Dolgulu kolon biyoreaktör sisteminde a-amilaz ve selülaz enziminin eş zamanlı biyosentezi

Bu çalışmada, Bacillus amyloliquefaciens NRRL B-645 suşu kullanılarak, mısır kepeği ve fındık küspesinden oluşan bir substrat karışımı üzerinde katı hal fermentasyonu (KHF) yöntemiyle α-amilaz ve selülaz enzimlerinin eşzamanlı üretimi gerçekleştirilmiştir. Her bir enzim için en uygun fermentasyon ortam bileşimi erlenmayerlerde optimize edilmiş ve ardından laboratuvar ölçekli dolgulu kolon biyoreaktör sisteminde işletim koşullarının enzim üretimi üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Her iki optimizasyon aşamasında Merkezi Kompozit Tasarım (MKT) yaklaşımı kullanılmıştır. Erlenmayer deneylerinde α-amilaz için optimum ortam bileşimi kütlece %25 mısır kepeği, %75 fındık küspesi, 6.0 ml inokülüm hacmi ve 1.6 ml azot kaynağı; selülaz için ise %52 mısır kepeği, %48 fındık küspesi, 4.8 ml inokülüm hacmi ve 1.5 ml azot kaynağı olarak belirlenmiştir. Bu koşullarda en yüksek αamilaz (120.3 U/g) ve selülaz (1138.4 U/g) aktivitelerine sırasıyla 114 ve 90 saatlik inkübasyon sonunda ulaşılmıştır. Optimum ortam bileşimleri dolgulu kolon biyoreaktör sistemine aktarılmış ve α-amilaz için 0.154 l/dk hava akış hızı, 35.8 °C sıcaklık ve 15 g dolgu miktarı; selülaz için ise 0.164 l/dk hava akış hızı, 35.5 °C sıcaklık ve 14.5 g dolgu miktarı koşullarında sırasıyla 190.9 U/g ve 1354.8 U/g enzim aktivitelerine ulaşılmıştır. Sonuç olarak, bu çalışma ile mısır kepeği ve fındık küspesi gibi endüstriyel yan ürünlerin belirli oranlarda karıştırılarak katı hal fermantasyonunda substrat olarak değerlendirilebileceği ve uygun optimizasyon stratejileri ile ticari olarak değerli enzimlerin üretilebileceği ortaya konmuştur. Anahtar Kelimeler: Katı hal fermentasyonu, Bacillus amyloliquefaciens, Dolgulu kolon biyoreaktörü, αAmilaz, Selülaz, Mısır kepeği, Fındık küspesi