Investigation of bioreactor operation conditions for serine alkaline protease production by Bacillus subtilis
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2003
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ELİF ÖZDEMİR
Danışman: PINAR ÇALIK
Özet:Bu çalışmada, rekombinant Bacillus türleri ile serin alkali proteaz (SAP) üretimini artırmak için kompleks ortam tasarımı yapılmıştır. Bu çerçevede, karıştırma (N=200 dk"1) ve sıcaklık (T=37°C) kontrollü laboratuvar ölçekli biyoreaktörlerde, glukoz, sukroz, inorganik azot kaynağı, kazein, yağsız soya ve melas etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, deneylere mikroorganizma seçimi ile başlanmıştır ve kompleks ortam için en uygun mikroorganizmanın pHV1431. -.-subC geni taşıyan r-B.subtilis olduğu bulunmuştur. Soyanın azot kaynağı olarak kullanılacağı düşüncesiyle, (NH4)2HP04 derişiminin etkisi araştırılmış, maksimum SAP aktivitesi, (NH4)2HP04 içermeyen ortamda bulunmuş ve soya azot kaynağı olarak seçilmiştir. Sonra, soya ve glukozun, soya ve sukrozun, soya ve melasın ve, kazein ve sukrozun ikili etkileri incelenmiştir. Bunların arasında, maksimum aktivite 3852 U cm"3 olarak t=46 st'te Csoya0 = 20 kg m"3 and CSUkroZ° =15 kg m"3 ile elde edilmiştir. Bundan sonra, inorganik bileşiklerin etkisi araştırılmış ve SAP üretiminde soyanın, fosfat dışındaki inorganik kaynaklar için yeterli olduğu bulunmuştur ve, fosfat derişiminin optimizasyonu ile aktivite 5347 U cm"3 değerine yükselmiştir. Son olarak, sıcaklık, pH, köpük, hava girişi ve karıştırma hızı kontrollü 2.0 dm3 hacimli pilot ölçek biyoreaktör sisteminde, hücre derişimi, proteaz üretimi, oksijen tüketim hızı ve oksijen aktarım katsayısının zamanla değişimi araştırılmıştır. Maksimum SAP aktivitesi t=27 st'te 4737 U cm"3 olarak elde edilmiş ve biyoproses süresince oksijen aktarım katsayısının 0.0096-0.0435 s"1 değerleri arasında; oksijen tüketim hızının 0.001-0.006 mol m"3 s"1 değerleri arasında; spesifik oksijen tüketim hızının ise 0.0001- 0.0022 değerleri arasında değiştiği bulunmuştur.Anahtar Kelimeler: Serin Alkali Proteaz, üretim, Bacillus, kompleks ortam, soya, melas, kazein, oksijen aktarım katsayısı ve oksijen tüketim hızı.