Sakkarozun Enzimatik Olarak Hidrolizinin Optimizasyonu

Abstract

Nişasta kaynaklı glukoz şurupları endüstriyel uygulamalarda geniş bir paya sahip olmasına rağmen temelde sağlıkla ilgili tartışmalar tüketicilerde sakkarozun kullanımını öne çıkarmaktadır. Sakkaroz, asitleştirme veya enzimatik yöntemlerle invert şekerler adı verilen glukoz ve fruktoz monomerlerine hidroliz edilebilirler. Bu yöntemlerden enzimatik hidroliz işlemi geleneksel kimyasal proseslere göre daha düşük sıcaklıklarda gerçekleşmesi ve daha az toksik atık üretmesinden dolayı endüstride tercih edilen bir yöntemdir. Bununla birlikte, hidroliz işleminde kullanılan enzimler genellikle yeniden kullanımı zor ve stabilitesi düşük moleküller olup, üretim maliyetlerinin yüksek olması endüstriyel ölçekte uygulanmasını zorlaştırmaktadır. Bu çalışmanın amacı sakkarozun invertaz enzimi yardımıyla hidrolizinde önemli olan bağımsız değişkenlerin sakkaroz dönüşüm oranı, hidrolizi verimi ve toplam indirgen şeker konsantrasyonu üzerine etkisinin Merkez Kompozit Dizayn (MKD) deneysel tasarım yöntemi kullanılarak detaylı olarak belirlenmesidir. MKD ile gerçekleştirilen deneylerde incelenen bağımsız değişkenler ve cevap değişkenleri arasında enzim aktivitesini de içeren model bir denklem oluşturulmuştur. Bağımsız değişkenlerin incelenen aralıkları içerisinde, matematiksel model ifadenin hem indirgen şeker konsantrasyonu hem de dönüşümün maksimum olduğu şartlar için yapılan optimizasyon işlemi sonucunda; sakkaroz konsantrasyonu 190,16 g/L, enzim aktivitesi 55,36 U/mL, sıcaklık 33,46 oC, reaksiyon süresi 131,10 dk ve karıştırma hızı 120,86 rpm olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak, sakkarozun enzimatik hidrolizi için verimli çalışma koşulları belirlenmiştir.