Escherichia coli W pqq+ vgb+ rekombinant suşu ile şeker pancarı melasından glukonik asit üretiminin biyoreaktörde incelenmesi

Bu çalışmada, TÜBİTAK 1001 (117R003) projesi kapsamında geliştirilen Escherichia coli W pqq+ vgb+ rekombinant suşu kullanılarak ekonomik bir karbon kaynağı olan şeker pancarı melasından ve şeker pancarı küspesinden glukonik asit (GA) üretimi gerçekleştirilmiştir. Kullanılacak fermantasyon ortamı erlenlerde optimize edilmiş ve döner tambur biyoreaktöründe yarı katı hal fermantasyonu ile biyoreaktör işletim parametrelerinin glukonik asit üretimi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla ilk aşamada erlenlerde, Cevap Yüzey Yöntemi (CYY) metotlarından biri olan Placket-Burman (PB) ile tarama deneyleri belirlenerek çalışmalar yapılmış ve GA üretimi üzerinde etkin olan fermantasyon ortam bileşenleri belirlenmiştir. İkinci aşamada ise Merkezi Kompozit Dizayn (MKD) yöntemi kullanılarak etkin parametrelerin optimum değerleri belirlenmiştir. GA üretimi üzerine etkisinin en fazla olduğu belirlenen dört bağımsız değişken; Şeker Pancarı Küspesi (g/L), Şeker Pancarı Melası (g/L), CaCO3 (g/L) ve aşılama oranı (v/v, %)'dır. Maksimum GA üretiminin sağlandığı ortamda; küspe 5 g/L, CaCO3 13 g/L, melastaki toplam şeker konsantrasyonu 75 g/L ve aşılama oranı % 7.5'tir. Mevcut optimum fermantasyon ortamı kullanılarak 3 L çalışma hacminde döner tambur biyoreaktörde çalışmalar yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda maksimum GA üretimi; 1.85 L/dk havalandırma hızı, 34.2 rpm devir hızı ve 6.56 pH koşullarında 38.5 g/L olarak tespit edilmiştir. Sonuç olarak, E.coli W suşundan elde edilen rekombinant suşun (E. coli W pqq+ vgb+) Aspergillus niger gibi GA üretiminde klasik olarak kullanıldığı mikroorganizmalara göre fermantasyon prosesinin daha hızlı gerçekleştiği, kullanılan karbon kaynağının üretim maliyetini düşürdüğü ve yüksek verimlilikle üretimin gerçekleştirildiği söylenebilir.