Rhizopus oryzae'den laktik asit üretimi

ÖZET Yüksek Lisans Tezi RHIZOPUS ORYZAE ' DEN LAKTİK ASİT ÜRETİMİ Şule BULUT Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı 2001, Sayfa 106 Bu çalışmada, küf mantarı olan Rhizopus oryzae' den laktik asit üretimi için gerekli proses şartlan hem erlenlerde hem de biyoreaktörde incelenmiştir. Laktik asit üretimine, karbon kaynağının, başlangıç pH' sının, karıştırma hızının ve başlangıç spor konsantrasyonunun etkisi izlenmiştir. Erlenlerde, mikroorganizma serbest ve poliüretan destek maddesine tutuklanmak üzere iki farklı biçimde kullanılmıştır. Erlenlerde serbest haldeki mikroorganizmalarla yapılan çalışmalarda, 5 farklı karbon kaynağının ( glikoz, sakkaroz, melas, keçiboynuzu ve buğday kepeği ) laktik asit üretimine etkisi araştırılmıştır.. Ayrıca karbon kaynağının direkt olarak kullanılmasının veya bazı ön işlemlerden geçirilerek (kaynatma, ekstrakte etme, bazı katkı maddeleri ilave etme v.b.) kullanılmasının fermantasyon üzerine etkileri ayrı ayrı incelenmiştir. Başlangıç pH' sı, karıştırma hızı ve başlangıç spor konsantrasyonun etkisi glikoz içeren sentetik bir ortamda incelenmiştir. Farklı karbon kaynaklarının kullanıldığı çalışmalarda, oluşan en yüksek laktik asit miktarları 59.95, 20.07, 49.28, 36.86 ve 23.47 g/L konsantrasyonlarında olup, bu değerler sırasıyla 150 g/L glikoz, 50 g/L sakkaroz,II 400 g/L melas, % 10 (w/w) ekstrakte edilmiş keçiboynuzu ve 50 g/L buğday kepeği + 50 g/l glikoz içeren besi ortamları için elde edilmiştir. Edenlerde mikroorganizmanın poliüretan destek maddesine tutuklanarak kullanıldığı deneylerde, iki farklı karbon kaynağı (glikoz ve melas) seçilmiştir. Başlangıç pH'sı, karıştırma hızı ve spor konsantrasyonunun etkisi, serbest mikroorganizma çalışmalarında olduğu gibi glikoz içeren besi ortamında yapılmıştır. Rhizopııs oryzae' nin immobilize halde kullanıldığı deneylerde üretilen maksimum laktik asit 88.75 g/L olup, bu değer 150 g/L glikoz içeren besi ortamında elde edilmiştir. Edenlerde tutuklanmış haldeki Rhizopııs oryzae'nin tekrar kullanılabilirliğini incelemek amacıyla, kullanılmış besiyeri, aynı şartlardaki taze besi yeri ile 2, 3, 4 ve 5 günlük aralıklarla değiştirilmiştir. En iyi sonuçlar değiştirme işleminin 2 günlük aralıklarla yapılmasında elde edilmiş ve 51.7 g/L konsantrasyonuna ulaşan maksimum laktik asit daha sonraki tekrarlamalarda hemen hemen aynı seviyelerde kalmıştır. Deneylerin bir diğer aşamasında laktik asit fermantasyonu, karıştırman reaktörde gerçekleştirilmiştir. Substrat olarak 150 g/L konsantrasyonunda glikozun kullanıldığı bu deneyde R.oryzae' nin gelişiminin ve laktik asit fermantasyonunun, havalandırmalı şartlardaki değişimi incelenmiştir. En yüksek laktik asit miktarı, 216. saatte 102.78 g/L konsantrasyonunda elde edilmiştir. Bu miktar, yapılan tüm deneylerde elde edilen en yüksek laktik asit konsantrasyonu olup, bu da Rhizopus oryzae'den laktik asit üretiminde ölçek büyütmenin (scale-up) avantajlı olduğunu göstermektedir. Anahtar Kelimeler : Laktik asit, Rhizopııs oryzae, katı-hal fermantasyonu, proses şartlan, immobilizasyon.