Bazı Thermonaerobakter suşlarının etanol üretim oranlarının karşılaştırılması

Abstract

ÖZET Yüksek Lisans Tezi BAZI Thermoanaerobacter SUŞLARININ ETANOL ÜRETİM ORANLARININ KARŞILAŞTIRILMASI Ayşe Avcı Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Sedat Dönmez Bu çalışmada bir sıcak su örneğinden (Nargöl/Niğde) izole edilen ve bazı morfolojik ve biyokimyasal testlere göre Thermoanaerobacter olduğu anlaşılan iki anaerobik termofil bakteri [Thermoanaerobacter sp. (65-2) ve Thermoanaerobacter sp. (70-1)] ile Thermoanaerobacter ethanolicus (JW200) ve Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus (DSMZ2247) suşlarının sakkaroz ve melastan etanol üretim oranlan karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışmalarda maksimum etanol üretimi için optimum pH' nın 7.5, sıcaklığın ise 65 °C olduğu belirlenmiştir. Kullanılan besiyerinde (DSMZ Medium No. 161) optimum sakkaroz konsantrasyonu 4 g/l olmuş ve bundan 1.56 g/l etanol elde edilmiştir. Sakkaroz konsantrasyonu 15 g/l olduğunda etanol miktarı 1.44 g/l bulunmuştur. DSMZ Medium No.161'e belli düzeylerde K2HP04, MgS04.7H20 ve ZnSO`.7H20 ilave edildiğinde, yüksek sakkaroz ve melas konsantrasyonlarında etanol miktarında da artış gözlenmiştir. 15 g/l sakkaroz konsantrasyonunda modifiye besiyeri ile orijinal besiyerine göre % 191 oranında artış sağlanmıştır, özellikle Zn' nun etanol üretimine etkisinin önemli olduğu gözlemiş ve optimum ZnS04.7H20 konsantrasyonunun 0.168 g/I olduğu belirlenmiştir. Araştırmada kullanılan tüm bakterilerle hem sakkaroz, hem de melasla en yüksek etanol 20 g/l şeker konsantrasyonunda elde edilmiştir. En yüksek etanol, sakkaroz kullanıldığında 5.04 g/l ile Thermoanaerobacter ethanolicus (JW200)' tan, melas kullanıldığında ise 6.50 g/l ile Thermoanaerobacter sp. (65-2)' den elde edilmiştir. Thermoanaerobacter sp. (70-1) ise en düşük etanolu üretmiştir. En yüksek etanol verimi 15 g/l sakkaroz konsantrasyonunda Thermoanaerobacter ethanolicus (JW200) ile bulunmuştur (0.47 g etanol/g sakkaroz). Thermoanaerobacter sp. (70-1) hariç diğer bakterilerde 15 ve 20 g/l şeker konsantrasyonlarında etanol verimi aynı düzeylerde kalmıştır. 30 g/l şeker konsantrasyonunda ise tüm bakterilerde hem etanol miktarı hem de verimi düşmüştür. 2004, 58 sayfa ANAHTAR KELİMELER: Thermoanaerobacter, Thermoanaerobacter ethanolicus, Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus, etanol üretimi, melas.

ABSTRACT Master Thesis COMPARISION OF THE ETHANOL PRODUCTION RATIOS OF SOME Thermoanaerobacter STRAINS Ayşe Avcı Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Food Engineering Supervisor : Prof. Dr. Sedat Dönmez In this study, ethanol productions of two thermophilic anaerobic bacteria isolated from an hotvent in Nargöl-Niğde [morphologically and biochemically similar to genus Thermoanaerobacter, coded as Thermoanaerobacter sp. (65-2) and Thermoanaerobacter sp. (70-1)], were compared with Thermoanaerobacter ethanolicws (JW200) and Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus (DSM2247) by using sucrose and molasses as substrates. Optimum pH and temperature for the production of ethanol were determined as 7.5 and 65°C, respectively, for all the strains. With fee medium (DSMZ Medium No. 161) used, maximum amount of ethanol (1.56 g/1) was obtained at sucrose concentration of 4 g/1. As the sucrose concentration increased to 15 g/1, ethanol amount decreased to 1.44 g/1. Further modification of DSMZ Medium No.161 with the additon of K2HP04, MgS04.7H20 and ZnS04.7H20 led to increase in ethanol production significantly, even at higher sucrose and molasses concentrations. Hence, ethanol production with the modified medium at 15 g/1 sucrose concentration was 191% more than the original one. Especially, effect of Zn on the ethanol production was crucial and optimum ZnS04.7H20 concentration was found to be 0. 168 gA. With all the bacteria used in this study, maximum ethanol was obtained at the sugar concentration of 20 g/1 either with sucrose or molasses. With sucrose, maximum amount of ethanol was 5.04 g/1 and produced by Thermoanaerobacter ethanolicus (JW200), and with molasses 6.50 g/1 of ethanol produced by Thermoanaerobacter sp. (65-2). Thermoanaerobacter sp. (70-1) had the lowest ethanol production. Maximum ethanol yield was obtained with Thermoanaerobacter ethanolicus (JW200) at 15 g/1 sucrose concentration (0.47 g ethanol/g sucrose consumed). Ethanol yields were at the same levels at the sucrose concentration of 15 and 20 g/1 for all the strains, except Thermoanaerobacter sp. (70-1). At higher sugar concentrations,30 g/1, either ethanol amount or yield decreased significantly for all organisms. 2004, 58 pages Key Words: Thermoanaerobacter, Thermoanaerobacter ethanolicus, Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus, ethanol production, molasses.