Magnetik nanotanecik içeren alginata tutuklanmış mikroorganizma ile laktik asit üretimi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ASLI KAÇAR

Danışman: EMİNE BAYRAKTAR

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Çalışmanın amacı, Lactobacillus casei (DSM20011) mikroorganizmasının tutuklanarak, glukozdan laktik asit üretimi, fermentasyon ortam koşullarının Cevap Yüzey Yöntemi (RSM) ile optimizasyonunun gerçekleştirilmesi ve kinetik hız sabitlerinin bulunmasıdır. Tutuklama da Fe3O4 nanoparçacıkları kullanılmıştır. Fe3O4 nanoparçacıkları birlikte çöktürme yöntemi ile sentezlenmiş, sentezlenen Fe3O4 nanoparçacıkları APTES ve Dopamin ile ayrı ayrı fonksiyonelleştirilleştirilmiştir. Fonksiyonelleştirilmiş Fe3O4 nanoparçacıkları ve aljinat- Fe3O4 nanoparçacıkları ile ayrı ayrı hücre tutuklama deneyleri gerçekleştirilmiş, tutuklanan Lactobacillus casei hücrelerinden laktik asit üretimi çalışılmıştır. Nanotaneciklere istenilen oranda tutuklama gerçekleşemediği için çalışmanın devamında mikroorganizma, nanoyapıda Fe3O4 içeren kalsiyum aljinata tutuklanarak laktik asit üretimi üzerine üretim parametreleri incelenmiştir. pH ve sıcaklık etkilerinin incelendiği ön çalışmalarda, 6.5 pH ve 25 °C sıcaklık değerlerinde 14.3 g/L laktik asit elde edilmiştir. RSM deneylerinde mikroorganizma derişimi, substrat derişimi ve deney süresi parametrelerinin laktik asit derişimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Laktik asit derişiminde en yüksek sonuçlara, mikroorganizma derişiminin 4.5 g/L ve substrat derişiminin 30 g/L alınarak başlatıldığı ve deney süresinin 96 saat sürdüğü çalışmalarda varılmıştır. Bu değerler sonucunda laktik asit derişimi 28.1 g/L değerine ulaşmıştır. Elde edilen bu koşullarda tutuklanmış mikroorganizmaların tekrar kullanımını incelenmiş ve dördüncü kullanım sonunda laktik asit derişiminin %72.8 i korunmuştur. Çalışmanın ikinci bölümünde tutuklanmış mikroorganizmalarla laktik asit üretim kinetiği incelenmiş, kinetiğin substrat aktivasyon modeline uyduğu belirlenmiştir. Kinetik sabitleri sırasıyla; rsmax= 11.385 mmol/L.h, K1= 31.9012 mmol/L ve K2=0.7285 mmol/L olarak bulunmuştur. Çalışmada etkinlik katsayısı yaklaşık 1.00 bulunmuş ve gözenek içi ve dışı difüzyonve kütle aktarım kısıtlamaları olmadığı belirlenmiştir. Böylece, bulunan hız denklemindeki sabitler, kısıtlamasız durumdaki gerçek hız sabitleri olarak ele alınmıştır.