Pseudomonas fluorescens (NRRL B-2641) bakterisi kullanılarak lipaz üretimi

Bu çalışmada, bir gram (-) bakteri olan Pseudomonas fluorescens kullanılarak kesikli fermantasyon ile hücre dışı lipaz enzim üretimi gerçekleştirilmiş ve enzim üretimi üzerine ortam parametrelerinin etkisi incelenmiştir.Araştırmanın ilk bölümünde; sentetik fermantasyon ortamında kullanılan karbon ve azot kaynakları ile iz elementler değiştirilmiş ve optimum enzim üretim ortamı belirlenmiştir. Fermantasyon ortamına eklenen farklı karbon kaynakları içerisinde en yüksek aktivite %1 mısır yağı konsantrasyonunda elde edilmiştir. Farklı azot kaynağı konsantrasyonlarında P.fluorescens, organik azot kaynaklarında hem daha iyi büyüme hem de daha yüksek aktivite göstermiştir. Azot kaynakları içerisinde en yüksek aktivite % 0.4 pepton içeren fermantasyon ortamında bulunmuştur. Daha sonra fermentasyon ortamında bulunan fosfat konsantrasyonu değiştirilmiş ve en yüksek aktivite % 0.1 KH2PO4 ve K2HPO4 içeren ortamda elde edilmiştir. İyonlarının etkisini incelemek için Ca2+ ve Na+ iyonları kullanılmış ve % 0.03 CaCl2.2H2O içeren fermantasyon ortamında enzim aktivitesi yükselmiştir. Optimize edilen fermantasyon ortamında (% 1 mısır yağı, % 0.4 pepton, % 0.1 KH2PO4, % 0.1 K2HPO4, % 0.0005 MgSO4.7H2O, % 0.03 CaCl2.2H2O) en yüksek aktivite 3.425 U/mL olarak bulunmuştur.Optimize edilen fermantasyon ortamında (CaCl2.2H2O kullanılmadan); karbon kaynağı olarak atık kızartma yağların kullanıldığı ortamda, en yüksek enzim aktiviteleri patates ve tatlı kızartılmış atık yağlar için sırasıyla, 3.850 ve 3.975 U/mL olarak elde edilmiştir. Bu sonuç, atık kızartma yağlarının enzim üretimi için daha etkin bir substrat olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Ayrıca fermantasyon ortamında bulunan yağ asitleri analiz edilmiş ve yağ asitlerinin P.fluorescens'in kullanımı sonucu zamanla azaldığı gözlenmiştir.Çalışmanın ikinci bölümünde; karbon kaynağı olarak bir katı substrat olan ayçekirdeği küspesi kullanılmış ve P.fluorescens'in lipaz enzimi üretilebilirliği araştırılmıştır. Mikroorganizmanın fermantasyon ortamı; musluk suyu, % 10 ayçekirdeği küspesi ve % 1 pepton içerdiği zaman maksimum 6.100 U/mL lipaz enzimi ürettiği belirlenmiştir. Doğal bir substrat olan ayçekirdeği küspesi kullanıldığında enzim aktivitesinin arttığı görülmüştür.Çalışmanın son aşamasında, laboratuar ölçekli 6 L hacmindeki biyoreaktör kullanılarak, farklı karıştırma ve hava akış hızlarında; enzim aktivitesi, sıvı faz hacimsel kütle transfer katsayıları (kLa) ve oksijen tüketim hızları (ro) hesaplanmış, en yüksek aktivite 0.32 vvm hava akış hızı ve 350 rpm karıştırma hızında, 2.350 U/mL olarak bulunmuştur. Bu ortamda en yüksek kLa ve ro değerleri ise sırasıyla 0.0423 s-, 0.0273 mg/L/s olarak elde edilmiştir. Biyoreaktörde gerçekleştirilen üretimlerde hava ve karıştırma hızları ile enzim miktarının arttığı, dolayısıyla da lipaz üretim prosesinde oksijen transferlerinin önemli olduğu görülmüştür.