Bazı bitki atıklarından katı faz fermantasyon (SSF) tekniği ile ekstraselüler enzim üretimi

Abstract

SSF (Katı Faz Fermantasyonu) son yıllarda enzim üretiminde sıkça kullanılan bir tekniktir. Biyoteknolojide enzimlerin kullanım alanları gittikçe artmaktadır. Bu enzimlerin en önemlilerinden olan amilaz ve proteaz enzimleri deterjan, gıda, tekstil, kâğıt endüstrisi gibi alanlarda kullanılmaktadır.Bu çalışmada Van Gölü kıyısından izole edilen Bacillus licheniformis bakterisinin amilaz ve proteaz enzim üretimi üzerine çeşitli parametrelerin etkisi incelendi.Pirinç kabuğu, buğday kepeği, mercimek kabuğu, elma kabuğu, muz kabuğu, küspelik mısır, darı ve pamuk parçaları katı substrat olarak kullanılarak amilaz ve proteaz üretimi ve aktivitelerine bakıldı.Çalışmamızda amilaz ve proteaz enzimi için en uygun substrat olarak pirinç kabuğu seçildi. SSF tekniği ile Bacillus licheniformis pirinç kabuğunu substrat olarak kullanarak değişik inkübasyon sürelerinde amilaz ve proteaz aktiviteleri ölçüldü. Amilaz için optimum inkübasyon süresi 24. saat, proteaz için ise 48. saat olarak belirlendi. Optimum aktivite pH'sı amilaz için 6,0, proteaz için 8,5 olarak belirlendi. Aktivite sıcaklığı amilaz için 40ºC, proteaz için 45ºC olarak belirlendi. İnokülüm hacminin enzim aktivitesine etkisini belirlemek için yapılan çalışmada amilaz için 2 ml, proteaz, için 3 ml olarak belirlendi. Ekstraksiyon ortamının etkisini araştırmak için yapılan çalışmada bütün sonuçlar kontrolden daha düşük tespit edildi. Enzim aktivitesi üzerine azot ve karbon kaynaklarının etkisini araştırmak için yapılan çalışmada, amilaz için %1 amonyum sülfat ve %2 nişastalı ortamda, proteaz için %1 bacto casamino asit ve %1 maltoz bulunan ortamda maksimum aktivite elde edilmiştir. Kepek miktarı ve kepek karışım oranlarının etkisinin incelenmesi için yapılan çalışmada, amilaz için %30 kepek (%20 pirinç kabuğu+%10 buğday kepeği), proteaz için %30 kepek (%15 pirinç kabuğu+%15 buğday kepeği) bulunan ortamda yüksek aktiviteye sahip olduğu belirlendi.

Recently, SSF (Solid-State Fermentation) have usually been used for enzymes production by using various agricultural vaste. The usages of enzymes in biotechnology have become important. Among of these enzymes amylase and protease are used in industry such as detergent, food, textil and paper.Bacillus licheniformis which was isolated from near the Van Lake used to investigate the effect of various parameters on enzyme produciton. Different substrates such as rice husk, wheat bran, lentil husk, apple waste, banana waste, corn, maize, cotton waste were used in SSF for ? -amylase and protease production.Rice husk is the most convenient to production of amylase and protease. ? -amylase and protease activity has been determinated at different incubation time by using Bacillus licheniformis as microorganisms and rice husk as substrate in SSF process. The appropriate incubation time has been found as 24. hours for amylase and 48. hours for protease. Optimum pH was found to be 6.0 for amylase and 8.5 for protease. Optimum temperature was found to be 40ºC for amylase and 45ºC for protease. The effect of inoculume volume was used 2 ml for amylase and 3 ml for protease. The effect of extraction medium was found to be lower than control on amylase and protease. The effect of carbon and nitrogen sources on amylase activity were observed the highest with %1 Ammonium sulfat, %2 starch and for protease with %1 bacto casamino acid, %1 maltose. The effect amount of solid substrate and mixed solid substrate on highest amylase and protease activity was investigated. The highest amylase activity was observed at %30 mixed substrate (%20 rice husk and %10 wheat brean) and for protease %30 (%15 rice husk and %15 wheat brean).