Saccharomyces cerevisia invertazın karboksillenmiş çok duvarlı karbon nanotüpler üzerine immobilizasyonu

Abstract

Endüstriyel bir enzim olan invertaz, sükrozun hidrolizini katalize eden bir glikoproteindir ve gıda sanayisinde invert şeker üretiminde kullanılmaktadır. 1:1 oranında glukoz ve fruktoz karışımından oluşan invert şeker, granüler sükrozdan daha tatlı ve daha çözünür olmasından dolayı gıda sanayisinde önemli bir bileşendir. Özellikle şeker üreticilerinin yüksek viskoziteli solüsyonlarda şekerin kristalleşmesini geciktirmek amacıyla kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, Saccharomyces cerevisiae invertazın immobilizasyonu, ticari immobilizasyon martiksi olan karboksillenmiş çok duvarlı karbon nanotüp üzerine adsorpsiyon yöntemiyle gerçekleştirildi. İmmobilizasyon koşulları optimize edilerek, % 100 immobilizasyon verimi ve % 177.69 aktivite verimi elde edildi. Enzimin optimum pH'ı (4.5) ve optimum sıcaklığı (55°C) immobilizasyon sonrasında değişmemiştir. Ayrıca serbest ve immobilize enzim için kinetik sabitleri Linereaver-Burk grafiği kullanılarak belirlendi. Substrat olarak sükroz kullanıldığında serbest ve immobilize enzim için Km değerleri sırasıyla 215.5 mM ve 140.9 mM olarak hesaplanırken, Vmax değerleri ise sırasıyla 0.0339 µmol/mg.dk ve 0.0481 µmol/mg.dk olarak hesaplandı. İmmobilize enzim, peş peşe tekrarlanan yirmi kullanım sırasında ve yirmi günlük depolama sırasında, başlangıç aktivitesini kaybetmemiştir. 150 rpm çalkalama hızındaki bir orbital çalkalayıcılı ve ısıtmalı bir inkübatörde, optimum koşullarda (pH 4.5 and 55 °C), immobilize enzim kullanılarak sükrozun hidrolizi 6 saat boyunca izlendiğinde, hidrolizin 4 saatte tamamlandığı anlaşıldı. Sonuç olarak, bu tez çalışmasında elde edilen karboksillenmiş çok duvarlı karbon nanotüp üzerine immobilize Saccharomyces cerevisiae invertazın, invert şekerin endüstriyel üretiminde kullanılabileceği söylenebilir.

The invertase, an industrial enzyme, is a glycoprotein that catalyzes the hydrolysis of sucrose and is used in the production of invert sugar in the food industry. Invert sugar, consisting of 1: 1 mixture of glucose and fructose, is more sweet and soluble than sucrose and is an important component in the food industry. It is especially used for the purpose inhibite the crystallization of sugar in high viscosity solutions of sugar based products.In this study, the immobilization of Saccharomyces cerevisiae invertase was carried out by adsorption method on the carboxylated multi-walled carbon nanotube, which is a commercial immobilization matrix. By optimizing the immobilization conditions, 100% immobilization efficiency and 177.69% efficiency were obtained. The optimum pH (4.5) and optimum temperature (55 ° C) of the enzyme did not change after immobilization. In addition, kinetic constants for free and immobilized enzyme were determined using Linereaver-Burk graph. When sucrose was used as the substrate, the Km values for the free and immobilized enzyme were calculated as 215.5 mM and 140.9 mM, respectively, while the Vmax values were 0.0339 µmol / mg.min. and 0.0481 µmol / mg.min. The immobilized enzyme did not lose its initial activity during repeated use and also during twenty days of storage. When the hydrolysis of sucrose was monitored for 6 hours using the immobilized enzyme at optimum conditions (pH 4.5 and 55 ° C) with an orbital shaker and heated incubator at a shaking rate of 150 rpm, the hydrolysis was completed in 4 hours.In conclusion, it can be said that Saccharomyces cerevisiae invertase immobilized on the carboxylated multilevel carbon nanotube obtained in this thesis study can be used in the industrial production of invert sugar.