Farklı fermente ürünlerden elde edilen laktik asit bakteri ve maya izolatlarının alfa amilaz aktivitelerinin belirlenmesi ve karşılaştırılması

Abstract

FARKLI FERMENTE ÜRÜNLERDEN ELDE EDİLEN LAKTİK ASİT BAKTERİ ve MAYA İZOLATLARININ ALFA AMİLAZ AKTİVİTELERİNİN BELİRLENMESİ ve KARŞILAŞTIRILMASIŞeyda Nur TÜRKAYErciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri EnstitüsüYüksek Lisans Tezi, Ağustos 2022Danışman: Doç. Dr. Kevser KARAMANÖZETBu tez çalışmasında farklı yerlerden toplanmış ev tipi 94 adet fermente üründen 91 adet laktik asit bakterisi (LAB) ve 234 adet maya izolatı elde edilmiştir. Bu izolatların amilaz üretme yetenekleri ilk önce kalitatif olarak belirlenmiş ve 75 adet LAB ile 178 adet maya, amilaz pozitif kabul edilmiştir. Daha sonra yüksek aktivite gösteren 20 adet LAB ve 20 adet maya izolatında kantitatif olarak α-amilaz enzim aktivite tayini yapılmıştır. Analizler sonucunda kantitatif olarak α-amilaz enzim aktivitesi gösteren 3 adet LAB (P4-2B, Y2-1B, S1-2B) ve 4 adet maya (Z5-1M, Yo7-1M, S7-1M, TY1-1M) izolatı tanımlanmıştır. Bu tanımlanan izolatlardan yüksek α-amilaz enzim aktivitesi göstermiş olan TY1-1M (Yarrowia lipolytica) ve Y2-1B (Latilactobacillus curvatus) izolatları seçilmiş ve α-amilaz enzim aktivitesine kantitatif olarak pH, sıcaklık ve katyon parametrelerinin etkisini analiz etmek amacı ile kullanılmıştır. Analizler sonucunda α-amilaz enzim aktivitesi için optimum pH değeri L. curvatus için pH 6, Y. lipolytica için ise pH 9 olarak belirlenmiş olup, enzim aktivite değerleri L. curvatus için 0.554-0.694 U/ml aralığında, Y. lipolytica için ise 0.059-0.136 U/ml aralığında tespit edilmiştir. α-Amilaz enzim aktivitesi için optimum sıcaklık değerleri ise L. curvatus'da 30 °C, Y. lipolytica'da ise 90 °C olarak bulunmuş olup, L. curvatus'da enzim aktivitesi 0.591-0.735 U/ml, Y. lipolytica'da ise 0.103-0.138 U/ml olarak tespit edilmiştir. Katyon etkisine bakıldığında, L. curvatus'da optimum konsantrasyon 1 mM CoCl2, Y. lipolytica'da ise 10 mM CoCl2 olarak bulunmuştur. Bu analizler sonrasında L. curvatus ve Y. lipolytica suşlarında protein miktarı belirlenerek spesifik enzim aktivitesi tespit edilmiştir. Spesifik aktivite değeri genel olarak L. curvatus izolatına kıyasla Y. lipolytica izolatında yüksek bulunmuştur. Relatif aktivite değerinde ise, L. curvatus optimum pH 6'da en yüksek aktivite gösterirken, ortam pH'sı 9'a çıktığında enzim aktivitesi yaklaşık %20'lik bir azalma kaydetmiştir. Y. lipolytica ise pH 9'da optimum aktivite gösterirken pH 5'de yaklaşık %60'lık bir aktivite azalması meydana gelmiştir. Sıcaklığın enzim aktivitesinde relatif etkisine bakıldığında çok dramatik azalmalar tespit edilmemiş, Y. lipolytica için 80 oC'de, L. curvatus için ise 70 oC'de %20'lik bir azalma meydana gelmiştir. Katyon etkisinde ise Y. lipolytica için daha belirgin aktivite azalmaları tespit edilmiş, 10 mM CaCl2 enzim aktivitesini azaltırken, daha yüksek aktivite için 10 mM CoCl2'e ihtiyaç duyulmuştur. Sonuç olarak LAB ve maya izolatlarının hem α-amilaz enzim aktivite değerleri hem de optimum aktivite sergiledikleri sıcaklık, pH ve katyon konsantrasyon seviyelerinin farklı olduğu ortaya konmuş ve seçilen bu LAB ve maya izolatlarının endüstriyel biyoteknolojide ve mikrobiyal enzim endüstrisinde göstermiş oldukları α-amilaz enzim aktivitesi sebebiyle yararlı olabileceği düşünülmüştür. Anahtar Kelimeler: Fermentasyon, Enzim, α-Amilaz, LAB, Maya

