Döner Tambur Biyoreaktör Tasarımı ve ?-Amilaz Üretiminin İncelenmesi

Abstract

Bu çalısmada, katı substrat fermantasyonunda kullanılan önemli biyoreaktör tasarımlarından döner tambur biyoreaktör, yarı katı hal fermantasyonuna uygun bir sekilde tasarlanmıstır. Döner tambur biyoreaktör tasarımında oksijen transfer etkinliginin artırılması amacıyla seramik mikro hava difüzörü kullanılmıstır. ?-Amilaz üretim çalısmalarında daha önce belirlenen optimum kosular (25 g/L mısır kepegi, 10 g/L yeast ekstrakt ve 1 g/L KH2PO4) kullanılmıstır. Erlenlerde yapılan çalısmalarda maksimum enzim aktivitesi 20,68 U/ml ve spesifik verimlilik 25,36 U/(g mısır kepegi.st) degerlerine ulasılmıstır. Döner tambur biyoreaktörde ?-amilaz üretimi üzerine devir sayısı, havalandırma hızı, doluluk oranı, difüzörün gözenek çapı, tampon boyutu, ortam sıcaklıgı ve ası miktarı olmak üzere 7 reaktör isletme parametresinin etkisi Plackett-Burman (PB) tasarımı ile incelenmistir. PB tasarımından elde edilen ANOVA sonuçlarına göre modelin önemli oldugu görülmüstür. Devir sayısı, havalandırma hızı ve tampon boyutu degiskenlerine ait temel etkiler istatistiksel açıdan önemli bulunmustur. PB tasarımının önerdigi dogrulama deneyinde devir sayısının (18 rpm), havalandırma hızının (2 L/dk) ve tampon boyutunun (4 cm) oldugu sartlarda enzim aktivitesi 26,64 U/ml degerine ve spesifik verimlilik 50,86 U/g.st degerine ulasılmıstır. PB tasarımına göre etkin olan degiskenler ayrıntılı olarak Merkez Kompozit Dizayn ile incelenmistir. Program (Design Expert 8,0) tarafından kuadratik model denklem önerilmis ve ANOVA analizi yapılmıstır. Degisimin %96?sının model tarafından tanımlanabilecegi istatistiksel olarak belirlenmis ve optimum noktada yapılan dogrulama deneyi sonucunda modelin önerdigi optimum noktaya (80,10 U/g.st) %85 oranında ulasılmıstır. Biyoreaktör deneyleri sonucunda erlenlerde elde edilen enzim aktivitesinden çok daha yüksek aktivite degerine (24,24 U/(g.st)) daha kısa sürede (13 st) ulasılmıstır. Daha önceki çalısmalarımızda aynı besiyeri ile mekanik karıstırmalı biyoreaktörlerde enzim üretimi asırı köpük olusumu nedeniyle gerçeklestilememisken tasarlanan DTB?de yüksek verimler elde edilmistir.