Serbest ve immobilize Rhizopus oryzae fungusu ile laktik asit üretiminin optimum koşullarının belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada serbest ve immobilize Rhizopus oryzae NRLL-395 suşu ile laktik asit üretimi gerçekleştirilmiştir. Beş farklı karbon kaynağının (glukoz, nişasta, melas, peyniraltı suyu, buğday ruşeym küspesi) kullanıldığı çalkalamalı kültür denemelerinde en yüksek laktik asit verim ve verimlilik değerleri % 10 (ağırlık/hacim) glukoz konsantrasyonunda sırasıyla % 78 (g/g) ve 0.87 g/L.saat olarak elde edilmiştir. Karbon kaynaklarının ve fungusun statik kültür denemelerindeki performansı incelenmiş ve laktik asit verimlilik değerleri belirlenmiştir. Katı kültür fermentasyonu ile yapılan üretimlerde ise optimum koşullarda (%23 glukoz konsantrasyonu, % 50 başlangıç nemi ve % 15 inokulasyon oranında) % 9.25 (g/g) oranında bir verim değerine ulaşılmış ve katı kültür fermentasyonunun laktik asit üretimine uygun olmadığı sonucuna varılmıştır. Ca-aljinat boncuklara tutuklanmış R. oryzae hücreleriyle gerçekleştirilen üretimlerde sabit glukoz oranı ve sabit ortam koşulları (28°C sıcaklık ve 120 rpm çalkalama hızı) sağlanarak en uygun immobilizasyon tipi ve inokulum yaşı, spor konsantrasyonu, Na-Aljinat oranı, boncuk çapı ve CaCl2 çözeltisi konsantrasyonun laktik asit üretimine etkisi incelenmiştir. Optimum koşullarda elde edilen maksimum laktik asit verimlilik değeri (0.35 g/L. saat), misel immobilizasyonunda 2 günlük misellerin kullanıldığı üretimde, 3 mm boncuk çapı, % 2 (ağırlık/hacim) Na-aljinat konsantrasyonu ve 100 mM CaCl2 çözeltisinin kullanıldığı üretimde elde edilmiştir.

In this study free and immobilized Rhizopus oryzae NRLL-395 was used for lactic acid production. Five different carbon sources (glucose, starch, molasses, whey and wheat germ pulp) were examined in lactic acid production using shake flask culture and maximum yield and productivity obtained were 78% (g/g) and 0.87 g/L.h respectively in 10 %(w/v) glucose concentration. The performance of the fungus and mentioned carbon sources in static culture conditions were also examined and lactic acid productivities were determined. Lactic acid production was also performed by using solid state fermentation and under optimum conditions (23 % (w/w) glucose concentration, 50 % (v/w) initial moisture content and 15 % (v/w) inoculation ratio ) only 9.25 % (g/g) lactic acid yield was achieved and it was concluded that this fermentation system is not suitable for lactic acid production. Immobilization of fungus in Ca-alginate beads was studied at constant concentration of glucose at 28 °C and 120 rpm and the effects of inoculum age, cell loading, bead size, Na-Alginate and CaCl2 concentrations on lactic acid production were investigated. Under optiumum conditions 0.35 g/L.h lactic acid productivity was obtained with 2 days old mycelia, 3 mm bead diameter, 2% (w/v) Na-alginate concentration and 100 mM CaCl2 solution.