Biyokontrol ajanı olarak Trichoderma mikropropagüllerinin katı kültür ve statik kültür koşullarında biyoreaktör üretimlerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Ege Üniversitesi Biyomühendislik Bölümü Endüstriyel Mikrobiyoloji laboratuvarında izole edilip geliştirilen Trichoderma harzianum EGE-K38 suşu kullanılarak katı kültür fermentasyonu ile ağırlıkça 3:2 oranında buğday kepeği - malt çimi karışımından oluşan besi ortamında, tasarımı tarafımızdan yapılmış olan ve ülkemiz koşullarında imal edilen yatay karıştırmalı biyoreaktörde ve yüzeyden havalandırılan tepsili biyoreaktörde mikropropagül üretimi için ortam koşulları optimize edilmiştir. Ayrıca yüzeyden havalandırılan tepsili biyoreaktörde, 8 g/L glukoz içeren Modifiye Czapek Ortamı (MCM)' nda statik sıvı kültürde de mikropropagül üretimi için ortam koşullarının optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon çalışmalarında katı kültür fermentasyonu için besi ortamı nem içeriği, üretim ortamının sıcaklığı, havalandırma debisi, inokulumdaki spor konsantrasyonu, inokulum hacmi, substrat yatak kalınlığı, aşı olarak spor ya da misel kullanımının etkileri, basınç uygulamanın etkileri ve sterilizasyonun üretime etkileri, statik sıvı kültürde ise sıcaklık, hava debisi aşı olarak spor ya da misel kullanımının etkileri, inokulum spor konsantrasyonu, inokulum hacmi, besi ortamı hacmi, basınç uygulamanın etkileri ve de sterilizasyonun üretime etkileri ayrı ayrı incelenmiştir. En yüksek mikropropagül sayıları katı kültür fermentasyonuyla yatay karıştırmalı biyoreaktörde 1.1±0.1×109 kob/mL, yüzeyden havalandırılan tepsili biyorektörde ise 3.0±0.6×109 kob/mL bulunmuştur. Statik sıvı kültürde ise 5.2±0.2×109 kob/mL olarak elde edilmiştir. Çalışmada daha sonra, üretilen mikropropagüllerin yüzeyden havalandırılan tepsili biyoreaktörde farklı sıcaklıklarda kurutulması işlemi gerçekleştirilmiştir ve kurutma sonunda katı kültür fermentasyonunda % 40 verimle, statik sıvı kültürde ise % 23.3 verimle toz formülasyon elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Biyokontrol, Trichoderma, optimizasyon, katı ve statik sıvı kültür fermentasyonu, tepsili ve yatay karıştırmalı biyoreaktör

In this study, optimization of micropropagule production conditions was studied for solid state fermentation in both horizontal drum bioreactor and tray bioreactor with wheat bran - malt lawn mixture (3:2 (w/w)) as substrate for Trichoderma harzianum EGE-K38 strain that was isolated and developed in Industrial Microbiology Laboratory at Ege University, Department of Bioengineering. Moreover, optimization of micropropagule production conditions for static culture was achieved by Modified Czapec Medium(MCM) containing 8 g/L glucose in tray bioreactor. During optimization studies for solid state fermentation, moisture content of solid substrate, fermentation temperature, air flow rate, inoculum spore concentration, inoculation volume, substrate bed thickness, the effect of using spores or mycelia containing agar pieces as inoculum, pressure pulsation and the effect of bioreactor sterilization before fermentation, for static culture, fermentation temperature, air flow rate, the effect of using spores or mycelia containing agar pieces as inoculum, inoculum spore concentration, inoculation volume, volume of liquid medium, pressure pulsation and the effect of bioreactor sterilization before fermentation were determined individually. In solid state fermentation the highest micropropagule number was achieved by horizontal drum bioreactor and tray bioreactor as 1.1±0.1×109 cfu/mL and 3.0±0.6×109 cfu/mL respectively. However, in static culture fermentation it was found as 5.2±0.2×109 cfu/mL by tray bioreactor. In the study, consecutive drying processes at different temperature values were carried out by tray bioreactor at the end of fermentations and the highest drying yield achieved after drying of solid state fermentation media was 40.0 % and after drying of micropropagules produced by static culture was 23.3 % respectively.Keywords: Biocontrol, Trichoderma, optimization, solid state and static culture fermentation, tray and horizontal drum bioreactor