Katı Hal Fermantasyonu Kullanılarak Streptomyces sp. M127-1’den Elde Edilen Termotolerant Selülazın Yanıt Yüzeyi Metodolojisi ile Optimizasyonu
Optimization of Thermotolerant Cellulase from Streptomyces sp. M127-1 with Response Surface Methodology using Solid-State Fermentation
Yazar: Binek, Muzaffer; Hameş, Elif Esin
Dergi: Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Vol. 24 No. 1, 2023
Anahtar kelimeler: Bioengineering (Other) ; Biyomühendislik (Diğer) ; Selülaz,Streptomyces,Kompostlama,Katı hal fermentasyonu,Yanıt yüzey metodolojisi ; Cellulose,Streptomyces,Composting,Solid state fermentation,Response surface methodology

Çalışma, kompostlamada kullanılabilecek selülazın aktinomiset izolatından katı hal fermantasyon yöntemiyle Yanıt Yüzeyi Metodolojisi (RSM) kullanılarak optimizasyonunu ve enzimin kısmi karakterizasyonunu amaçlamaktadır. Selülaz üreticisi olduğu belirlenmiş 5 izolat (M127-1, M127-2B, 1M1, M45-1 ve M6c-1) katı hal fermantasyonu ile selülaz üretimi açısından değerlendirilmiş ve izolat M127-1 ileri çalışmalar için seçilmiştir. Katı substrat seçimi için farklı substratların (talaş, malt çimi, soya unu ve buğday kepeği) kombinasyonları ile hazırlanan ortamlarda izolat M127-1 ile katı hal fermantasyonu gerçekleştirilmiş ve en iyi enzim aktivitesinin buğday kepeği-malt çimi (BM) (0,704 U/ml) ortamında olduğu belirlenmiştir. Ardından BM ortamı kullanılarak selülaz üretim optimizasyonu için nem, aşı miktarı ve inkübasyon süresi merkezi kompozit tasarımı kullanılarak optimize edilmiştir. Optimum selülaz üretim koşulları % 79,93 nem, 8,58 gün inkübasyon süresi ve 8,38 (v/w) aşı miktarı olarak belirlenmiş ve enzim aktivitesinin 1,8 kat arttığı görülmüştür. Enzimin optimum pH’sı 6 ve optimum sıcaklığı 60C olarak belirlenmiştir. 16SrDNA dizi analizi ile izolat, Streptomyces sp. M127-1 olarak tanımlanmıştır. Sonuç olarak yüksek sıcaklıkta aktif selülazın uygun maliyetli substratlar kullanılarak katı hal fermantasyonu ile Streptomyces sp. M127-1’den istatistiksel üretim optimizasyonu gerçekleştirilmiştir.

The study aims to optimise cellulase that can be used in composting from actinomycete isolate using the solid-state fermentation method with Response Surface Methodology and its partial characterisation. Five isolates (M127-1, M127-2B, 1M1, M45-1 and M6c-1) were previously determined to be candidate cellulase producers, were investigated for cellulase production by solid-state fermentation, and isolate M127-1 was selected for further studies. For solid substrate selection, solid-state fermentation was performed by isolate M127-1 in media-prepared combinations of different solid substrates (sawdust, soy flour, malt grass and wheat bran), and the highest enzyme activity was found to be wheat bran-malt grass (BM) medium (0.704 U/ml). Then, moisture, inoculum size, and incubation time were optimised with the central composite design for cellulase optimisation using BM medium. Optimum cellulase production conditions were determined as 79.93% moisture, 8.58 days incubation time and 8.38 (v/w) inoculum size, and it was observed that the enzyme activity increased by 1.8 times. The optimum pH of the enzyme was 6, and its temperature was 60C. The isolate was identified as Streptomyces sp. M127-1 by 16SrDNA sequence analysis. In conclusion, the thermotolerant cellulase production at high temperatures was optimised from Streptomyces sp. M127-1 through solid-state fermentation using cost-effective substrates.