dc.contributor.advisor | Özbaş, Zekiye Yeşim | |
dc.contributor.advisor | Bozdemir, Melek Tijen | |
dc.contributor.author | Müjdeci, Gamze Nur | |
dc.date.accessioned | 2020-06-16T12:44:11Z | |
dc.date.issued | 2019-12 | |
dc.date.submitted | 2019-12-17 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/22348 | |
dc.description.abstract | In this thesis, the effects of various fermentation parameters on the pullulan production
of Aureobasidium pullulans AZ-6 strain were investigated. Fermentation experiments in
the study were carried out in the batch system, in shaking water baths whose temperature
and shaking speed could be controlled. In order to determine the strain to be used in the
study, pullulan production of seven A. pullulans strains were compared and local A.
pullulans AZ-6 strain which produced pullulan at higher concentration (17.56 g/L) was
selected for the experiments. When the effects of different carbon sources used in
fermentation medium on pullulan production of A. pullulans AZ-6 strain were examined,
it was found that sucrose yielded higher pullulan production (15.66 g/L) among glucose,
fructose, sucrose, galactose and maltose. In the experiments conducted for determining
the nitrogen source that best supports the pullulan production of A. pullulans AZ-6 strain,
in the fermentation medium, when as organic nitrogen sources; urea, yeast extract and
pepton, as inorganic nitrogen sources; (NH4)2SO4, NaNO3, and NH4Cl were used,
maximum pullulan concentration (18.61 g/L) was obtained in the medium in which
pepton and (NH4)2SO4 were used together.
Later in this study, the optimization of pullulan production with A. pullulans AZ-6 was
performed using the response surface methodology. In this scope, an experimental design
plan consisting of 30 experimental points with six replicates in the center was created by
using the central composite rotatable design method in the software. In this design, while
the initial sucrose and peptone concentrations of the fermentation medium, the initial pH
and temperature of the fermentation medium were selected as independent variables; the
maximum exopolysaccharide (EPS) and pullulan concentrations, the specific growth rate
of A. pullulans AZ-6, the maximum specific pullulan formation rate and pullulan yield
were selected as dependent variables. After the experiments carried out according to the
conditions in the design, model equations showing the effects of independent variables
on dependent variables were derived by applying multiple regression analysis on obtained
results with the help of the software, and the consistency of these equations were
evaluated by variance (ANOVA) analysis. Optimization was performed with the
desirability function in the software numerically. The conditions where the value of
desirability function was 0.977, the initial sucrose and peptone concentrations and the pH
of the fermentation medium were 100 g/L, 11.305 g/L and 6.481, respectively and the
temperature was 24.2°C were determined as optimum among the 100 solutions computed
by the software. In the experiments carried out under these conditions, maximum EPS
and pullulan concentrations, specific growth rate, maximum specific pullulan formation
rate and pullulan yield were obtained as; 36.95 and 35.47 g/L, 0.064 h-1
, 0.036 [g
pullulan/(g mo.h)], and 54.48%, respectively and optimum conditions were confirmed at
95% confidence level.
In the thesis research, the effects of using various preprocessed natural substrate sources
directly as a fermentation medium or as the main component of fermentation medium on
the pullulan production of A. pullulans AZ-6 strain were also investigated. In the
experiments where whey, molasses, grape pulp, sugar beet pulp, melon, watermelon,
onion and carrot peels and sweet potato were used as natural substrate sources; maximum
pullulan production was obtained when sweet potato extract (37.62 g/L) and molasses
solution (18.67 g/L) was used as fermentation medium directly.
In this thesis, the effects of UV mutation application on the pullulan production of A.
pullulans AZ-6 were also investigated. In these experiments, it was found that the maximum pullulan concentrations (30.84-35.66 g/L) produced by 13 possible mutant
strains were very close to each other and the maximum pullulan concentrations produced
by these strains were very similar to those of A. pullulans AZ-6’s production under the
same conditions.
In the thesis research, in molecular structure analyzes performed by FT-IR spectrometer,
it was determined that spectra of EPS produced by A. pullulans AZ-6 strain contained
characteristic peaks for pullulan. When the molecular weights of some EPS samples
obtained in the study were calculated, it was found that; these values vary in the range of
0.49x107
-3.30x107
. | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Aureobasidium pullulans | tr_TR |
dc.subject | Pullulan | |
dc.subject | Ekzopolisakkarit | |
dc.subject | Fermantasyon | |
dc.subject | Yanıt yüzey yöntemi | |
dc.title | Aureobasidium Pullulans İle Pullulan Üretimine Etki Eden Çeşitli Parametrelerin İncelenmesi | tr_TR |
dc.title.alternative | Investıgatıon of Varıous Parameters Affectıng on Pullulan Productıon By Aureobasidium Pullulans | |
dc.type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Bu tez çalışmasında, çeşitli fermantasyon parametrelerinin Aureobasidium pullulans AZ6 suşunun, pullulan üretimine etkileri araştırılmıştır. Çalışmadaki fermantasyon
deneyleri, kesikli sistemde; sıcaklığı ve çalkalama hızı kontrol edilebilen çalkalamalı su
banyolarında gerçekleştirilmiştir. Araştırmada kullanılacak olan suşun belirlenebilmesi
amacıyla, yedi A. pullulans suşunun pullulan üretimleri karşılaştırılmış ve daha yüksek
derişimde (17.56 g/L) pullulan ürettiği belirlenen; yerel A. pullulans AZ-6 suşu deneyler
için seçilmiştir. Fermantasyon ortamında kullanılan farklı karbon kaynaklarının, A.
