Katı faz fermantasyon tekniği ile termotoleran Bacillus coagulanstan ekstraselüler lipaz enzimi üretimi

Abstract

VI ÖZET Biyoteknolojide enzimlerin kullanımı günümüzde giderek önem kazanmaktadır. Bu enzim gruplarından biri de lipazlardır. Bu enzimler yağların modifikasyonunda geniş bir kullanım alanına sahiptirler. İlaç sanayinde (sindirim enzimleri, gliseridleri hidrolizleyen enzimler) ve temizleyicilerde (deterjan katkı maddesi) sık sık kullanılmaktadırlar. Lipazların SSF tekniği ile üretilmeleri son yıllarda büyük bir ticari önem taşımaktadır. Bu amaçla SSF tekniği ile lipaz enzimi üretiminin incelendiği bu çalışmada Bacillus coagularıs biyolojik materyal olarak kullanılmıştır. Hangi substrat ortamında daha iyi lipaz üretildiğini tespit etmek için kavun, karpuz, pirinç, muz, mercimek kabuğu ve buğday kepeği substrat olarak kullanıldı. Enzim üretimi açısından kavun kabuğu en iyi substrat olarak seçildi (78.100 Ug`1). Enzim karakterizasyonuna yönelik daha sonraki çalışmalarda da substrat olarak kullanıldı. Enzim için uygun inkübasyon süresini, optimum pH ve optimum sıcaklığı belirlemek için yapılan deneylerde uygun inkübasyon süresi 24. saat, optimum pH: 7.0, optimum sıcaklık 37 °C olarak bulundu. Lipaz enzimi üretimi üzerine farklı yağların etkisini incelemek için zeytinyağı, mısıryağı, ayçiçekyağı, soya yağı ve tribütirin içeren kepekli ortamda bakteri üretildi. En iyi aktivitenin % 1 zeytinyağı içeren kepekli ortam ile elde edildiği görüldü. Enzim aktivitesi üzerine uygun zeytin yağı derişimini belirlemek için farklı yağ derişimlerinde (% 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7) hazırlanan besi yerinde bakteri üretildi. En iyi zeytin yağı derişiminin % 2 olduğu tespit edildi. Daha sonraki aşamalarda bu derişim kullanılarak enzim üretimi üzerine sodyum dodesil sülfat (SDS), Triton X-100, gum arabik, polietüenglikol gibi surfaktantların ve farklı karbon ve azot kaynaklarının etkisi incelendi. Yapılan deneyler sonucu sırasıyla SDS, nişasta, maltoz ve NH4NO3 ile maksimum aktivite elde edildi. Metal iyonlarının enzim üretimi üzerine etkisi incelendiğinde, Ca+2 iyonlarının enzimi %105 aktive, Mn+2 ve Ni+2' nin ise enzimi sırasıyla % 32 ve % 26 düzeyinde inhibe ettiği belirlendi. Anahtar kelime: Bacillus coagulans, SSF, lipaz üretimi

vıı SUMMARY Use of enzymes has been attracted considerable interested in biotechnological areas. One of these group of enzymes is lipases. These type of enzymes are widely used in fat modifications, drug industry (digest enzymes), clinical areas (hydrolyzing the glycerides) and as cleaner (detergent additives). Lipase production with SSF technique is the subject of recent extensive investigation since this technique is become a commercially important process. For this reason, our project aims to produce lipase with SSF technique by using Bacillus coagulans as a biological material. Melon, water melon and banane waste, rice and lentil husk and wheat bran were used as substrate to determine the best substrate. Melon waste was found to be the best substrate for the production of enzyme (78.100 Ug`1) and therefore, used as a substrate for further studies. Appropriate incubation time, optimum temperature and optimum pH were found 24 h, 37 °C and pH: 7.0 respectively, for the enzyme. To investigate the effect of various oils on lipase production, bacteria was produced in growth medium which obtained from olive oil, sunflower oil, corn oil, soya oil and tributyrin. Olive oil (1 %) gave the best result. Bacteria was produced in growth medium which containing different olive oil concentrations (1; 2; 3; 4; 5; 6; 7 %) for the effect of olive oil concetration on enzyme activity. Appropriate olive oil concentration was found to be 2 %. The effect of different surfactants such as sodium dodecyl sulphate, Triton X-100, gum arabic and polyethylene glycol (PEG) and different carbon, nitrogen and carbon-nitrogen containing compounds were examined by using above concentration of olive oil. Obtained results indicated that maximum activity was observed in the following order; SDS, starch, maltose and NH4NO3. Finally, the effect of metal ions on enzyme production was tested and it was found that enzyme was activated 105 % by Ca2+ ion but inhibited 32 % and 26 % by Mn2+ and Ni2+, respectively. Keywords: Bacillus coagulans, SSF, lipase production