Aljinat kürecikler içinde katalaz immobilizasyonu

Abstract

ÖZET ALJÎNAT KÜRECİKLER İÇİNDE KATALAZ İMMOBİLİZASYONU GÖRENEK, Gülseren Yüksek Lisans Tezi, Biyokimya Bölümü Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Erhan DİNÇKAYA Temmuz 1999, 63 sayfa Doğada bitki, hayvan hücreleri ve tüm mikroorganizmalarda bulunan katalaz (EC 1.1 1.1.6), aynı canlı türünde farklı organ veya hücre organellerinde izoenzimler şeklinde bulunur. Örneğin; insan eritrositlerinde dört farklı genetik variyantının varolduğu ve bunların insan karaciğer katalazından farklı yapıda bir enzim olduğu gösterilmiştir (Lass 16 Goth, 1989). Katalazın fizyolojik fonksiyonu tam olarak anlaşılamamıştır, fakat oksijenden oluşan serbest radikallere karşı koruyucu bir rol oynadığı kabul edilmektedir (Alizade, 1995). Katalaz enzimi hidrojen peroksidi suya ve oksijene parçalar. Katalazın substratı olan hidrojen peroksit süt endüstrisinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Özellikle sütün soğuk sterilizasyonunda mikrobiyal kirliliğin önlenmesi ve mikrobiyal büyümenin önüne geçilmesi amacıyla süte hidrojen peroksit katılmaktadır. İşlem sonunda süt içinde kalan H202'nin hepsi katalaz ile O2 ve H20'ya dönüşür (Akgöl, 1996). Bu tekniğin sütün tadına, aminoasit, protein, şeker, yağ gibi besin içeriğine önemli bir etkisi olmadığı gözlenmiştir(Akertek and Tarhan, 1995). Son yıllarda soğuk pastörizasyon tekniklerinin uygulama alanını genişletmek için katalazın immobilizasyonu üzerine önemli çalışmalar yapılmıştır (Tarhan, 1991; Tarhan and Uslan, 1990; Akertek ve Tarhan'dan, 1995).VI Bu çalışmada katalaz enzimi aljinat içinde tutuklama yöntemiyle immobilize edildi. Bir sonraki adımda immobilize enzimin fiziksel ve kimyasal karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirildi. Serbest katalazın optimum pH'sı 7,0 iken, immobilize katalazın optimum pH'smın belirlenmesi amacıyla yapılan denemelerde, immobilize katalaz enziminin optimum pH'sının 7,0 - 9,0 aralığında kaydığı belirlendi. Serbest ve immobilize enzimin optimum sıcaklığı her ikisinde de 35 °C olarak farklılık göstermedi bununla birlikte immobilizasyondan sonra enzimin termal kararlılığının arttığı gözlendi. Son olarak immobilize katalaz kürecikleriyle süt örneklerindeki hidrojen peroksidin zamana bağlı bozunumu incelendi. %0,1 gibi yüksek hidrojen peroksit içeren süt örneklerinde verimli bir bozunum profili gözlenemezken, %0,03 gibi düşük hidrojen peroksit içeren süt örneklerinde 130 dakika sonunda tüm hidrojen peroksidin bozunduğu belirlendi. Anahtar Sözcükler: Aljinat, katalaz, immobilizasyon, hidrojen peroksit

VII ABSTRACT IMMOBILIZATION OF CATALASE IN ALGINATE BEADS GÖRENEK, Giilseren Msc. In Biochemistry Supervisor: Doç. Dr. DÎNÇKAYA, Erhan July 1999, 63 Pages Catalase that is found in plants, animal cells and all micro organisms in the nature (EC 1.1 1.1.6) exists in the same species either as a different organ or in the form of izoenzymes in cell organells. For example, it has been proven that four different variations of genetics exist in human erythrocyte and that they are sort of enzymes which have a different structure form that of human liver(Lass 16 Goth, 1989). Physiological function of a catalase has not yet completely been understood, but it has been accepted that they have a protective function against free radicals composed of oxygen (Alizade, 1995). Catalase enzyme breaks hydrogen into water and oxygen. Hydrogen peroxide that is a substance of catalase is widely used in dairy. Hydrogen peroxide is especially added into milk in order to prevent microbiological contamination during the process of cold sterilization of milk and to avoid microbiological growth. As a result of the process, all of the H2O2 residue in it turns into O2 and H2O by means of catalase (Akgöl, 1996). It has been observed that this tecnigue does not have a considerable effect on nutrients such as the taste of the milk, aminoacid, protein, sugar and fat (Akartek and Tarhan, 1995). Important immobilization of catalase to widen the application fields of cold pasteurization techniques (Tarhan, 1991; Tarhan and Uslan, 1980 by Akertek and Tarhan, 1995)vm On this experiment, catalase enzyme was immobilized by entrapping in alginate beads. On the next step, studies of physical and chemical characteristics of immobilized enzyme was made. During the experiments that were made to determine the optimum pH level of immobilized catalase, it was observed that pH level of- the immobilized catalase shifted to the range between 7,0 - 9,0, while optimum pH level of free catalase was 7,0. Optimum temperature of free and immobilized enzyme did not show any difference being 35°C on both experience, however, thermal stability of the enzyme was seen to increase after the immobilization. Lastly, time-complient deformation of hydrogen peroxide of catalase beads and milk samples was analysed. All of the hydrogen peroxide of milk samples having hydrogen peroxide as low as %0,03 was seen to have decomposed after 130 minutes while no efficient decomposition was seen on milk samples having hydrogen peroxide as highas%0,l. Key Words: Alginate, catalase, immobilization, hydrogen peroxide.