Mikrobiyal kaynaklardan antimikrobiyal özellikte kitosan üretimi ve karakterizasyonun araştırılması

Abstract

Antimikrobiyal aktivite gösteren kitosan biyopolimerinin, kitinin kitosana biyodönüşümünü katalizleyen kitin deasetilaz üretici Bacillus sp suşları kullanılarak sentezlenmesi amaçlanmıştır. Mersin Susanoğlu Yapraklı Koy, Silifke Boğsak Koyu ve Adana Karataş liman topraklarından izole edilen Bacillus cereus, Bacillus thuringiensis, Bacillus megaterium ve Bacillus subtilis'ten %1 maya özütü, 0.4 g (NH4)2SO4, 0.15 g KH2PO4, %2 sükroz ve %1 kolloidal kitin (pH 8) içeren ortamda kitosan biyopolimerleri üretilmiştir. Kısmi saflaştırılan 2, 3, 7 ve 8 nolu kitosan preparatlarındaki total karbohidrat miktarı 0.393, 0.213, 0.163 ve 0.2 g/mL olarak hesaplanmıştır. Polimerlerin desetilasyon dereceleri ve moleküler ağırlıkları fourier dönüşümlü kızılötesi raman spektroskopisi (FT-IR) ile sırasıyla %70.23, 78.96, 82.96 ve 80.48; viskozimetre ile moleküler ağırlıkları ise 48.272, 48.461, 53.419 ve 50.188 g/mol olarak hesaplanmıştır. Kitosan preparatlarının 13 test bakterisine karşı antimikrobiyal aktiviteleri test edilmiştir. Preparatların S. epidermidis test bakterisine karşı gösterdiği inhibisyonun anlamlı olduğu belirlenmiştir. Sıcaklık (4, 15, 25, 37 ve 40°C); pH (5, 6, 7, 8 ve 9); kitosan konsantrasyonu (100, 150 ve 250 mg/L); diğer potansiyel bileşikler (SDS, Triton X-100, β-merkaptoetanol ve EDTA) ve metal iyonlarının (10, 20 ve 30 mM konsantrasyonlarda MgCl2, CaCl2, BaCl2, NaCl ve KCl) antimikrobiyal aktivite üzerindeki etkileri incelenmiştir. % olarak hesaplanan inhibisyonun sadece 30 mM BaCl2 ve MgCl2 varlığında arttığı saptanmıştır.Anahtar Kelimeler: Kitosan, Kitin Deasetilaz, Bacillus sp, Deasetilasyon Derecesi, Antimikrobiyal Aktivite

In our study chitosan biopolymer that exhibits antimicrobial activity is aimed to synthesize by using Bacillus sp strains produce chitin deacetylase (CDA) catalyzes the bioconversion of chitin to chitosan. Chitosan biopolymers were produced by adding 1% colloidal chitin in media including 1% yeast extract, 0.4 g (NH4)2SO4, 0.15 g KH2PO4 and 2% sucrose (pH 8) from Bacillus cereus, Bacillus thuringiensis, Bacillus megaterium and Bacillus subtilis, isolated from soils taken from Mersin Susanoglu Yapraklı Bay, Silifke Bogsak Bay and Adana Karataş Port region. In the partially purificated, 2, 3, 7 and 8 numbered chitosan preparates, the amounts of total carbohydrate were calculated respectively as 0.393, 0.213, 0.163 and 0.2 g/mL. Deacetylation degrees and molecular weights of the polymers were determined by Fourier Transform Infrared Raman Spectroscopy (FT-IR) and viscometer. Deacetylation degrees and molecular weights of the preparates were respectively 70.23, 78.96, 82.96 and 80.48%; of 48,272, 48,461, 53,419 and 50,188 g/mol. Antimicrobial activities of chitosan preparates against 13 bacteria were tested. The inhibition showed against S. epidermidis was determined to be significant, compared by chitosan standards with low and medium molecular weight. The effects on theirs antimicrobial activity of temperature (4, 15, 25, 37 and 40°C); pH (5, 6, 7, 8 and 9); chitosan concentration (100.150 and 250 mg/L); other potential compounds (SDS, Triton X-100, β-mercaptoethanol, and EDTA) and metal ions (10, 20 and 30 mM concentrations of MgCl2, CaCl2, BaCl2, NaCl and KCl) were examined. It was determined that the inhibition calculated as %, only increased in the presence of 30 mM MgCl2 and BaCl2.Keywords: Chitosan, CDA, Bacillus sp, Deacetylation Degree, Antimicrobial Activity