Katı faz fermantasyon (Solid State Fermentation;SSF) tekniğiyle Bacillus circulans'tan ?-amilaz ve ß-galaktozidaz üretimi

Enzim teknolojisinin giderek gelişmesi, ürünlerin kullanım alanlarının çeşitliliği ve ekonomik değerinin çok yüksek olması nedeniyle biyoteknolojinin endüstriyel enzimlerle ilgili alanında yapılan araştırmalar gittikçe önem kazanmaktadır.?-amilaz ve ß-galaktozidaz günümüz biyoteknolojisinin en önemli enzimleri arasındadır. Bu enzimlerin çok sayıda endüstriyel uygulamaları bulunmaktadır. ?-amilaz; yiyecek, fermantasyon, tekstil, kağıt, deterjan endüstrisi ve tıp gibi pek çok kullanım alanına sahiptir. ß-galaktozidaz ise laktozun enzimatik hidrolizini katalizleyerek sağlık ve yiyecek teknolojisi açısından oldukça faydalı sonuçlar sağlamaktadır.Çalışmamızda SSF yöntemiyle Bacillus circulans'tan ?-amilaz ve ß-galaktozidaz üretimi ve bu enzimlerin bir takım optimizasyonları tespit edilmeye çalışıldı. SSF besiyerini oluşturmak için katı substrat olarak pamuk küspesi, mısır küspesi, elma kabuğu, muz kabuğu, portakal kabuğu, pirinç kabuğu, buğday kepeği ve darı kullanıldı. En iyi aktivite pirinç kabuğunda elde edildi. Bu nedenle daha sonraki çalışmalarımızda pirinç kabuğu katı substrat olarak kullanıldı.Enzimlerin üretimi için en iyi inkübasyon süresi 48. saat, en iyi inkübasyon sıcaklığı 37ºC olarak tespit edildi. Uygun ekim miktarı, uygun nem miktarı ve başlangıç pH tespiti amacıyla yapılan deneylerde, ?-amilaz için uygun ekim miktarı %25, ß-galaktozidaz için %35; uygun nem miktarı her iki enzim için %20 ve başlangıç pH'sı 7.5'te elde edildi.50mM NaCI, %1 CHAPS, %1 TritonX100, %1 SDS, %1 Tween 40, saf su, pH 6.8 ve pH 7.0 sodyum fosfat tamponu ve çeşme suyu kullanılarak uygun ekstraksiyon ortamı belirlenmeye çalışıldı. Her iki enzim için en iyi aktivite çeşme suyunda elde edildi.25ºC ? 90ºC sıcaklık aralıklarında yapılan aktivite tayinlerinde ?-amilaz için optimum aktivite sıcaklığı 70ºC ve ß-galaktozidaz için 60ºC olarak tespit edildi.Enzimlerin üretiminde en iyi aktivite katı substrat karışımlarından 0.5g darı + 4.5g pirinç kabuğu karışımında elde edildi.%1 oranındaki farklı azot ve karbon kaynaklarının enzimlerin üretimi üzerine etkisi incelendi. ?-amilaz için en iyi azot kaynağı amonyum klorür ve amonyum nitrat iken ß-galaktozidaz için azot kaynaklarının enzim üretimini arttırıcı bir etkisinin olmadığı belirlendi. %1 oranındaki karbon kaynaklarının ise enzimlerin üretimini arttırmadığı tespit edildi.%0.1 oranındaki metal iyonlarının enzimlerin üretimi üzerine etkisi incelendi. Her iki enzim için ZnSO4.7H2O ve CuSO4.5H2O'da aktivite görülmezken MgSO4.7H2O, FeSO4.7H2O ve CaCl2'nin kontrole göre düşük çıktığı belirlendi.Anahtar sözcükler : SSF, ?-amilaz, ß-galaktozidaz, Bacillus circulans.