Biyotransformasyon

Kısaca: ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜYÜKSEK LİSANS TEZİBİYOTRANSFORMASYON ile 3-METİL BÜTANOLDEN 3-METİL BÜTİRİK ASİT ÜRETİMİNursel GÜLSOYKİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALIANKARA2000Her hakkı saklıdır ÖZETYüksek Lisans TeziBİYOTRANSFORMASYON ile 3-METİL BÜTANOLDEN 3-METİL BÜTİRİK ASİT ÜRETİMİ Nursel GÜLSOYAnkara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim DalıDanışman: Prof. ...devamı ☟

ANKARA ÜNİVERSİTESİ

 FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ



YÜKSEK LİSANS TEZİ



BİYOTRANSFORMASYON ile 3-METİL BÜTANOLDEN

 3-METİL  BÜTİRİK ASİT ÜRETİMİ

Nursel GÜLSOY



KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI



ANKARA

2000



Her hakkı saklıdır

 ÖZET

Yüksek Lisans Tezi

BİYOTRANSFORMASYON ile 3-METİL BÜTANOLDEN

 3-METİL  BÜTİRİK ASİT ÜRETİMİ 

Nursel GÜLSOY

Ankara Üniversitesi

 Fen Bilimleri Enstitüsü 
 Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı

Danışman: Prof. Dr. Ülkü MEHMETOĞLU

 

Biyotransformasyonla 3-metil bütirik asit, asetik asit bakterileri ile iki adımlı bir tepkime ile 3-metil bütanolden üretilmektedir. Bu tepkime adımlarını katalizleyen enzimler, hücre içi membrana bağlı alkol dehidrojenaz (ADH) ve aldehit dehidrojenaz (ALDH) enzimleridir. İlk adımda 3-metil bütanol, ADH enzimi ile katalizlenerek 3-metil bütanal üretilmektedir. İkinci adımda ise, 3-metil bütanal ALDH enzimi ile katalizlenerek 3-metil bütirik asit üretilmektedir.

Çalışmada ilk olarak ADH ve ALDH enzim analizleri yapılarak, tepkimeyi en yüksek verimle katalizleyen mikroorganizmanın seçimi amaçlanmıştır. Aktivite ölçümlerinin yapılabilmesi için, hücrenin parçalanarak hücre içi olan bu enzimlerin hücre dışına çıkartılması gerekmektedir. Bu doğrultuda maksimum parçalama hızına sahip ve laboratuvar koşulları için en uygun olan ultrasonik prosesör kullanılmıştır. Etkin bir parçalama gerçekleştirebilmek için, hücre parçalama koşullarının etkisi incelenmiştir. % 40 genlik ve 100 W akustik güç değerleri uygun koşullar olarak bulunmuştur. Ultrasonikasyon yöntemi geliştirilmiş, on farklı asetik asit bakterisi arasından Acetobacter pasterianus NRRL B-468’un en yüksek ALDH/ADH oranına sahip olduğu belirlenmiştir.

Bu on asetik asit bakterisi ile biyotransformasyon deneyleri gerçekleştirilmiş ve en yüksek 3-metil bütirik asit üretiminin de Acetobacter pasterianus NRRL B-468 ile gerçekleştiği görülmüştür.

 Daha sonraki aşamada 3-metil bütirik asit üretimine on farklı karbon  kaynağının etkisi incelenmiştir. Gliserol kullanımında, Acetobacter pasterianus NRRL B-468’in 3-metil bütanolün  oksidasyonunda yüksek spesifik aktivite gösterdiği belirlenmiştir. 

3-Metil bütirik asit üretimine, biyotransformasyon süresinin etkisi incelenmiştir. Uygun biyotransformasyon süresi 16 saat olarak belirlenmiştir.

3-metil bütirik asit üretiminde optimum biyo işletim parametrelerinin etkisi cevap yüzey yöntemi ile incelenmiştir. İncelenen parametreler; gliserol derişimi, PH, 3-metil bütanol derişimi ve karıştırma hızıdır. Cevap yüzey yöntemi ile gliserol derişimi: 10 g/L, pH: 6.1, 3-metil bütanol derişimi:     6.4 g/L ve karıştırma hızı: 135 rpm olarak bulunmuştur. Bu koşullarda üretilen optimum 3-metil bütirik asit derişimi 4.30 g/L’dir.

