Kalsiyum aljinatta immobilize edilmiş Saccharomyces cerevisiade hücreleri ile keçiboynuzu ekstratında etanol üretim şartlarının optimizasyonu

Abstract

Gıda atıklarının ve şeker içeriği yüksek ancak değerlendirilme olanakları kısıtlı olan tarım ürünlerinin biyoteknolojik proseslerde kullanımı son yıllarda artış göstermiştir. Bunun en temel nedeni bu tip kaynakların değerlendirilerek katma değeri yüksek ürünlerin üretilmesi sonucunda ekonomiye önemli düzeylerde katkı sağlanmasıdır. Bu çalışma kapsamında da ülkemizde yeterince kullanım alanına sahip olmayan keçiboynuzu ekstraktında immobilize Saccharomyces cerevisiae hücreleri ile etanol üretiminin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla dört faktörlü Box-Behnken Cevap Yüzey Metodu kullanılmıştır. Denemeler sonucunda verim değerleri göz önüne alındığında Ca-aljinat konsantrasyonu ve immobilize edilen hücre miktarının, üretkenlik oranları göz önüne alındığında ise Ca-aljinat konsantrasyonu, karıştırma ve immobilize edilen hücre miktarının etanol fermantasyonunda istatistiksel olarak (P<0.05) önemli olduğu bulunmuştur. Optimum şartlar ise %2 Ca-aljinat konsantrasyonu, 150 d/d karıştırma hızı, %5 immobilize edilen hücre miktarı ve pH 5.5 olarak belirlenmiş ve gerçekleştirilen doğrulama çalışmaları sonucunda verim, üretkenlik oranı ve şeker kullanım oranları sırasıyla %46.32, 3.19 g/L/sa ve %90.66 olarak belirlenmiştir. Ayrıca çalışma kapsamında immobilize hücrelerin çevrim sayısı belirlenmiş olup verimde azalma olmasına karşın 5 çevrim boyunca boncuklar başarılı bir şekilde kullanılmıştır. Son olarak zenginleştirilmemiş keçiboynuzu ekstraktında optimum şartlarda immobilize hücrelerle pH kontrollü ve kontrolsüz olarak gerçekleştirilen denemeler sonucunda keçiboynuzu ekstraktının doğrudan etanol üretiminde kullanılabileceği ortaya konmuştur.