DETERMINATION and COMPARISON of ALPHA AMYLASE ACTIVITIES of LACTIC ACID BACTERIA and YEAST ISOLATES OBTAINED from DIFFERENT FERMENTED PRODUCTSŞeyda Nur TÜRKAYErciyes University, Graduate School of Natural and Applied SciencesMaster Thesis, August 2022Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Kevser KARAMANABSTRACTIn this study, 91 lactic acid bacteria and 234 yeast isolates were obtained from 94 household fermented products collected from different places. The α-amylase ability of these isolates was first determined qualitatively, and 75 LAB and 178 yeast samples were considered as positive. Then, quantitative α-amylase enzyme activity was performed on 20 LAB and 20 yeast isolates showing high enzyme activity. As a result of the analyses, 3 LAB (P4-2B, Y2-1B, S1-2B) and 4 yeast (Z5-1M, Yo7-1M, S7-1M, TY1-1M) isolates were identified that showed quantitatively α-amylase enzyme activity. TY1-1M (Yarrowia lipolytica) and Y2-1B (Latilactobacillus curvatus) isolates, which showed the high α-amylase enzyme activity, were selected and used to analyze the pH, temperature and cation effects on α-amylase enzyme quantitatively. As a result of the analyses, the optimum pH levels for L. curvatus and Y. lipolytica were determined as pH 6 and 9, respectively. The enzyme activity levels ranged between 0.554-0.694 U/ml for L. curvatus and 0.059-0.136 U/ml for Y. lipolytica. In terms of temperature effect on α-amylase enzyme activity, the optimum temperature was found to be 30 °C for L. curvatus and 90 °C for Y. lipolytica, and the enzyme activity levels were in the range of 0.103-0.138 U/ml and 0.591-0.735 U/ml for L. curvatus and Y. lipolytica, respectively. Considering the cation effect, it was found that optimum cation level was 1 mM CoCl2 for L. curvatus and 10 mM CoCl2 for Y. lipolytica. After these analyses, specific enzyme activity was determined by determining the amount of protein in L. curvatus and Y. lipolytica strains. The specific activity value was generally higher in Y. lipolytica isolate compared to L. curvatus isolate. In the relative activity value, L. curvatus showed the optimum activity at pH 6, while the enzyme activity decreased by approximately 20% when pH increased to 9. On the other hand, while Y. lipolytica showed optimum activity at pH 9, an approximately 60% decrease in activity occurred at pH 5. Considering the relative effect of temperature on enzyme activity, no dramatic decreases were detected, approximately 20% decrease occurred at 80 oC for Y. lipolytica and at 70 oC for L. curvatus. On the other hand, in the cation effect, more significant decreases were detected for Y. lipolytica, while 10 mM CaCl2 decreased the enzyme activity, 10 mM CoCl2 was needed for higher activity. As a result, it was revealed that both the α-amylase enzyme activity values and the temperature, pH and cation concentration levels at which the LAB and yeast isolates exhibited optimum activity were different, and it was thought that these selected LAB and yeast isolates could be useful in industrial biotechnology and microbial enzyme industry due to their amylase enzyme activity.Keywords: Fermentation, Enzyme, Amylase, LAB, Yeast