ŞEKER PANCARI MELASINDAN A. NİGER KULLANILARAK GLUKONİK ASİT ÜRETİMİ

Abstract

Bu çalışmada pancardan şeker üretimi sırasında bir yan ürün olarak elde edilen melastan A.niger kullanılarak fermantasyonla glukonik asit üretimi araştırılmıştır. Glukonik asit üretimi amacıyla derin, yarı katı hal ve katı hal fermantasyon yöntemleri için deneysel şartlar, cevap yüzey yöntemi (CYY) ve merkezi kompozit dizayn (MKD) tekniği kullanılarak optimize edilmiştir. Derin fermantasyonla glukonik asit üretimi için optimum şartlar, 257,8 g/L melas konsantrasyonu, 30 g/L CaCO3 miktarı, 31,8 oC sıcaklık ve 135,2 d/dk çalkalama hızı olarak belirlenmiş olup bu şartlarda elde edilen maksimum glukonik asit konsantrasyonu 192 saatlik bir fermantasyonla 58,76 g/L'dir. Yarı katı hal fermantasyonu için optimum şartlar 245 g/L melas konsantrasyonu, 15,5 g/L küspe miktarı, 30 g/L CaCO3 miktarı, 30,2 oC sıcaklık ve 145,7 d/dk çalkalama hızı olup, elde edilen maksimum glukonik asit konsantrasyonu 74,64 g/L'dir. Katı hal fermantasyonunda ise optimum şartlar 0,18 melas kesri, 0,22 küspe kesri, 0,03 CaCO3 kesri ve 30,9 oC sıcaklık olup, bu şartlarda maksimum glukonik asit üretimi 9 gün sonunda 0,262 g/g salt katı madde'dir. Her üç fermantasyon biçiminde glukonik asit oluşumuna eşlik eden önemli seviyede sitrik ve oksalik asit oluşumunun da var olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada, ayrıca yarı katı hal ve katı hal fermantasyonunda kullanılan küspenin partikül boyutunun glukonik asit üretimine etkisi de incelenmiş ve azalan küspe boyutuyla üretimin bir miktar arttığı belirlenmiştir.

In this study, gluconic acid production by fermentation has been investigated from molasses which is obtained as a by-product during sugar production from beet by using A. niger. The experimental conditions have been optimized for gluconic acid production by deep, semi solid state and solid state fermentation routes by using Response Surface Methodology (RSM) and Central Composite Design (CCD) technique. The optimum conditions for gluconic acid production by deep fermentation were determined as 257.8 g/L of molasses concentration, 30 g/L of CaCO3 amount, 31.8 oC of temperature and 135.2 rpm of shaking speed and the maximum gluconic acid concentration was obtained as 58.76 g/L under this conditions for 192 h of fermentation period. The optimum conditions for semi solid state fermentation were determined as 245 g/L of molasses concentration, 15.5 g/L beet pulp amount, 30 g/L CaCO3 amount, 30.2 oC of temperature and 145.7 rpm of shaking speed and the maximum gluconic acid concentration was 74.64 g/L under these conditions at the end of 192th hour of fermentation period. For the solid state fermentation, maximum gluconic acid production was obtained as 0.262 g/g absolute solid substrate at the end of 9-day fermentation period under the conditions of 0.18 of molasses ratio, 0.22 of beep pulp ratio, 0.03 of CaCO3 ratio and 30.9 oC of temperature. It has been determined that citric and oxalic acid productions together with gluconic acid are being occurred in the significant levels for all three fermentation shapes. It was also investigated that the effect of beet pulp particle size on the gluconic acid production by semi solid and solid state fermentation and it was determined that the production increases in a moderate extent by the decreasing of particle size.