Pektinazın manyetik özellikteki partiküllere tutuklanması

Abstract

PEKTİNÂZIN MANYETİK ÖZELLİKTEKİ PARTİKÖLLERE TUTUKLANMASI Devlet Demirel Hacettepe Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı ÖZ Bu çalışmada, ticari bir enzim olan Pectinex Ultra SP-L' nin manyetik partiküllere tutuklanarak, manyetik akışkan yatakta performansı incelenmiştir. Bu amaçla, öncelikle enzimin bağlanabileceği manyetik partiküllerin hazırlama koşulları incelenmiştir. Elde edilen manyetik duolite-polistiren partiküllerin yüzey ve manyetik özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM), elektron spin rezonans (ESR) ve Mössbauer spektroskopileri ile analiz edilmiştir. Hazırlanan partiküllerin, g faktörü 3^ olan ferromanyetik yapılar olduğu belirlenmiştir. immobilizasyon sonrası enzim aktivitesi değerleri göz önüne alındığında, immobilizasyon koşulları, pH 6 değerine sahip %6' lık enzim çözeltisinde, 10*C da, 1 saat olarak tespit edilmiştir. Ortam pH ve sıcaklık değişimlerinin serbest ve immobilize enzim aktivitesi üzerine etkileri kesikli ve sürekli sistemlerde incelenmiştir. Enzim aktivitesi tayini kesikli sistemde viskozimetrik yöntem, sürekli sistemde ise laboratuvarımızda geliştirilmiş olan refraktif yöntem ile gerçekleştirilmiştir. Kesikli sistemde, serbest ve immobilize enzime ait optimum değerler pH 4 ve 65°C sıcaklık olarak bulunmuş, immobilizasyon ile enzim davranışının değişmediği gözlenmiştir. Sürekli sistemde, immobilize enzimin optimum pH ve sıcaklık değerleri sırasıyla 5 ve 55°C olarak bulunmuştur. Manyetik akışkan yatakta gerçekleştirilen sürekli sistem çalışmalarında, manyetik alanın etkisi ile oluşan titreşim hareketinin daha homojen bir ortam sağladığı, bu nedenle ortam koşullarının iç kısımlarda bulunan enzim molekülleri üzerine daha etkili olduğu düşünülmüştür. Ek olarak, sürekli sistem işlem süresinin daha uzun olması, enzimin ortam koşullarına daha uzun süre maruz kalmasına neden olmaktadır. Kinetik parametreler Km ve Vmax serbest enzim için sırasıyla 0.439 g L`1 ve 44.8 g L`1 s`1 ve immobilize enzim içirt sırasıyla 4.416 g L`1 ve 6.8 g s`1 g partiküf1 olarak bulunmuştur. İmmobilizasyon ile enzimin Km değerinin arttığı görülmektedir. Anahtar Kelimeler: Immobilize enzim, pektinaz, manyetik partîküller, manyetik akışkan yatak Danışman: Prof.Dr. Mehmet MUTLU, Hacettepe Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı

IMMOBILIZATION OF PECTINASE ON MAGNETIC PARTICLES Devlet Demire! Hacettepe University, Department of Food Engineering, Food Engineering Section ABSTRACT In this study, Pectinase Ultra SP-L, a commercial enzyme, was immobilized on magnetic particles and performance of immobilized enzyme was investigated. For this purpose, primarily, preparation conditions of magnetic particles on which enzyme can be immobilized were tested. Surface and magnetic properties of prepared magnetic duolite-polystyrene particles were analyzed by using scanning electron microscope (SEM), electron spin resonance and Mössbauer spektroscopies. It is determined that the prepared particles have the g factor of 3.5 and ferromagnetic structure. It is decided to apply 1 h immobilization at pH 6 and 106C with 6% initial enzyme concentration when immobilized enzyme activities were taken into consideration. The effects of pH and temperature of the reaction medium on free and immobilized enzyme activity were investigated by using batch and continuous reaction systems. Enzyme activity was measured by the viscometric method at batch reaction system and by the refractive method, improved at our laboratory, at continuous reaction system. Optimum reaction pH and temperature were found 4 and 65°C respectively for both free and immobilized forms of enzyme in batch operation. So it is observed that enzyme behavior was not changed by immobilization. The same values were found 5 and 55°C respectively for immobilized enzyme in continuous operation. It is discussed that the vibration motion of magnetic particles caused by the effect of magnetic field applied to magnetic fluidized bed lead to more uniform reaction, medium, and caused the reaction medium conditions more effective on the enzyme molecules located inner parts of particles. In addition, due to the elongation of process time in continuous system compared to the batch system, enzyme was more exposed to the reaction medium conditions. Kinetic parameters of Km and Vmax were found 0.439 g L`1 ve 44-8 g L`1 s`1 respecitvely for free enzyme, and 4.416 g L`1 ve 6.8 g s'1 g particle`1 respectively for immobilized enzyme. It can be seen that Km was increased by immobilization. Keywords: immobilized enzyme, pectinase, magnetic particles, magnetic fluidized bed Advisor: Prof.Dr. Mehmet MUTLU, Hacettepe University, Department of Food Engineering, Food Engineering Section u