Yeni izole edilmiş beyaz çürükçül funguslarla katı substrat fermentasyonu koşullarında lakkaz üretimi
Laccase production by newly isolated white rot fungi under solid substrate fermentation conditions
Yazar: FİLİZ BORAN
Danışman: PROF. DR. ÖZFER YEŞİLADA
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Katı substrat fermentasyonu (KSF), doğal substratların kullanıldığı, serbest suyun olmadığı bir işlemdir. Biyoteknolojik süreçlerde alternatif bir metod olan bu fermentasyon işlemi, yüksek aktivite ve daha düşük maliyetli lakkaz üretimi için lignoselülozlu ham maddeleri kullanmaktadır. Organizmalar bu katı substratları hem bağlanma yeri hem de besin olarak kullanmaktadır. Biyolojik süreçlerde lignoselülozlu ham maddelerin kullanımı, çevresel problemlerin çözümüne yardımcı olabilmektedir.
Bu çalışmada, yeni izole edilmiş olan Funalia trogii, Ganoderma lucidum ve Trametes versicolor'ın lakkaz üretimi KSF sürecinde araştırıldı. Farklı faktörlerin (katı substrat, sıcaklık, pH, nem içeriği ve indükleyiciler) lakkaz üretimine etkisi test edildi. Test edilen lignoselülozlu katı substratlar arasından buğday kepeği, lakkaz üretimi için en iyi katı substrat olarak belirlendi. Fungusların lakkaz üretimi üzerine soya unu, ağaç yaprakları, maya özütü ve bakırın etkisi de araştırıldı. Yüksek lakkaz aktivitesi için en iyi ortam, bakır ilave edilmiş buğday kepeği+soya unu ortamıdır. Optimum KSF koşulları, %75 nem içeriği, 30°C ve pH 5-6 dır.
KSF cam tava tipi fermentör kullanılarak da yürütüldü ve en yüksek lakkaz aktiviteleri F.trogii, G.lucidum ve T.versicolor için sırasıyla 22469±2622, 2008±826 ve 2649±810 U/L olarak elde edildi.
Ayrıca, bakır ilave edilmiş olan buğday kepeği+soya unu ortamlarında üretilen F.trogii, G.lucidum ve T.versicolor'dan elde edilen ham lakkazın aktivite ve kararlılığı üzerine pH ve sıcaklığın etkisi test edildi. Bu ham lakkazlar, özellikle pH 2.5-3.5 da yüksek aktivite gösterdi. Yüksek sıcaklıkta da kararlı oldukları gözlendi. 
G.lucidum ham lakkazının Remazol Brilliant Blue R (RBBR) renk giderimi aktivitesi, optimum koşullar altında bu tekstil boyasının rengini (400mg/L) 20 dakikada %61 giderebileceğini gösterdi. 
Sonuçlar, KSF'nin lakkaz üretimi için uygun olduğunu ve optimum koşullar altında bu funguslarla yüksek miktarda lakkaz elde edilebileceğini göstermektedir. En iyi uygulama şartlarını anlamak için ham lakkazların aktivite ve kararlılık profillerini belirlemek önemlidir.
ANAHTAR KELİMELER: Katı substrat fermentasyonu, Funalia trogii, Ganoderma lucidum, Trametes versicolor, lignoselülozlu ham 
maddeler, ham lakkaz, renk giderimi

Abstract:
Solid substrate fermentation (SSF) is a process occurring in the absence of free water, using natural substrates. This fermentation method which is an alternative method for biotechnologic processes uses lignocellulosic raw materials as solid substrates for laccase production with high activity and lower cost. Organisms utilize these solid substrates both as an attachment place and nutrition. Using lignocellulosic raw materials in bioprocesses may help to solve environmental problems.
In this study, laccase production by newly isolated Funalia trogii, Ganoderma lucidum and Trametes versicolor was investigated during SSF process. The effect of different factors (solid substrate, temperature, pH, moisture content and inducers) on laccase production was tested. Among the tested lignocellulosic solid substrates wheat bran was determined the best solid substrate for laccase production. The effect of soy flour, tree leaves, yeast extract and copper on laccase production of fungi was also investigated. Wheat bran+soy flour medium supplemented with copper was the best medium for high laccase production. Optimum SSF conditions were 75% moisture content, 30°C and pH 5-6. 
SSF was also conducted using glass tray fermentor and high laccase activities as 22469±2622, 2008±826 and 2649±810 U/L were obtained for F.trogii, G.lucidum and T.versicolor, respectively. 
The effect of pH and temperature on crude laccase activity and stability, obtained from F.trogii, G.lucidum and T.versicolor grown on copper supplemented wheat bran+soy flour media were also tested. These crude laccases showed high activity especially at pH 2.5-3.5. They gave the highest activity in high temperatures. They were also detected as thermostable at high temperatures. 
Remazol Brilliant Blue R (RBBR) decolorization activity of crude laccase from G.lucidum showed that it could decolorize this textile dye (400 mg/L) as 61% within 20 minutes under optimal conditions. 
Results showed that, SSF has a potential for the laccase production and high amount of laccases could be obtained by these fungi under optimum conditions. It is important to determine the activity and stability profiles of these crude laccases for understanding the best application conditions.
KEYWORDS: Solid substrate fermentation, Funalia trogii, Ganoderma lucidum, Trametes versicolor, lignocellulosic raw materials, crude laccase, dye decolorization