2000, 116 sayfa

Anahtar Kelimeler: Biyotransformasyon, asetik asit bakterileri, 3-metil bütanol, 3-metil bütirik asit, ultrasonikasyon, Cevap Yüzey Yöntemi


ABSTRACT

Master’s Thesis

PRODUCTION OF 3-METHYL BUTYRIC ACID

 FROM 3-METHYL BUTANOL BY BIOTRANSFORMATION

Nursel GÜLSOY

Ankara University

 Graduate School of Natural and Applied Sciences
 Department of Chemical Engineering

Supervisor: Prof. Dr. Ülkü MEHMETOĞLU

 

3-Methyl butyric acid is produced by using acetic acid bacteria with two step reaction by biotransformation of 3-methyl butanol. The enzymes which catalyzed this reaction steps are alcohol dehydrogenase (ADH) and aldehyde dehydrogenase (ALDH). In the first step, 3-methyl butanol was catalyzed by ADH to produce 3-methylbutanal. In the second step, 3-methylbutanal was catalyzed by ALDH to produce 3-methyl butyrıc acid.

The first aim of this study was to choose the best microorganism which catalyse this reaction with the highest yield by analyzing ADH and ALDH enzymes . To determine the enzyme activity, intracelluar enzymes must be get out the cell by distruption the cell. This operation was achived by using ultrasonic processor To obtain effective distruption, the cell distruption conditions were investigated. The best conditions were defined as 40 % amplitude and 100 W acustic power. Using the ultrasonic method developed, Acetobacter pasterianus NRRL B-468 was chosen from ten different acetic acid bacteria because of its highest ALDH/ADH ratio.

Biotransformation experiments were carried by using these ten different acetic acid bacteria and the highest production of  3-methyl butyric acid was also achieved by Acetobacter pasterianus NRRL B-468.

Then the effect of ten different carbon source on the production of 3-methyl butyric acid was investigated. Acetobacter pasterianus NRRL B-468 showed high spesific activity when glycerol was used as carbon source.      The effect of the biotransformation time on the production of 3-methyl butyric acid was investigated and the best time was 16 hours.

In the production of 3-methyl butyric acid, the optimum bioproces parameters were investigated by Response Surface Methodology (RSM). The investigated parameters were, glycerol concentration, pH, initial 3-methyl butanol concentration and stirring rate. The optimum conditions were thus found to be 10 g/L of initial glycerol concentration, pH=6.1,      6.4 g/L of initial 3-methyl butanol concentration and 110 rpm stirring rate. Optimum 3-methyl butyric acid production under these conditions was found 4.30 g/L

2000, 116 pages

Key Words: Biotransformation, acetic acid bacteria, 3-methyl butanol,      3-methyl butyric acid , ultrasonication, Response Surface Methodology.


TEŞEKKÜR

 

Biyotransformasyonla 3- metil bütanolden bir aroma maddesi olan 3-metil bütirik asit üretiminin gerçekleştiği bu çalışma Ankara Üniversitesi Araştırma Fonu Müdürlüğü tarafından 98-05-04-13 no’lu proje kapsamında desteklenmiştir.

Çalışmamda araştırma olanağı sağlayan ve önerileri ile çalışmamı yönlendiren danışman hocam, Sayın Prof. Dr. Ülkü MEHMETOĞLU (Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi)’na, yönlendirme ve yardımları ile çalışmam boyunca yanımda olan ve bana bilimsel düşünmeyi öğreten Sayın Dr. Hamdi KAPUCU (Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi)’ya ve güzel dostluklarını paylaştığım Biyoteknoloji ve Süperkritik Araştırma Grubu’ndaki arkadaşlarıma teşekkür ederim.

 

 

Nursel GÜLSOY

 Ankara, Haziran 2000


İÇİNDEKİLER

 

ÖZET...................................................................................................                   i

 ABSTRACT..........................................................................................                iii
 TEŞEKKÜR..........................................................................................                v
 SİMGELER DİZİNİ  .............................................................................              x
 ŞEKİLLER DİZİNİ  ..............................................................................              xii

