Modifiye kitosan türevlerinde immobilize edilen lakkaz ile boya gideriminin incelenmesi

Sentetik boyalar yaygın olarak tekstil, kâğıt, kozmetik, deri boyama, renkli fotoğraf, ilaç ve gıda endüstrisinde renk verici maddeler olarak kullanılmaktadır. Sentetik boyaların doğal boyalar ile karşılaştırıldığında ışığa ve sıcaklığa karşı yüksek stabilite göstermesi, sentezinin kolay olması ve uygun maliyet sağlaması gibi özelliklerinden dolayı boya ve tekstil sanayinde kullanımı önemli ölçüde artmıştır. Bu boyaların toksik, mutajenik ve kanserojen etkileri olduğu bilinmektedir. Bunun yanı sıra sentetik boyalar ciddi çevre kirliliğine neden olmaktadır. Atık sulardan boya giderimi için pek çok fiziksel ve / veya kimyasal yöntemler bulunmaktadır, fakat piyasadaki mevcut yöntemlerin çoğunun pahalı olması bu yöntemlerin uygulamasını kısıtlar. Ayrıca bu yöntemlerde aşırı kimyasal kullanımı ikincil bir çevre kirliliği problemine neden olmaktadır. Bu nedenle araştırmacılar, daha ekonomik ve etkili yollar incelemektir ve bu yöntemlere alternatif olarak enzimatik boya giderimi uygulamaları son yıllarda büyük ilgi görmüştür. Enzimlerin aktivitesinin, kararlılığının ve seçiciliğinin arttırılması için, genellikle enzimin katı bir destek üzerine immobilizasyonu çalışmalarına yoğunlaşılmıştır. Lakkaz enziminin hem spesifikliğinin yüksek olması hem de geniş bir substrat aralığına sahip olması boya ve fenol giderimi, ağartma gibi biyoteknolojik uygulamalarda biyokatalizör olarak kullanımına yol açmıştır. Bu çalışmada, üç sentetik tekstil boyası, Metil Kırmızısı (MR), Metilen Mavisi (MB) ve Kristal Viyole (CV) `nin immobilize lakkaz ile tekstil boyası içeren sulu çözeltilerden giderimi incelendi. MWCNT-kitosan kompozit lakkaz (benzendiol: oksijen oksidoredüktaz, EC 1.10.3.2) immobilizasyonu için taşıyıcı olarak kullanılmıştır. Serbest enzim ve MWCNT-CS boncuk üzerine immobilize edilen lakkazın karakterizasyon ve optimizasyon çalışmaları sonucunda, serbest lakkaz için optimum pH 4.0, immobilize lakkaz için optimum pH 5.0 ve sıcaklık 40 °C olarak saptandı. Depolama çalışmalarında ise serbest lakkaz ve immobilize lakkaz enzimleri 4°C ve 25 °C? de depolanarak belirli aralıklarla aktiviteleri ölçüldü. Depolama çalışmaları sonucu immobilize lakkazın serbest lakkaza göre 4°C ve 25°C? de daha kararlı olduğu saptandı. Etkili bir boya giderimi için pH, sıcaklık, süre, başlangıç boya konsantrasyonu, boncuk miktarı gibi farklı parametrelerde enzimatik boya giderimi incelendi. Boya giderimi çalışmalarında optimum pH MR boyası için pH 6.0, MB boyası için pH 5.0 ve CV boyası için pH 4.0 olarak belirlendi. Yüzde boya giderimi 120 dakika sonunda MR boyası için %64.2, MB boyası için %72.3 ve CV boyası için %40.2 olarak bulundu. Optimum deney koşulları altında 35 °C? de 130 rpm? de 24 saat inkübasyon sonucu toksik azo boyası MR için % 96.9, bazik boya MB için % 93.1 ve katyonik bazik boya CV için %79.5 giderim gerçekleşti.