Peyniraltı suyu kullanılarak Mortierella isabellina ile mikrobiyel yağ üretim şartlarının optimizasyonu

Esansiyel yağ asitlerinin doğru beslenmenin ayrılmaz bir parçası olduğu ve eksikliğinin bir dizi rahatsızlığa neden olabileceği birçok araştıma ile tespit edilmiştir. Omega-6 esansiyel yağ asitleri serisine dâhil olan γ-linolenik asitin (GLA) birçok hastalığın tedavisinde kullanıldığı bilinmektedir. Romatoid artrite karşı etkili olması, kardiyovasküler risk faktörlerini azaltması, sinir iletim hızını normalleştirmesi bilinen faydalarından sadece birkaçıdır. Bu nedenle son zamanlarda birçok gıda GLA ile zenginleştirilmekte ve bu ürünlere olan talep de hızlı bir artış görülmektedir. GLA, geleneksel olarak, çuha çiçeği tohumları, hodan ve frenk üzümü gibi bitki kaynaklarından üretilmektedir. Ancak artan talebi karşılamak adına mikrobiyal kaynaklardan üretimi için kapsamlı araştırmalar yapılmaktadır. Bu tez çalışmasında, peyniraltı suyu substrat olarak kullanılarak Mortierella isabellina DSM 1414 ile mikrobiyel yağ üretimleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen GLA miktarı üzerine fermantasyon koşullarından olan besi ortamı başlangıç şeker oranı ve pH değeri, çalkalama hızı, farklı azot kaynakları, sıcaklık ve aşılama miktarı etkileri araştırılmıştır. Fermantasyon şartlarının optimize edilmesinde ilk olarak seçilen herbir parametrenin GLA üretiminde etki ve önemini belirlemek için "her defada tek etken metodu (one factor at a time)" kullanılmıştır. Bu kapsamda her bir deneme için ön kültür şartları kullanılarak besi ortamı başlangıç pH değerleri, azot kaynakları ve inokülasyon oranları değiştirilerek en yüksek GLA üretiminin elde edildiği şartlar seçilip ikinci aşamaya geçilmiştir. İlk olarak besi ortamı başlangıç pH değerlerinin GLA üretim miktarı üzerine etkisi incelenmiş ve en yüksek GLA üretiminin pH 7'de 0.55 g/L olarak gerçekleştiği tespit edilmiştir. Kullanılan azot kaynağının GLA üretimi üzerine etkisinin incelendiği fermantasyonlar sonucunda en yüksek GLA miktarının (0.70 g/L) maya özütü ile elde edildiği belirlenmiştir. Daha sonra inokülasyon oranının etkisinin incelendiği fermantasyonlardan yüksek GLA üretiminin (1.08 g/L) %9 inokülasyon oranına sahip fermantasyonlarda gerçekleştiği tespit edilmiş ve ikinci aşamaya geçilmiştir. Bu aşamada başlangıç şeker konsantrasyonu, çalkalama hızı ve fermantasyon sıcaklığının GLA üretimi üzerine etkisi, Cevap Yüzey Metodu yöntemlerinden olan Box-Behnken Tasarımı kullanılarak oluşturulan deneme deseni ile incelenmiştir. Tasarımın önerdiği deneyler sonucunda bağımsız değişkenlerin yanıt (GLA miktarı) üzerine olan etkilerini ifade eden modeller oluşturulmuş, modellerin uygunluğu varyasyon analizleri (ANOVA) ile değerlendirilmiştir. Elde edilen veriler sonucunda optimum değerler belirlenmiştir. Buna göre 81.87 g/L başlangıç şeker içeriği; 120 d/dk. çalkalama hızı ve 22°C fermantasyon sıcaklığı ile doğrulama fermantasyonları gerçekleştirilmiş ve bu şartlar altında 1.15 g/L GLA elde edilmiştir. Optimizasyon çalışmaları sonucu elde edilen GLA üretim miktarı 2.1 katına çıkarılmıştır. Beslenme ve sağlık açısından faydaları, yapılan birçok çalışma ile ispatlanmış çoklu doymamış yağ asitlerince zengin olan ve bu sebeple de dünya piyasasında gittikçe talebi artan mikrobiyel yağın ülkemizde de üretim potansiyelinin ortaya konulması ile ülke ekonomisine katkı sağlanacağı düşünülmektedir. Peynir üretim prosesi sırasında açığa çıkan peyniraltı suyunun substrat olarak kullanılması ile, hem değerli besin öğelerini içeren fakat atık durumundaki peyniraltı suyunun değerlendirileceği hem de bu atık maddenin çevreye vereceği zararın bertaraf edilebileceği ve aynı zamanda yüksek ekonomik değere sahip γ-linolenik asit (GLA) içeren mikrobiyel yağ üretimi gerçekleştirilerek katma değer sağlanabileceği düşünülmektedir.