ÇİZELGELER DİZİNİ..........................................................................              xv

    1.GİRİŞ............................................................................................                  1

 2.KURAMSAL TEMELLER ve KAYNAK ARAŞTIRMASI.......         6
 2.1. Biyotransformasyon ...................................................................             6
 2.1.1. Biyotransformasyonun Avantajları ve  Kullanım Alanları.........  6
 2.1.1.1. Optikçe Aktif Merkezlerin Ortaya  Çıkması...........................         8
 2.1.1.2. Rasemiklerin Ayırılması.......................................................             9
 2.1.1.3. Benzer Reaktifler ile Birkaç Grup  Arasında Fonksiyonel 
 Grup  Seçimi.........................................................................                  9
 2.1.1.4. Ilımlı Reaksiyon  Koşulları....................................................            9
 2.2. Biyotransformasyon Proseslerinin  Gerçekleşmesi İçin
 Yöntemler..................................................................................                 10
 2.2.1. Büyüyen Kültür  ile.Biyotransformasyon...................................      10
 2.2.2. Önceden Büyütülmüş Hücreler ile  Biyotransformasyon............   10
 2.2.3. Tutuklanmış Hücreler ile  Biyotransformasyon ........................      10
 2.2.4. Saf Enzimler ile  Biyotransformasyon.......................................        11
 2.2.5. Çok fazlı sistemler ile  biyotransformasyon ..............................      12
 2.3. Asetik Asit  Bakterileri................................................................              13
 2.3.1. Acetobacterler.........................................................................              13
 2.3.2. Gluconobacterler....................................................................              14
 2.3.3. Alkol Dehidrojenaz ve Aldehit  Dehidrojenaz Enzimleri..........      16
 2.4.   3-Metil Bütirik  Asit...................................................................               17
 2.4.1.   3-Metil Bütirik Asidin  Özellikleri...........................................             17
 2.4.2.   3-Metil Bütirik Asit Üretimi...................................................             18
 2.4.3.   3-Metil Bütirik Asidin Kullanım Alanları...............................         18
 2.5. Hücre Parçalama  Yöntemleri......................................................           19
 2.5.1. Hücre Parçalanması İçin Mekanik  Olmayan Yöntemler...........   21
 2.5.2. Hücre Parçalaması İçin Mekanik  Yöntemler............................      22
 2.5.2.1.  Ultrasonikasyon....................................................................             23
 2.5.2.1.1. Hücre Parçalanma  Kinetiği................................................          24
 2.5.3. Hücre Parçalanmasının  Belirlenmesi.......................................         27
 2.6. Cevap Yüzey Yöntemi  (RSM)....................................................           29
 2.7. Kaynak  Araştırması....................................................................            46
 3.  MATERYAL ve YÖNTEM........................................................              54
 3.1. Mikroorganizma ve Üretim  Koşulları.........................................          54
 3.2. Mikroorganizma Derişiminin  Belirlenmesi.................................          54
 3.3. Protein  Analizi...........................................................................                55
 3.4. Hücre Parçalama  Yöntemi..........................................................           56
 3.5. Hücre Yaşayabilirlik  Analizi......................................................             58
 3.6. Alkol Dehidrojenaz (ADH) ve Aldehit  Dehidrojenaz (ALDH) 
 Aktivite Ölçüm  Yöntemleri........................................................              58
 3.7. Biyotransformasyon  Deneyleri....................................................          60
 3.8. 3- Metil Bütanol, 3- Metil Bütanal ve  3- Metil Bütirik Asit 
 Analizleri  ..................................................................................                  60
 3.9. Deneysel Tasarım Yöntemi ile 3- Metil  Bütirik Asit Üretiminde
 Optimum Koşullarının  Belirlenmesi...........................................           61
 4.  ARAŞTIRMA BULGULARI ve TARTIŞMA............................          63
 4.1. Ultrasonikasyon İşletme  Parametreleri........................................        63
 4.1.2. Geliştirilmiş Ultrasonikasyon  Yöntemi....................................          67
 4.2. Biyotransformasyon Parametrelerinin  İncelenmesi.....................     71
 4.2.1. Mikroorganizma  Seçimi..........................................................             71
 4.2.2. Karbon Kaynağı  Seçimi...........................................................           73
 4.2.3 Biyotransformasyon  SüresininBelirlenmesi...............................       74
 4.2.4. Cevap Yüzey Yöntemi (RSM) Kullanılarak  3-Metil Bütirik 
 Asit Üretimi İçin Optimum  Koşulların Belirlenmesi.................        76
 4.2.4.1.Gliserol Derişimi ve pH  Etkisi...............................................             80
 4.2.4.2. Gliserol Derişimi ve 3-Metil  Bütanol Derişimi Etkisi............        82
 4.2.4.3. Gliserol Derişimi ve Karıştırma  Hızının Etkisi.....................        84
 4.2.4.4. pH ve 3-Metil Bütanol Derişimi  Etkisi .................................         86
 4.2.4.6.pH ve Karıştırma Hızı   Etkisi.................................................          88
 4.2.4.7. 3-Metil Bütanol Derişimi ve  Karıştırma Hızı  Etkisi ............      90
 4.2.4.8. Cevap Yüzey Yöntemi ile Bağımsız  Değişkenlerin 
 Optimum Değerlerinin Belirlenmesi.....................................            92
 5.  SONUÇ........................................................................................                  94
 KAYNAKLAR......................................................................................                96

EKLER

    EK 1. Çalışmada Kullanılan Mikroorganizmalar İçin Yaş ve Kuru

 Kalibrasyon Grafikleri  ............................................................              99
 EK 2. Protein Kalibrasyon  Grafiği.....................................................           109
 EK 3. 3-Metil Bütanol, 3-Metil Bütanal ve  3-Metil Bütirik Asit 
 .               Kalibrasyon.Grafikleri............................................................              110

