Laktik asit bakteri kültürlerinden tek hücre protein konsantratlarının üretimi ve teknolojik özelliklerinin belirlenmesi

Bu tez çalışmasında, Lb. plantarum MF4 ve Lb. brevis MF343 suşları kullanılarak tek hücre protein (THP) üretimi için uygun fermantasyon koşulları belirlenmiş ve üretilen tek hücrelerden proteinlerin ekstraksiyonu ve saflaştırılması gerçekleştirilerek elde edilen protein konsantratlarının kimyasal ve teknolojik özellikleri belirlenmiştir. Buna göre farklı besiyeri (MR, SS, MS, SM), pH değeri (pH 6.0, 6.5, 7.0), sıcaklık (25, 30, 35oC) ve çalkalama hızlarında (50, 200 rpm) gerçekleştirilen fermantasyonlarda en yüksek biyokütle üretimi Lb. plantarum MF4 suşu ile MS besiyerinde 2.57 g/L (35oC, pH 7.0, 12. saat) ve Lb. brevis MF343 suşu ile 2.27 g/L (35oC, pH 6.5, 24. saat) olarak elde edilmiştir. Çalkalamalı fermantasyon koşullarında biyokütle üretiminde herhangi bir artış sağlanamamıştır. Fermantasyonlarda elde edilen spesifik gelişme hızı ve hacimsel verimlilik değerleri ise Lb. plantarum MF4 için 0.405 h-1, 0.212 g/L.h; Lb. brevis MF343 için 0.384 h-1, 0.094 g/L.h olarak hesaplanmıştır. Optimum THP üretim koşullarında gerçekleştirilen fermantasyon ile üretilen LAB hücreleri ve ticari maya hücreleri etkili bir ekstraksiyon için sonikasyon, enzimler ve homojenizatör yardımı ile parçalandıktan sonra proteinlerin ekstraksiyonuna pH, seyreltme oranları ve NaCl gibi etmenlerin etkisi belirlenmiştir. Ekstraksiyonlarda MF4, MF343 ve Maya hücre homojenizatlarında en yüksek ekstraksiyon verimleri pH 12'de 2.25 seyreltme oranlarında sırası ile %69.84, %85.14, %55.42 olarak gerçekleşmiştir. Saflaştırma aşamasında hücre ekstraksiyon sıvılarından proteinlerin geri kazanımı için alkol ve izoelektrik çöktürme teknikleri kullanılmıştır. Alkol ile gerçekleştirilen çöktürme işlemlerinde %80 alkol konsantrasyonunda MF4 ekstraktlarında %79.73, MF343 ekstraktlarında %77.81 ve Maya ekstraktlarında ise %86.75 protein geri kazanım oranları elde edilmiştir. İzoelektrik çöktürme ile gerçekleştirilen saflaştırmalarda ise MF4 ekstraktında pH 3.5 (%86.64), MF343'de pH 2.5 (%94.77) ve Maya için pH 3.0 (%88.77) değerinde en yüksek protein geri kazanım oranları hesaplanmıştır. Uygun koşullarda izolektrik çöktürme ile üretilen THP konsantratlarının kurumaddedeki protein içerikleri MF4 örneğinde %72.47, MF343'de %73.09 ve Maya örneğinde ise %62.79 olarak bulunmuştur. THP konsantratlarının aspartik, glutamik ve lizin aminoasit içeriklerinin diğer aminoasitlere göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Üretilen THP konsantratlarının bazı teknolojik özellikleri de incelenmiş olup MF4 ve MF343 örneklerinde protein çözünürlük oranları %79 ve %98, yağ absorbsiyon kapasiteleri %16, %17, köpük kapasiteleri %220 ve %260, emülsiyon aktivite indeksleri (EAI) ve emülsiyon stabilite indeksleri (ESI) ise 122.65 m2/g - 18.61 dk. ve 104.66 m2/g - 35.12 dk. olarak bulunmuştur. Laktik asit bakteri suşlarından THP üretim fermantasyon koşulları optimize edilerek üretimleri gerçekleştirilen protein konsantratlarının kimyasal ve teknolojik özellikleri belirlenerek gıda sanayii için kullanılabilirlilikleri ortaya konmuştur.