Pirinç ve üzüm atıklarından gellan gam üretimi ve gamların çeşitli kalite özelliklerinin belirlenmesi

Bu çalışmada, tarımsal atık olan pirinç kepeği ve üzüm posasının gellan gam üretiminde karbon kaynağı olarak değerlendirilme potansiyeli araştırılmıştır. Araştırma kapsamında; Sphingomonas paucimobilis (ATCC 31461) standart suşu ile pirinç kepeği ve üzüm posası substratları kullanılarak optimum üretim parametrelerinde gellan gam üretilmiş ve üretilen gamların kimyasal komposizyonları ile fizikokimyasal, teknolojik ve reolojik özellikleri belirlenmiştir. Atık maddelerden elde edilen gamların mayonez, dondurma ve marmelat gibi model gıdalarda kullanım olanakları araştırılmıştır. Pirinç kepeği substratı ile optimum gellan gam verimi 11,96 gL-1 olarak %5 glukoz, %10 inokulum ve 300 rpm karıştırma hızında, üzüm posası substratı ile optimum verim 12,08 gL-1 olarak %5 glukoz, %4 inokulum ve 300 rpm karıştırma hızında elde edilmiştir. Tarımsal atıkların gellan gama dönüşüm oranları pirinç kepeği ve üzüm posası için sırasıyla % 23,92 ve % 24,16 olarak tespit edilmiştir. Gamların kıvamlılık indeksleri gam-üzüm posası, gam-pirinç kepeği ve gam- ticari için sırasıyla, 43,53 Pa.sn, 2,00 Pa.sn ve 53,00 Pa.sn olarak tespit edilmiş olup, gam üzüm posasının daha iyi viskozite özellikleri gösterdiği ancak viskozitesini sıcaklık karşısında en iyi koruyabilen gamın ise gam-pirinç kepeği olduğu belirlenmiştir. Üretilen gamların ticari gam ile benzer şekilde ana monomerleri olan glukoz, ramnoz ve glukuronik asitten oluştuğu tespit edilirken bileşim oranlarında ise farklılıklar olduğu belirlenmiştir. Gellan gamların reolojik özellikler üzerine etkili olan asetik asit içerikleri % 0-2,95 arasında ve molekül ağırlıkları 228 kDa-1009 kDa arasında bulunmuştur. Asetil gruplarının reolojik özellikler ile bağlantılı olduğu, buna göre asetik asit içeriği azaldıkça gamların reolojik özelliklerinin belirgin bir şekilde daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Gamların kimyasal komposizyonu, teknolojik ve reolojik özelliklerinin substrat kaynağına bağlı olarak değiştiği belirlenmiştir. Genel olarak, gellan gamların 1H-NMR spektrumlarında yapı iskeletlerinin önemli bir oranını oluşturan glukoz içerikleri ile bağlantılı olarak 4,81 ppm'de belirgin pik verdikleri görülmüştür. Üretilen gamların konformasyonel yapıları FTIR analizi ile ortaya konmuş ve tüm gam örneklerinin 800 cm-1-3400 cm-1 spektral bölgesinde benzer tipik pikler verdiği tespit edilmiştir. Üretilen gellan gamların mayonez ve marmelat model gıdalarında kıvam özelliklerini, dondurmada ise erime stabilitesini arttırdığı belirlenmiştir. Sonuç olarak pirinç kepeği ve üzüm posası tarımsal atıklarının düşük maliyet, yüksek verim ve fonksiyonel özellikleri ile gellan gama dönüşümü endüstiyel olarak güçlü bir potansiyel taşımaktadır.