    EK 4. Acetobacter pasteriuanus NRRL B-468 Üreme Eğrisi.............     113

 EK.5.  .  24 saatlik biyotransformasyon süresi  sonunda 
 mikroorganizma derişimi................................................              114
 EK 6.   24 saatlik biyotransformasyon süresi sonunda pH 
 değişimi ve mikroorganizma derişimi................................           115
 EK 7.   16 saatlik biyotransformasyon süresi sonunda pH 
 değişimi ve mikroorganizma derişimi................................           115
 ÖZGEÇMİŞ..........................................................................................                 116


SİMGELER DİZİNİ

 

b             : Katsayı matrisi

 bi             : Regresyon eşitliğinde i’inci  katsayısı
 C             : Hücre
 CiA          : 3-Metil Bütanol derişimi (g/L)
 CALD       : 3-Metil Bütanal derişimi (g/L)
 CALK       : 3-Metil Bütanol derişimi (g/L)
 CAST        : 3-Metil Bütirik derişimi (g/L)
 Cs            : Substrat derişimi (g/L)
 Cx           : Hücre derişimi (g/L)
 Es            : Yüzey kuvveti (dyn/cm2)
 f1             : Eşitlik 2.46 ile tanımlanan  toplam serbestlik derecesi
 f2             : Eşitlik 2.47 ile tanımlanan hata  serbestlik derecesi
 f3             : Eşitlik 2.48 ile tanımlanan model  serbestlik derecesi
 F             : Eşitlik 2.44. ile tanımlanan  Fisher değişim oran  testi
 FN           : Yaşayan hücre kesri
 k             : Bağımsız değişken sayısı
 no            : Merkezi noktada yapılan deney  sayısı
 N             : Eşitlik 2.18. ile tanımlanan  deney sayısı
 DP           : Kesme gerilimi (dyn/cm2)
 R2           : Koralasyon katsayısı 
 S0           :  Mikroorganizma üretim sonrası yapılan santrifüjün süzüntü 
 kısmı
 S1           : Birinci sonikasyon  adımından sonra yapılan santrifüjün süzüntü
 kısmı
 S2           : İkinci sonikasyon  adımından sonra yapılan santrifüjün süzüntü
 kısmı
 S3           : Üçüncü sonikasyon  adımından sonra yapılan santrifüjün süzüntü
 Kısmı
 Sbi           : Eşitlik 2.43. ile tanımlanan i  katsayının standart sapması
 Se2           : Eşitlik 2.40. ile tanımlanan hata  karelerinin toplamı
 Si             : Örnek varyansları
 Smax         : Örnek varyanslarının maksimum değeri
 Sr2           : Eşitlik 2.45 ile tanımlana  farkların karelerinin toplamı
 t              : Ultrasonikasyon zamanı (dk)
 T             : Sıcaklık (°C) 
 U             : r uzunluğu boyunca dalganın hızı  (m/s)
 xi             : Eşitlik 2.12.’deki bağımsız  değişkenler
 xs            : Eşitlik 2.59 ile tanımlanan  normelize edilmiş bağımsız değişken
 X             : Eşitlik 2.22. ile tanımlanan  bağımsız değişken matrisi
 X*           : X matrisinin transpozu
 w             : Eşitlik 2.58’de dönüştürülmüş  bağımsız değişken 
 W            : Dönüştürülmüş bağımsız değişken
 y             : Cevap fonksiyonu
 Y             : Eşitlik 2.23. ile tanımlanan  bağımlı değişken

     
  • : Akustik enerjinin dağılma hızı (W)
  •  
  • : Kinematik viskozite (m2/s)

m             : Kavitasyon ortamının viskozitesi (N/m2)

     
  • : Kavitasyon ortamının yoğunluğu (kg/m3)

g              : Yüzey gerilim kuvvet (dyn/cm2)

     
  • : d boyutundaki hücrenin şekil faktörü
  •  
  • : Hayatta kalan hücrelerin kesri
  •  
  • : Hücre parçalanma kinetik sabiti

bo            : Eşitlik 2.14.’ün bağımsız terimi

 bi             : Eşitlik 2.14.’ün  doğrusal terimi
 bii            : Eşitlik 2.14.’ün  ikinci derece terimi
 bij            : Eşitlik 2.14.’ün  iç etkileşim terimi
 eio            :Eşitlik  2.15.’de boyutsuz koordinat sisteminde merkezi noktadaki 
 bağımsız değişken
 ei             : Eşitlik 2.15.’de  boyutsuz koordinat sistemindeki bağımsız 
 değişken
 ADH      : Alkol dehidrojenaz enzimi
 ALDH    : Aldehit dehidrojenaz enzimi
 SSE        : Hata kareleri toplamı
 SSM       : Model kareleri toplamı
 SST        : Toplam hata karelerinin toplamı
 MSM     : Model karelerinin oranı
 MSE       : Hata karelerinin oranı     


ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil 2.1 Biyotransformasyon ile 3-metil bütanolden 3-metil bütirik

 asit  üretimi.............................................................................                 18
 Şekil 2.2. Genel  hücre parçalama yöntemleri.........................................        21 
 Şekil 2.3. G. Oxydans, A. Sp.  A ve A. sp. AB2 türü  mikroorganizmalar
 ile 2-fenil  etanolden 2-fenil asetaldehit üretimi   ....................        46
 Şekil 3.1 Ultrasonik  Prosesör.................................................................             57
 Şekil 4.1.  Ultrasonikasyon İşleminde Sıcaklık Artışı.............................       63
 Şekil 4.2.. Ultrasonikasyonda İşletme  Faktörü   .....................................        64
 Şekil 4.3. Farklı  akustik güç değerlerinde ln[1]’in t ile 
 değişimi  ................................................................................                  65
 Şekil 4.4. Farklı pH değerleri için ln[2]’in t ile 
 değişimi  ................................................................................                  67
 Şekil 4.5. Ultrasonikasyonda izlenen  yol...............................................          69
 Şekil 4.6.Farklı fraksiyonlardaki  bağıl ADH aktivitesi .........................      70
 Şekil 4.7.Farklı  fraksiyonlardaki bağıl ALDH aktivitesi   .....................       70
 Şekil 4.8. Farklı asetik asit bakterileri ile 3-metil bütirik asit  üretimi.....      73
 Şekil 4.9. 3- Metil bütirik asit üretimine karbon kaynaklarının  etkisi ....   74
 Şekil 4.10. 3-Metil bütirik asit üretimine biyotransformasyon 
 süresinin  etkisi......................................................................                 75
 Şekil 4.11. 3-  Metil bütirik asit üretimine gliserol derişimi ve pH’ın 
 etkisi ve iç etkileşimlerin  çizimi. Diğer değişkenler sıfır 
 seviyesinde  tutulmuştur.........................................................             80 
 Şekil 4.12. 3-Metil  bütirik asit üretiminin üç boyutlu çizimi. gliserol 
 ve pH’ın etkisi ve iç  etkileşimleri. Diğer değişkenler 
 sıfır seviyesinde  tutulmuştur.................................................            81
 Şekil 4.13. 3- Metil bütirik asit üretimine gliserol derişimi ve  pH’ın 
 etkisi ve iç  etkileşimlerin çizimi. Diğer değişkenler
 sıfır  seviyesinde tutulmuştur.................................................            82
 Şekil 4.14. 3- Metil bütirik asit   üretiminin üç boyutlu çizimi. gliserol 
 ve 3-metil  bütanol derişiminin etkisi ve iç etkileşimleri. 
 Diğer  değişkenler sıfır seviyesinde tutulmuştur.....................         83
 Şekil 4.15. 3- Metil bütirik asit üretimine gliserol derişimi ve  pH’ın 
 etkisi ve iç etkileşimlerin çizimi. Diğer  değişkenler sıfır
 seviyesinde  tutulmuştur........................................................             84
 Şekil 4.16. 3-Metil bütirik asit üretiminin üç boyutlu çizimi,  gliserol
 ve karıştırma hızının derişiminin etkisi ve iç etkileşimleri. 
 Diğer  değişkenler sıfır seviyesinde tutulmuştur.....................         85

