP-L fruktoziltransferaz, p-galaktozidaz ve glukoamilazın ticari önemi olan fruktooligosakkarit, galaktooligosakkarit, laktozsuz süt ve glukozun endüstriyel üretimlerinde kullanılabilme potansiyeline sahip oldukları bulundu.

Abstract:
SUMMARY Pectinex Ultra SP-L, a commercial enzyme preparation, was covalently immobilized and used for production of fructooligosaccharides, galactooligosaccharides, lactose free milk and glucose. Pectinex Ultra SP-L, produced by Aspergillus aculeatus, has been used for hydrolysis of pectins in the food industry. In addition to pectinase, Pectinex Ultra SP-L has such enzymes as polygalacturonase, fructosyltransferase and p-galactosidase. This work is composed of three chapters. In the first chapter, Pectinex Ultra SP-L fructosyltransferase was covalently immobilized onto Eupergit-C and used for production of fructooligosaccharides. Immobilization resulted in 96 % activity yield. Optimum pH and temperatures were not affected by immobilization. Immobilized enzyme retained its activity for 20 days without any decrease when stored at 4 °C. Product composition was not affected by immobilization using Eupergit C in the batch system, but 1-kestose was selectively produced in continious system. When the Eupergit-C immobilized enzyme was encapsulated within calcium alginate capsules, 1-kestose and nystose but fructofuranosyl nystose were produced in the batch system. In the second chapter, Pectinex Ultra SP-L p-galactosidase was immobilized onto Eupergit-C and used for the production of galactooligosaccharides from lactose and lactose free milk. Immobilization resulted in 124 % activity yield. Optimum pH and temperatures were not affected by immobilization. Immobilized enzyme retained its activity for 20 days without any decrease when stored at 4 °C. Immobilized enzyme produced 24% more 6'-galactosyl lactose than soluble enzyme. In the continious system, 98 % of milk lactose was hydrolyzed using immobilized enzyme. *In the last chapter, Pectinex Ultra SP-L glucoamylase was immobilized and used for production of glucose from maltodextrin. Immobilization resulted in 95% activity yield. Optimum pH and temperatures were not affected by immobilization. Immobilized enzyme retained its activity for 20 days without any decrease when stored at 4 °C. Glucose was produced with 100 % yield from maltodextrins by using immobilized enzyme in the batch system. It was found that the immobilized Pectinex Ultra SP-L has the potential to be used for the industrial production of fructooligosaccharides, galactooligosaccharides, glucose and lactose free milk.