Production of lactic acid by simultaneous saccharification and fermentation of horse chestnut shell by using Lactobacillus casei
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ZEYNEP BAŞAK ÇETİN
Danışman: DENİZ ÇEKMECELİOĞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Laktik asit, tekstil, gıda, ilaç ve kozmetik endüstrilerinde asitlendirici, aroma verici veya koruyucu olarak kullanılan çok işlevli bir organik asittir. Laktik asit üretimi için çoğunlukla tercih edilen yöntem bakteriyel fermantasyondur ancak sıklıkla kullanılan rafine şeker üretim maliyetini arttırmaktadır. Bu nedenle çevre dostu, sürdürülebilir ve düşük maliyetli yeni bir karbon kaynağı araştırılmaktadır. At kestanesinin tohumları çoğunlukla ilaç ve antioksidan üretiminde kullanılır, kabukları ise atıldır. Mevcut çalışmada umut vaat edici hammadde olarak ön işleme tabi tutulmuş at kestanesi kabuğundan laktik asit üretim prosesleri ve verimliliği araştırılmıştır. Ayrı hidroliz ve fermantasyon ve eş zamanlı sakkarifikasyon ve fermantasyon teknolojilerinin yanı sıra, bu iki prosesin avantajlarını bir araya getiren yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemde iki biyoreaktör, biri enzimatik hidroliz diğeri fermantasyon için, hortumlar aracılığıyla birbirlerine bağlanmış ve reaktörlerdeki besiyerleri pompa aracılığıyla sirküle edilmiştir. Böylece, enzimatik hidroliz için kullanılan reaktörde enzim için, fermantasyon için kullanılan reaktörde de mikroorganizma için gerekli optimal pH ve sıcaklık koşulları sağlanmıştır. Enzim ve mikroorganizmanın efektif çalışmasına ek olarak, reaktörler arasındaki ortam sirkülasyonu enzim aktivitesinde geri dönüşü olmayan ürün inhibisyonu nedeniyle düşüşü önlemiştir. Deneyde sıcaklık ve pH parametreleri değiştirilirek elde edilen laktik asit derişimi ve verimi kıyaslanmıştır. Enzimatik hidrolizden sonra, hidrolizattaki toplam şeker, ayrı hidroliz ve fermantasyonda L. casei aracılığıyla 18.25 g L-1 laktik aside dönüştürüldü ve verim 0.0.18 g g-1 (kuru at kestanesi kabuğu) olarak hesaplandı. Aynı parametrelerin kullanıldığı eş zamanlı sakkarifikasyon ve fermantasyon prosesinde 6.45 g L-1 laktik asit elde edilirken verim 0.065 g g-1 olarak saptandı, en yüksek laktik asit titresi (42.1 g L-1) ve verimi (0.42 g g-1) ise iki biyoreaktörlü eş zamanlı sakkarifikasyon ve fermantasyon prosesinde oldu. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, at kestanesi kabuğu gibi lignoselülozik hammaddelerden değerli son ürün elde edilmesinde, optimal koşulları birbirine yakın olmayan mikroorganizma ve enzim için iki biyoreaktörlü eş zamanlı sakkarifikasyon ve fermantasyon yöntemi umut vaat etmektedir.