Yield and kinetics of rifoflavin production by Ashbya gossypii

Abstract

ÖZET Ashbya gossypü İLE RİBOFLAVİN ÜRETİMİNİN VERİMİ VE KİNETİĞİ GÖK, İlkay Yüksek Lisans Tezi, Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Mehmet D. Öner Mayıs 1998, 77 sayfa Bu çalışmada sallamalı flask ve fermentörde Ashbya gossypü NRRL Y-1056 ile riboflavin üretiminde pHnın, farklı substrat ve konsantrasyonun etkileri incelendi. Fermentasyon esnasında pH, riboflavin, şeker ve biyokütle konsantrasyonu belirlendi. Riboflavin analizinde bağlı vitamini serbest bırakmak için dört değişik önişlem karşılaştırıldı ve aralarında önemli bir fark gözlenmedi. Mikroorganizmanın üreme ve riboflavin üretim modellemesi yapıldı ve bu modellerden özgül üreme hızı (jı), maksimum özgül üreme hızı (Umax), ürün oluşumu kinetik parametreleri ve karbon verimleri hesaplandı. Riboflavin üretimi için optimum glukoz konsantrasyonun 20 (g/L) olduğu bulundu. Sallamalı flasklarda laktoz, galaktoz ve glukoz substrat olarak kullanıldığında sırasıyla 0.0172, 0.0096 ve 0.0973 (g/L) riboflavin konsantrasyonu elde edildi. Glukozun substrat olarak kullanıldığı fermentör çalışmalarında riboflavin üretimi sallamalı flasklardan 5 kat daha yüksek bulundu. Substrat karbonunun yaklaşık %10-20 si üreme ve riboflavin üretimi için kullanıldı. Ashbya gossypi? nin üreme ve ürün oluşum verilerine Boltzman modelinin uygun olduğu bulundu. Laktozun ve glukozun 20 (g/L) substrat olarak kullanıldığı sallamalı flask ortamlarında maksimum özgül üreme hızının sırasıyla 0.0193 ve 0.0197 (sa`1) olarak bulundu. Bununla birlikte, 20 (g/L) glukozun substrat olarak kullanıldığı fermentör çalışmalarında maximum özgül üreme hızı 0.0466 (sa`1) ya yükseldi. Üreme, riboflavin üretim ve şeker tüketim verileri ve hesaplanan ürün oluşum kinetikparametrelerine dayanarak Ashbya gossypii ile riboflavin üretiminin temel olarak üremeye bağlı olduğu bulundu. Anahtar Kelimeler: Ashbya gossypii, riboflavin üretimi, modelleme, verim, kinetik parametreler vı

ABSTRACT YIELD AND KINETICS OF RIBOFLAVIN PRODUCTION BY Ashbya gossypii GÖK, İLKAY M.Sc in Food Engineering Supervisor: Prof. Dr. Mehmet D. Öner May 1998, 77 pages In this research, effects of pH, different substrates and concentrations on riboflavin production by Ashbya gossypii NRRL Y-1056 in shake flasks and fermentor were studied. During fermentation; pH, riboflavin, sugar and biomass concentration were determined daily. Four pretreatment methods to release bound riboflavin were compared for riboflavin determination and no significant differences were observed. Modeling of growth, and riboflavin production were done and from obtained models, specific growth rate (/i), maximum specific growth rate (imax), product formation kinetic parameters, and carbon yields were calculated. Glucose concentration of 20 (g/L) was found to be optimum for riboflavin production. When lactose, galactose and glucose used as substrate in shake flasks, 0.0172, 0.0096 and 0,00973 (g/L) riboflavin concentration were obtained respectively. Riboflavin production was 5 times higher in fermentor than shake flask studies when glucose was used as substrate. Approximately 10-20% of the substrate carbon was used for growth and riboflavin production. Boltzman model was found to be a suitable model to fit growth and product formation data of Ashbya gossypii. Maximum specific growth rates were found to be 0.0193 and 0.0197 (hr`1) on 20 (g/L) lactose and glucose in shake flasks respectively. However, maximum specific growth rate increased to 0.0461 (hr-1) on 20 (g/L) glucose in fermentor studies. Based on growth, riboflavin production, sugarconsumption and calculated product formation kinetic data, riboflavin production with Ashbya gossypii was found to be mainly growth associated. Key words: Ashbya gossypii, riboflavin production, modeling, yield, kinetic parameters IV