Şekil 4.17. 3- Metil bütirik asit üretimine pH ve 3-metil bütanol etkisi

 ve iç etkileşimlerin  çizimi. Diğer değişkenler sıfır 
 seviyesinde  tutulmuştur........................................................             86
 Şekil 4.18. 3-metil bütirik asit   üretiminin üç boyutlu çizimi, pH ve
 3-metil  bütanol derişiminin etkisi ve iç etkileşimleri. 
 Diğer  değişkenler sıfır seviyesinde tutulmuştur.....................         87
 Şekil 4.19. 3- Metil bütirik asit üretimine pH ve karıştırma hızı  etkisi 
 ve iç  etkileşimlerin çizimi. Diğer değişkenler sıfır 
 seviyesinde  tutulmuştur........................................................             88
 Şekil 4.20..  3-metil bütirik asit üretiminin üç boyutlu çizimi, pH ve 
 karıştırma hızının etkisi ve  iç etkileşimleri. Diğer 
 değişkenler sıfır seviyesinde  tutulmuştur.............................          89
 Şekil 4.21 3- Metil bütirik asit üretimine 3-metil bütanol ve  karıştırma 
 hızı iç  etkileşimlerin çizimi. Diğer değişkenler sıfır 
 seviyesinde  tutulmuştur........................................................             90
 Şekil 4.22.  3-Metil bütirik asit üretiminin üç boyutlu çizimi, 3-metil
 bütanol derişimi ve karıştırma  hızının etkisi ve iç 
 etkileşimleri. Diğer değişkenler sıfır seviyesinde
 tutulmuştur...........................................................................                91
 Şekil EK 1.1. Acetobacter pasteurianus NRRL B-45 yaş  hücre 
 kalibrasyon  grafiği..........................................................               99
 Şekil EK 1.2. Acetobacter pasteurianus NRRL B-45 kuru  hücre 
 kalibrasyon  grafiği..........................................................               99
 Şekil EK 1.3. Acetobacter orleance NRRL B-55 yaş hücre
 kalibrasyon  grafiği..........................................................               100
 Şekil EK 1.4. Acetobacter orleance NRRL B-55 kuru  hücre 
 kalibrasyon grafiği  .........................................................               100
 Şekil EK 1.5. Acetobacter pasterianus NRRL B-56 yaş  hücre 
 kalibrasyon  grafiği..........................................................               101
 Şekil EK 1.6. Acetobacter pasterianus NRRL B-56 kuru  hücre
 kalibrasyon  grafiği..........................................................               101
 Şekil EK 1.7. Gluconobacter oxydans NRRL B-63 yaş  hücre
 kalibrasyon grafiği  .........................................................               102
 Şekil EK 1.8. Gluconobacter oxydans NRRL B-63 kuru  hücre 
 kalibrasyon  grafiği..........................................................               102
 Şekil EK 1.9. Acetobacter pasteurianus NRRL B-65 yaş  hücre 
 kalibrasyon grafiği..........................................................               103
 Şekil EK 1.10. Acetobacter pasteurianus NRRL B-65 kuru  hücre 
 kalibrasyon  grafiği..........................................................               103
 Şekil EK 1.11. Gluconobacter oxydans NRRL B-72 yaş  hücre 
 kalibrasyon  grafiği........................................................               104
 Şekil EK 1.12. Gluconobacter  oxydans NRRL B-72 kuru hücre 
 kalibrasyon grafiği .......................................................               104
 Şekil EK 1.13. Acetobacter  oxydans NRRL B-147 yaş hücre 
 kalibrasyon  grafiği........................................................               105
 Şekil EK 1.14. Acetobacter oxydans NRRL B-147 kuru  hücre 
 kalibrasyon  grafiği........................................................               105
 Şekil EK 1.15. Acetobacter pasteurianus NRRL B-468  yaşhücre  
 kalibrasyon  grafiği........................................................               106
 Şekil EK 1.16. Acetobacter pasteurianus NRRL B-468 kuru  hücre 
 kalibrasyon grafiği  ........................................................               106
 Şekil EK 1.17. Acetobacter aceti NRRL B-469 yaş hücre 
 kalibrasyon  grafiği........................................................               107
 Şekil EK 1.18. Acetobacter aceti NRRL B-469 kuru hücre 
 kalibrasyon  grafiği........................................................               107
 Şekil EK 1.19. Acetobacter pasteurianus  NRRL B-570 yaş hücre
 kalibrasyon  grafiği........................................................               108
 Şekil EK 1.20. Acetobacter pasteurianus NRRL B-570 kuru  hücre
 kalibrasyon grafiği........................................................               108

Şekil EK 2.1.Protein kalibrasyon grafiği................................................          109

Şekil EK 3.1. 3-metil bütanol kalibrasyon grafiği..................................        110

 Şekil EK 3.2.  3-metil bütanal kalibrasyon grafiği..................................        111
 Şekil EK 3.3.  3-metil bütirik asit kalibrasyon grafiği.............................        112
 Şekil EK 4. Acetobacter pasteriuanus NRRL B-468  Üreme Eğrisi........     113


ÇİZELGELER DİZİNİ

Çizelge 1.1. Aroma Maddelerinin Sınıflandırılması Yıllık Tüketim

 Miktarları  ve Karakteristik Özellikleri ...............................            3

Çizelge 2.1 Enzimlerin Katalizlediği Kimyasal Reaksiyonların

                   Sınıflandırılması  ..............................................................               7

Çizelge 2.2 Biyotransformasyon verimi ................................................         8

 Çizelge 2.3. Acetobacter ve Gluconobacter Türleri Arasındaki 
 KarakteristikFarklar..........................................................              15
 Çizelge 2.4.  3-metil bütirik asidin özellikleri.........................................           17
 Çizelge 2.5..  Endüstiriyel hücre içi enzimler ve kullanım alanları.........      19

Çizelge 2.6. Deneysel tasarım matrisi ...................................................           31

Çizelge 2.7. Farklı faktörler için a ve n0 değerleri.................................          32

