Pseudomonas sp. ile zeytinyağı fabrikası atığından biyosürfektan eldesi

Abstract

ÖZET Zeytinyağı fabrikası atığı Akdeniz ülkelerinde tarımsal endüstrinin en önemli kirleticilerinden biridir. Bu ülkelerdeki zeytinyağı fabrikaları yıllık yaklaşık 2-3 milyon tonluk bir atık meydana getirir. Zeytinyağı fabrikası atığı, zeytinyağı işleme prosesinde kullanılan su ve olgun zeytinlerin suda çözünen fraksiyonunu içeren siyah bir likördür. Bu atık su yüksek mineral içeriğine sahiptir ve kullanılan zeytinyağı ekstraksiyon işlemine bağlı olarak 25.000-100.000 mg/1 kimyasal oksijen ihtiyacı gösterir. Zeytinyağı fabrikası atığı, polifenoller gibi toksik maddeler içerdiği gibi, şekerler, azotlu bileşikler, organik asitler ve artık yağ gibi ticari öneme sahip organik maddeler de içerir. Birçok mikroorganizma çok değişik karbon kaynaklan kullanılarak üretildiğinde farklı tipte biyosürfektanlar sentezleyebilir. Bazı Pseudomonas suşlanmn farklı karbon kaynaklan üzerinde üretildiklerinde ramnolipid olarak karakterize edilen yüzey aktif bileşikleri sentezlediği bilinmektedir. Son zamanlarda biyosürfektan üreten mikroorganizmalar üzerinde çalışan araştmcıların sayısında belirgin bir artış görülmektedir. Biyosürfektanlar sentetik sürfektanlara göre aşağıda belirtilen birçok avantaja sahiptir: Biyosürfektanlar bazı durumlarda sentetik sürfektanlardan farklı yüzey aktif özellikler gösterirler, bu da endüstriyel uygulamalar için yeni olanaklan ortaya çıkarır; Mikrobiyal sürfektanlar geleneksel birçok sürfektana göre özel uygulamalar için de çok daha etkilidir ve biyosürfektanlar genellikle non toksik ve biyolojik olarak parçalanabilir özelliktedir. Bu çalışma zeytinyağı fabrikası atığından Pseudomonas suşlan ile ramnolipid olarak bilinen biyosürfektan elde etme prosesini sunmaktadır. Bu amaçla biosurfektan üreten bazı suşlar denenmiş ve karbon kaynağı olarak zeytinyağı fabrikası atığı siyah likörde üreyebilen bazı Pseudomonas suşlan tespit edilmiş ve bunların ramnolipid ürettikleri saptanmıştır. Üreme ortamı olarak kullanılan zeytinyağı fabrikası atığı seyreltilmiş(dilue edilmiş) ortama sadece NaN03 (2.5 g/l) ilave edilmiştir. Litre substrat başına ramnolipid üretimi 0.875 g/l dir. Zeytinyağı fabrikası atığının Kimyasal Oksijen İstemi yükü 72. saatte yaklaşık %50 - 70 oranında indirgenmiştir. 17 cm çapında 8 adet metal disk içeren 19x25x27 cm boyutlarındaki cam biyodisk reaktör Pseudomonas sp. A01 'den biyosürfektan eldesi için kullanıldı. Diskler DC motor yardımı ile 1 devir/dakika hızda devamlı döndürüldü. Kesikli üretimde iyi verim elde edilen kültür şartlarına uyularak reaktör üretimine geçildi. 5-7 gün 30°C 'de inkübe edilen reaktör ve kontrol gruplarında elde edilen biyosürfektan miktarı spektrofotometrik olarak okundu. Biyodisk reaktör ile biyosürfektan üretim veriminin kontrolden düşük olduğu saptandı. Anahtar Kelimeler : Zeytinyağı Fabrikası Atığı, Pseudomonas sp., Biyosürfektan, Ramnolipid

m SUMMARY Olive oil mill effluent (OOME) is one of the major pollutant of the agricultural industry in Mediterranean countries. The olive oil mills in this countries, generate about 2-3 million tonnes of effluent annually. OOME is a black liquor containing the water- soluble fraction of ripe olives and the water that is used in the process of olive oil extraction. This waste has a high mineral content and a chemical oxygen demand of 25.000-100.000 mg/1. depending on the olive oil extraction process. OOME contains toxic substances like polyphenols, but also valuable organic substances i.e. sugars, nitrogen compounds, organic acids and residual oil. Many microorganisms are able to synthesize different types of biosurfactants when grown on several carbon sources. It is well known that several strains of Pseudomonas can accumulate surface-active compounds characterized as rhamnolipids when grown on different carbon sources. In recent years, the number of investigators working on the biosurfactant producing microorganisms have significantly increased. Biosurfactants have several advantages over synthetic surfactants as follows: Biosurfactants present surface active properties differing in some cases from synthetic surfactants, providing new possibilities for industrial applications; microbial surfactants have been shown to be more effective and specific than many conventional synthetic surfactants in specific applications and they are usually non-toxic and biodegradable. This study presents a process for biosurfactant as rhamnolipid production by Pseudomonas sp., from olive oil mill effluent (OOME). For this purpose biosurfactant- producing some strains were assayed and several strains of Pseudomonas sp. were able to grow on OOME as the sole carbon source and accumulate rhamnolipids. Samples of OOME were diluted and it was only necessary to add NaN03 (2.5 g/1). Conversion yieldIV was 0.875 g of rhamnolipid per litre of substrate (OOME). COD of OOME was reduced about 50 - 70 % in 72 h. A glass-made reactor, containing 8 metal discs of 19x25x27 cm diameters, was used for biosurfactant production by Pseudomonas sp. AOL Discs were turned continuously with the help of a DC motor at a speed of 1 turn/minute. Optimal yield conditions were obtained using batch culture techniques, and the biodisc-reactor growth conditions determined according to this data. After inoculation, the reactor and control groups were incubated for 5 - 7 days at 30°C. Following the incubation, a spectrophotometric method was used for the estimation of biosurfactant production. The yield was lower when compared with control groups. Key Words : Olive Oil Mill Effluent (OOME), Pseudomonas sp., Biosurfactant, Rhamnolipid