pullulans AZ-6’nın pullulan üretimine etkileri incelendiğinde, denenen glukoz, fruktoz,
sakkaroz, galaktoz ve maltoz içerisinden sakkarozun daha yüksek pullulan üretimini
(15.66 g/L) sağladığı bulunmuştur. A. pullulans AZ-6 suşunun pullulan üretimini en iyi
destekleyen azot kaynağının belirlenebilmesi için gerçekleştirilen deneylerde,
fermantasyon ortamında, organik azot kaynakları olarak; üre, maya özütü, pepton,
inorganik azot kaynakları olarak ise; (NH4)2SO4, NaNO3 ve NH4Cl kullanıldığında,
maksimum pullulan derişimi (18.61 g/L); pepton ve (NH4)2SO4’ın birlikte kullanıldığı
ortamda elde edilmiştir.
Bu çalışmada daha sonra, yanıt yüzey yöntemi kullanılarak A. pullulans AZ-6 suşuyla
pullulan üretiminin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, kullanılan
programdaki dönüşümlü merkezi karma tasarım yöntemiyle, merkezde 6 tekrarlı, toplam
30 deneysel noktadan oluşan bir deney tasarım planı oluşturulmuştur. Tasarımda,
bağımsız değişkenler olarak; fermantasyon ortamının başlangıç sakkaroz ve pepton
derişimleri, fermantasyon ortamının başlangıç pH’ı ve sıcaklık seçilirken, bağımlı
değişkenler olarak; maksimum ekzopolisakkarit (EPS) ve pullulan derişimleri, A.
pullulans AZ-6’nın özgül üreme hızı, maksimum özgül pullulan üretim hızı ve pullulan
verimi seçilmiştir. Tasarım planındaki koşullara göre gerçekleştirilen deneylerden sonra,
elde edilen sonuçlara, program yardımıyla çoklu regresyon analizi uygulanarak, bağımsız
değişkenlerin, bağımlı değişkenler üzerindeki etkilerini gösteren model eşitlikler
türetilmiş ve bu eşitliklerin uygunlukları, varyans (ANOVA) analiziyle
değerlendirilmiştir. Optimizasyon, programdaki; istenilen hedefe ulaşma fonksiyonuyla,
nümerik olarak gerçekleştirilmiştir. Program tarafından üretilen 100 çözümden, istenilen
hedefe ulaşma fonksiyonu değerinin; 0.977, fermantasyon ortamının başlangıç sakkaroz
ve pepton derişimleri ile pH’ının sırasıyla; 100 g/L, 11.305 g/L ve 6.481, sıcaklığın ise,
24.2°C olduğu koşullar, optimum olarak belirlenmiştir. Bu koşullarda gerçekleştirilen
deneylerde maksimum EPS ve pullulan derişimleri, özgül üreme hızı, maksimum özgül
pullulan üretim hızı ve pullulan verimi sırasıyla; 36.95 ve 35.47 g/L, 0.064 sa-1
, 0.036 [g
pullulan/(g mo.sa)] ve %54.48 olarak elde edilmiş ve optimum koşullar; %95 güven
düzeyinde doğrulanmışlardır.
Tez araştırmasında, çeşitli doğal substrat kaynaklarının; ön işlemlerden geçirildikten
sonra, doğrudan fermantasyon ortamı veya fermantasyon ortamı temel bileşeni olarak
kullanılmalarının, A. pullulans AZ-6 suşunun, pullulan üretimine etkileri de
araştırılmıştır. Doğal substrat kaynakları olarak; peyniraltı suyu, melas, üzüm posası,
şeker pancarı küspesi, kavun, karpuz, soğan ve havuç kabukları ile tatlı patatesin
kullanıldıkları deneylerde, maksimum pullulan üretimleri; tatlı patates özütü (37.62 g/L)
ve melas çözeltisi (18.67 g/L) doğrudan fermantasyon ortamı olarak kullanıldığında
gerçekleşmiştir.
Bu tez çalışmasında UV mutasyonu uygulamasının, A. pullulans AZ-6 suşunun pullulan
üretimine etkileri de incelenmiştir. Bu deneylerde elde edilen; 13 olası mutant suşun
ürettikleri maksimum pullulan derişimlerinin (30.84-35.66 g/L) birbirlerine oldukça
yakın oldukları ve bu suşlar tarafından üretilen maksimum pullulan derişimlerinin aynı
koşullarda, A. pullulans AZ-6’nın ürettiğine oldukça benzer olduğu saptamıştır.
Tez araştırmasında, EPS örneklerinin, FT-IR spektrometresiyle gerçekleştirilen
moleküler yapı analizlerinde, A. pullulans AZ-6 suşu tarafından üretilen EPS’ye ait
spektrumların, pullulan için karakteristik pikler içerdiği belirlenmiştir. Çalışmada elde
edilen bazı EPS örneklerinin molekül ağırlıkları hesaplandığında ise, bu değerlerin;
0.49x107
-3.30x107
aralığında değiştikleri bulunmuştur. | tr_TR |
dc.contributor.department | Gıda Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2020-06-16T12:44:11Z | |
dc.funding | Bilimsel Araştırma Projeleri KB | tr_TR |