 Çizelge 2.8. Kullanılan modelin ANOVA  testi......................................          42
 Çizelge 2.9.  Asetik asit bakterileri ile farklı substratların % molar 
 dönüşümleri.......................................................................                 48
 Çizelge 2.10. Biyodönüşüm verimine alkol molekül yapısının  etkisi......  49
 Çizelge 2.11. İzomerik (orta, meta, para) sübstitient benzil 
 alkollerin  karşılaştırılması................................................             51
 Çizelge 2.12.  Asetaldehit üretim hızına asetaldehit derişimi
 etkisi................................................................................                   52
 Çizelge 2.13.  Asetaldehit üretimine Tris tamponu derişimi etkisi .........      52
 Çizelge 3.1. Gaz kromotografi analiz  şartları........................................         60
 Çizelge 3.2.  Bağımsız Değişkenlerin Seviye ve Aralıkları.....................       61
 Çizelge 3.3.  Deneysel Tasarım Matrisi..................................................           62
 Çizelge 4.1. Akustik gücün % yaşayabilirliliğe  etkisi.............................        64
 Çizelge 4.2. pH değişiminin % yaşayabilirliliğe etkisi.  .........................         66
 Çizelge 4.3. Acetobacter ve Gluconobacter  Türleri İçin Yapılan
 İnceleme  Sonuçları. ...........................................................              72

Çizelge 4.4. Deneysel sonuçlar..............................................................             77

Çizelge 4.5. Kullanılan modelin ANOVA testi......................................          78

Çizelge 4.6. En küçük kareler yöntemi ile bulunan katsayılar

                    ve istatistiksel  hesaplamaları............................................            78

Çizelge 4.7. Yüzey cevap yönteminde deneysel ve modelden hesaplanan

 3-metil  bütirik.asit derişimleri ve aralarındaki fark ...........         92
 Çizelge 4.8. Cevap  Yüzey Yöntemi kullanılarak 3-metil bütirik asit 
 üretimi için belirlenen  optimum koşullar ..........................           93
 Çizelge EK.5. 24  saatlik biyotransformasyon süresi sonunda 
 mikroorganizma derişimi...............................................              114
 Çizelge EK 6. 24  saatlik biyotransformasyon süresi sonunda pH 
 değişimi ve  mikroorganizma derişimi..............................           115
 Çizelge EK 7. 16  saatlik biyotransformasyon süresi sonunda pH 
 değişimi ve mikroorganizma derişimi..............................           115


KAYNAKLAR

 

Adachi O., Tayama K., Shinagawa E., Matsushita K. and Ameyama, M. 1978. Purification and Characterization of Particulate Aldehyde Dehydrogenase from Gluconabacter suboxyydans. Agric. Biol.Chem., 44 (3); 503-515.

