Lokal olarak izole edilen funguslarla kitin ve kitosan üretimi
Production of chitin and chitosan by locally isolated fungi
Yazar: FATİH KAYAR
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN ÖZKAN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Amaç: Mevcut çalışma lokal olarak izole edilen küflerden kitin üretmek, üretilen kitini kitosana dönüştürmek ve hazırlanan kitosanın biyolojik aktivitelerini (antimikrobiyal, antioksidan) belirlemek için gerçekleştirildi.
Yöntem: Farklı çevrelerden toplanan toprak örnekleri dilüsyon metodu ile dilüe edildi ve hazırlanan dilüsyon örnekleri daha sonra melas bazlı agar besiyeri içeren petriler üzerine transfer edildi. Petriler 25°C'de 6 gün süreyle inkübe edildi. Gelişen küf izolatları alt kültüre alındı ve saflaştırıldı. İzolatlar kitin içerikleri bakımından tarandı ve en yüksek kitin içerikli izolat seçildi. Seçilen izolat 18S rRNA analizine göre teşhis edildi. En üretken izolattan kitin üretimini arttırmak için bazı kültür parametreleri (melas konsantrasyonu, pH, sıcaklık ve inkübasyon süresi) optimize edildi. İzolattan ekstrakte edilen kitin, deasetilasyon prosesi ile (sıcak su banyosunda %50 (w/v) NaOH ile 100 ˚C'de, 2 saat süreyle) kitosana dönüştürüldü. Hazırlanan kitosanın fonksiyonel grup analizi Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) kullanılarak gerçekleştirildi. Hazırlanan kitosanın antimikrobiyal ve antioksidan aktiviteleri sırasıyla disk difüzyon yöntemi ve DPPH· metodu kullanılarak analiz edildi.
Bulgular: Bu tez çalışmasında 35 küf farklı toprak örneklerinden izole edildi ve en yüksek kitin içerikli izolatın TZ18 kodlu izolat olduğu belirlendi. İzolat TZ18, Penicillium crustosum olarak teşhis edildi. Bu izolattan kitin üretimi için optimum pH, melas konsantrasyonu, sıcaklık ve inkübasyon süresi sırasıyla 6, 120 g/l, 25°C ve 5 gün olarak belirlendi. Optimal koşullar altında üretilen Penicillium crustosum TZ18 biyomasının kitin içeriği %26,4 olarak belirlendi. TZ18 Penicillium Kitosanının (PK) ve Ticari Kitosanın (TK) deasetilasyon dereceleri sırasıyla %78,3 ve 76,9 olduğu bulundu. TK'ya kıyasla PK'nın E. coli ve S. aureus bakterilerine karşı daha yüksek antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu bulundu. TK'nın aksine PK, DPPH· giderme aktivitesi göstermedi.
Sonuç: Mevcut çalışmada ticari kitosana kıyasla Penicillium crustosum kitininden hazırlanan kitosanın daha yüksek antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu gösterildi. Penicillium crustosum ile kitin ve kitosanın üretimi ve hazırlanan kitosanın biyolojik aktivitesi ilk kez mevcut çalışmada test edildi.

Anahtar Kelimeler: Kitin, Kitosan, Melas, Penicillium crustosum, Antimikrobiyal, Antioksidan

Abstract:
Purpose: The present study was performed to produce chitin from locally isolated molds, to convert the produced chitin into chitosan and to determine the biological activities (antimicrobial and antioxidant) of the prepared chitosan.
Method: Soil samples collected from different environments were diluted by dilution method and the prepared dilution samples were then transferred on petri dishes containing molasses-based agar medium. The petri dishes were incubated at 25 °C and 6 days. The developed mold isolates were subcultured and purified. The isolates were screened in terms of their contents and the isolate with the highest chitin content was selected. The selected isolate was identified according to 18S rRNA analysis. Some culture parameters (molasses concentration, pH, temperature and incubation time) were optimized to increase the chitin production from the most productive isolate. Chitin extracted from the isolate was converted into chitosan by the deacetylation process (2 hours at 100 °C with 50% NaOH in a hot water bath). Functional group analysis of the prepared chitosan was performed using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). Antimicrobial and antioxidant activities of prepared chitosan were analyzed using Disk diffusion method and DPPH· method, respectively.
Findings: In this thesis study, 35 molds were isolated from different soil samples and it was determined that the isolate with the highest chitin content was the isolate coded TZ18. The isolate TZ18 was identified as Penicillium crustosum. Optimum pH, molasses concentration, temperature and incubation time for chitin production from this iolate were determined as 6, 120 g/l, 25 ° C and 5 days, respectively. The chitin content of P. crustosum TZ18 biomass which was produced under optimal conditions was determined as 26.4%. Deacetylation degrees of P. crustosum TZ18 chitosan (PC) and commercial chitosan (CC) were found to be 78.3 and 76.9%, respectively. Compared to CC, PC was found to have higher antimicrobial activity against E. coli and S. aureus bacteria. In contrast to CC, PC did not show DPPH· scavenging activity.
Results: In the present study, it was shown that chitosan prepared from Penicillium crustosum chitin had higher antimicrobial activity compared to commercial chitosan. The production of chitin and chitosan by Penicillium crustosum and the biological activity of the prepared chitosan were tested for the first time in the present study. 

Key Words: Chitin, Chitosan, Molasses, Penicillium crustosum, Antimicrobial, Antioxidant