Peynir altı suyu tozundan Lactobacillus bulgaricus ile laktik asit üretimi

Abstract

Bu araştırmada peynir altı suyu tozundan Lactobacillus bulgaricus ile laktik asit üretimi incelenmiştir. Sabit sıcaklık ve karıştırma hızında çalışan bir çalkalayıcıda yapılan çalışmalar sonunda mikroorganizmanın üremesi ve laktik asit üretimi için en uygun besin ortamı başlangıç pH değeri 6.8, sıcaklık 40°C ve başlangıç peynir altı suyu tozu derişimi 30 g/l laktoz içeren şekilde 445 g/l olarak bulunmuştur. Fermentör çalışmaları sonunda ise en yüksek mikroorganizma üreme ve laktik asit oluşum hızlarına 250-300 rpm karıştırma hızı aralığında ulaşılmıştır. Fermentasyon ortamındaki havanın inert bir gaz olan azot gazı kullanılarak uzaklaştırılmasının ise mikroorganizmanın üreme ve laktik asit oluşumu üzerine olumlu bir etkisi olduğu gözlenmiştir. Bu koşullarda özgül mikroorganizma üreme ve laktik asit oluşum hız değerleri ile mikroorganizma üreme ve laktik asit verimleri /l = 15.8 x 10-3 sa-1, v= 0.8332 g LA/g mo-sa, Yx/SLo=C024, YpQ/sLo=% `71 olarak bulunmuştur. Sodyum hidroksit ile pH kontrol edilerek ve tampon olarak kalsiyum karbonat kullanılarak yapılan çalışmalarda ise çok daha yüksek özgül mikroorganizma üreme ve laktik asit oluşum hızları ile mikroorganizma üreme ve laktik asit verimlerine ulaşılmıştır. Daha sonra peynir altı suyu tozundaki laktozun laktaz enzimi ile enzimatik hidrolizi amaçlanarak laktaz için en uygun çalışma koşulları saptanmış ve enzim+mikroorganizma sistemi ile laktik asit üretimi incelenmiştir. Laktaz için en uygun koşullar pH=4.5, sıcaklık 50°C olarak bulunmuş olup, enzim+mikroorganizma sistemi ile laktik asit üretimi çalışmalarında sadece mikroorganizmanın kullanıldığı çalışmalarla aynı ürün oluşum değeri gözlenmiştir. Son olarak ise fermentasyon sırasında oluşan laktik asitin ortamdaki inhibe edici etkisinin ortadan kaldırılması amacıyla laktik asitin ortamdan uzaklaştırılmasını içeren bir adsorbsiyon ön çalışması yapılmış, adsorbsiyon dengesinin incelenmesi için seçilen 10 g/l derişim değerindeki alüminyum silikat ile laktik asit adsorbsiyonunun Freundlich modeline uyduğu saptanmıştır.

İn this research, production of lactic acid from whey by using Lactobacillus bulgaricus was investigated. The preliminary studies performed in batch a system showed the optimum production conditions as; initial pH of growth media was 6.8, temperature was 40°C and whey concentration of 44.5 g/1 Including 30 g/1 lactose. The stirring rate of fermenter was found beetween 250-300 rpm for highest growth rate of microorganism and highest production rate of lactic acid. The inert media of nitrogen gas was positively affected the growth rate of microorganism and production of lactic acid. Under these conditions, specific microorganism growth rate, lactic acid production rate, microorganism growth yield and lactic acid production yield values are found as i= 15.8x10-3 sa-1# v=0.8332 g LA/ g mo-sa, Yx/si_o=0.024, Ypü/SLcr % 71. The rates and yields drastically increased when NaOH and buffer CaC03 used to control media pH. In the second part of the study, the enzymatic hydrolysis of lactose in whey by lactase enzyme was aimed. So, the optimum conditions for lactase were determined as pH of 4.5 and temperature of 50°C. The experimental were carried out the investigate enzyme+mlcroorganism system to produce lactic acid. For this combined system, similar to previous, system, approximately the same rate and yield results were obtained. At the last part of this study, in order to eliminate the inhibition effect of lactic acid, an adsorbtlon study was carried out, to remove the product lactic acid. For this purpose an adsorban media of alumina silicate with 10 g/1 concentration were used and It Is investigated that lactic acid-alumina silicate media helds the Freundlich Adsorbtlon model.