 Adachi, O., Tayama, K., Shinagawa, E., Matsushita,  K. and Ameyama, M. 1978. Purification and Characterization of Particulate  Alcohol Dehydrogenase from Gluconabacter  suboxyydans. Agric. Biol.Chem., 42 (11); 2045-2056.
 Adachi O.,  Ameyama, M. 1982. Alcohol Dehydrogenase from Acetic Acid
 Bacteria, 
 Membrane-Bound, Methods in Enzymology, 89, 451-457 and
 491-497
 Asai, T. 1968. Acetic Acid Bacteria. Univ. of Tokyo  Press, 5-129
 Bradford, M. 1976. A rapid and sensitive method for  the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the princible of  protein-dye binding. Analitical Biochemistry, 72; 248-254.
 Brink, L. E. S., Tramper, J., Luyben K.C. A. M. and  Van’t Riet K. 1988. Enzyme Micrb. Technol., 10, 736-743
 Burdock, G.A. 1995. Fenarolı’s Hadnbook of Flavor Ingradients,  Vol.2, 3rd ed. 376 and 424, CRS Press, London.
 Dakubu, S. 1976. Cell inactivation by ultrasound, Biotechnol.  Bioeng, 18, 465-471
 Doulah, M.S. 1978. Mechanism of Disintegration of  Biological Cells in Ultrasonic Cavitation. Biotech. Bioneng, 19; 649-660.
 Doulah, M.S. 1981. Cell Disintegration by Ultrasonic  Cavitation. Process. Biochem., 16; 26-27.
 Druaux D., Mangeot G., Endrizzi A. and Belin J.M.  1997. Bacterial Bioconversion of Primary Aliphatic and Aromatic Alcohols into  Acids: Effects of Molecular Structure and Physico-chemical Conditions.  J.Chem.Tech. Biotechnol., 68; 214-218.
 Duff, S.J.B. and Murray, W.D. 1988. Production and Application of  Methylotrophic Yeast Pichia pastoris.  Biotechnology and Bioengineering., 31; 44-49.
 Duff, S.J.B. and Murray, W.D. 1989. Oxidation of Benzyl Alcohol by  Whole Cells of Pichia pastoris and by  Alcohol Oxidase in Aqueous and Nonaqueous Reaction Media. Biotechnology and  Bioengineering, 34; 153-159. 
 Feliu J.X. and Villaverde A. 1994. Optimized  Ultrasonication Protocol for Bacterial Cell Distruption and Recovery of b-Galactosidase Fusion Proteins. Biotech. Technol., 8; 509-514.
 Feliu J.X., Villaverde A. and Cubarsi R. 1997.  Optimized Release of Recombinat Protein by Ultrasonication of E. coli Cells. Biotech. Bioeng., 58 (6);  536-540.
 James, C. J., Coakley, W. T. and Hughes, D. E. 1972.  Kinetics of protein release from yeast sonicated in batch and flow system at 20  kHz. Biotechnol. Bioeng., 16, 33-42
 Kapucu, H. 1997. Biyotransformasyon, Doktora  Semineri, Ankara
 Kinsole, H. Ackerman E. and Reid, J. S. 1954.  Exposure of microorganisms to measured sound fields, J. Bacteriol., 68, 373-380
 Kieslich, K. 1984. Biotechnology. Verlag Chemie,  1-4, Germany
 Leuenberger, H.G.W. 1992. Biotransformations Applied To The  Synthesis of Vitamins and Pharmaceuticals, (ed. S. Servi, Microbial Reagents in  Organic Synthesis) Kluwer Academic Publishers, Netherlands, 149-158.  
 Lilly, M.D. 1994. Advanced in Biotransformation Processes. Chemical Engineering  Science, 49 (2); 151-159.
 Manzoni M., Molinari F., Tirelli A. and Aragozzini  F. 1993. Phenylacetaldehyde by Acetic Acid Bacteria Oxidation of  2-Phenlylethanol. Biotechnol. Lett., 15;  341-346.
 Molinari F., Villa R., Manzoni M. and Aragozzini F. 1995.  Aldehyde Production by Alcohol Oxidation with Gluconobacter oxydans. Appl. Microbiol. Biotechnol., 43, 989-994.
 Molinari F., Villa R., Aragozzini F., Cabella, P.,  Barbeni, M. and Squarcia, F. 1997. Multigram-Scale Production of Aliphatic  Carboxylic Acids by Oxidation of Alcohols with Acetobacter pasterianus NCIMB 11664. J. Chem. Technol. Biotechnol.,  70, 294-298. 
 Montgomery, D.C. 1996. Design and analysis of  Experiments, John Wiley and Sons 4th Ed., USA, 575-651
 Myers R.M. 1971. Response Surface Methodology, Allyn  and Bacob Inc., 67-106, Boston.
 Sato, T., Nishida. Y. T. and Chibata, I. 1979,  Immobilization of Escherichia coli Cells Containing Aspartase Activity with K. carrageennan Enzymatic Properties  and Application for L- Aspartic Acid Production. Biochim. Biophys. Acta, 570;  179-186
 Simmonds, J. and Robinson, G.K. 1998. Formation of  Benzaldehyde by Pseudomonas putida ATCC 12633. Appl. Microbiol. Biotechnol., 50; 353-358.
 Tramper, J. 1996. Chemical Versus  Biochemical Conversion: When and
 How to Use    Biocatalysis, Biotechnology and  Bioengineering, 
 52, 290-295
 Wang, D. I. C., Cooney, C. L., Demain, A. L. Dunnill. 1979.  Fermentation and Enzyme Technology, John Wiley Sons, USA
 Welsh, F. W., Murray, W. D., Williams, R. E., 1989.  Microbiological and Enzymatic Production of Flavor and Fragrance Chemicals.  Critical Reviews in Biotecnology., 9; 105-169
 Wheelwright, S. M. 1991.Protein Purification: Design and Scale up of  Downstream Processing.Oxford Uni. Press, 64-71, New York
 Wimpenny, J.W.T. 1967. Breakage of Microorganisms.  Process. Biochem., 2(7); 41.




ÖZGEÇMİŞ

 

1974 yılında Sivas’da doğdu. İlk, orta ve lise öğrenimini İstanbul’da tamamladı. 1992 yılında girdiği Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü’nden 1996 yılında Kimya Mühendisi ünvanıyla mezun oldu. Ekim 1996-Haziran1997 döneminde Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsünde İngilizce hazırlık programını tamamladı. Ekim 1997-Temmuz 2000 yılları arasında Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı’nda Yüksek Lisans öğrenimini tamamladı.



Bu konuda henüz görüş yok.
Görüş/mesaj gerekli.
Markdown kullanılabilir.