Thermomyces lanuginosa lipazın immobead üzerine immobilizasyonu ve değişik bitkisel yağların hidrolizinde kullanımı

Abstract

Bu tez çalışmasında, bitkisel yağların (ayçiçek, soya ve kanola) enzimatik yolla hidrolizi için bir metod geliştirildi. Çalışmada enzim immobilizasyonu ve hidroliz reaksiyonu optimizasyonları gerçekleştirildi. Thermomyces lanuginosa lipaz immobead 150-A üzerine kovalent olarak % 100 immobilizasyon ve aktivite verimleriyle immobilize edildi ve bitkisel yağların hidrolizinde başarıyla kullanıldı. İmmobilizasyon optimizasyon çalışmalarında değişik faktörlerin [matriks miktarı, pH, tampon çözelti konsantrasyonu ve immobilizasyon süresi] etkileri çalışıldı. Hidroliz reaksiyonu optimizasyonunda ise tampon çözelti miktarı tampon çözelti konsantrasyonu ve pH, sıcaklık, tuz ve organik çözücü etkileri çalışıldı. Hidroliz reaksiyonlarında ayçiçek, kanola ve soya yağları kullanıldı. Detaylı çalışmalarda yalnızca ayçiçek yağı kullanıldı. Serbest enzimin optimum pH'sı 6.0 ve sıcaklığı 50ºC iken immobilize enzimin optimum pH ve sıcaklığı sırası ile 7.0 ve 55ºC olarak bulundu. İmmobilize ve serbest enzim ile gerçekleştirilen hidroliz reaksiyonlarında, ortama % 5.0 t-amil alkol ilave edildiğinde sırasıyla % 6.5 ve % 8.0 artış gözlendi. Enzimatik hidroliz reaksiyonlarına, tuzların (NaCl,MgCl2,CaCl2) etkileri olmadığı bulundu. İmmobilize enzimin yağ hidrolizinde tekrarlı kullanılabilirliği ve depolama kararlılığı araştırıldı. İmmobilize enzimin 30 kez tekrarlı kullanım deneyleri sonunda aktivitesinin % 69.5, 60 gün gerçekleştirilen saklama kararlılığı deneylerinde ise aktivitesinin % 89.7 sini koruduğu bulundu. Hidroliz deneylerinde yağın büyük bir kısmının (% 74.0) hidroliz edilebileceği gösterildi. Tez çalışmasında elde edilen bu sonuçlar, immobilize enzimin yağ hidroliz reaksiyonlarında başarılı bir şekilde kullanım potansiyelinin olabileceğini göstermektedir. Elde edilen hidroliz ürünleri değişik alanlarda (gıda, kozmetik, tıp) kullanılabilir. Bu çalışmada, magnetize edilen tampon çözeltinin enzim hidroliz reaksiyonlarına etkisi de incelendi ve aktiviteyi % 8.2 artırdığı bulundu. Anahtar Kelimeler: Immobead 150-A, immobilizasyon, enzimatik hidroliz, Thermomyces lanuginosa lipaz.

In this thesis work, a method was developed for the enzymatic hydrolysis of vegetable oils (sunflower, soyabean, canola). In the work, immobilization of the enzyme and enzymatic hydrolysis of the vegetable oils were optimized. Thermomyces lanuginosa lipase, immobilized covalently onto immobead 150-A with 100% immobilization and activity yields, was used successfully in the hydrolysis of vegetable oils. In optimization of enzyme immobilization studies, effects of different parameters [matrix quantity, pH, buffer solution concentration and immobilization duration] were analyzed. In hydrolysis optimization, effects of pH, buffer concentration, buffer quantity, temperature, organic solvents, and various salts were studied. Detailed hydrolysis reactions were carried out using only sunflower oil although enzymatic hydrolyses of canola, and soybean oils were also studied. Optimum pH and temperature of soluble lipase were found to be 6.0 and 50ºC, respectively. Immobilization has changed the optimum pH and temperature of the enzyme and they were determined as 7.0 and 55ºC, respectively. Addition of 5.0 % t-amyl alcohol into the hydrolysis reaction medium resulted in 8.0 and 6.5 % increases using soluble and immobilized enzymes, respectively. It was found that different salts (NaCl,MgCl2,CaCl2) had no effects onto the enzymatic hydrolysis reactions. Reusability and storage stability of immobilized enzyme were studied and found that the immobilized enzyme retained 69.5 % and 89.7 % of its initial activity in 30 repeated use and 60 days at storage at 4ºC, respectively. The results shows that immobilized enzyme could have a potential to be used in oil hydrolysis. The hydrolysis products could be used in such different fields as food, cosmetics and, medical. In addition, it was found that enzymatic hydrolysis reactions could be increased by 8.2 % by using magnetized buffer solution. Key Words: Immobead 150-A, immobilization, enzymatic hydrolysis, Thermomyces lanuginosa lipase.