ŞEKER PANCARI MELASINDAN GLUCONACETOBACTER XYLİNUS NRRL B-759 KULLANARAK FARKLI KÜLTÜR TEKNİKLERİ İLE BAKTERİYEL SELÜLOZ ÜRETİMİ

Abstract

Bu çalışmada, şeker pancarı melasından Gluconacetobacter xylinus NRRL B-759 kullanarak farklı kültür teknikleri (geleneksel statik ve kademeli kolon statik kültür) ile bakteriyel selüloz (BS) üretimi incelenmiştir. Deneyler fermantasyon süresi belirleme, optimizasyon, kademeli kolon statik kültür (KKSK) ve üretilen BS'lerin karakteristik özelliklerinin belirlenmesi aşamalarından oluşmaktadır. KKSK ve geleneksel statik kültür tekniğiyle yapılan çalışmalar 20-120 g/L şeker konsantrasyonlarında 100-500 ml kültür hacimlerinde ve % 5-15 inokülasyon hacimlerinde yürütülmüştür. Fermantasyon ve KKSK sisteminde kademeler arası geçiş süresinin belirlenmesi için Hestrin-Schraam (HS) besi yerinde glikoz tüketimi ve BS oluşumu 20 gün boyunca incelenmiş ve fermantasyon süresi ile kademeler arası geçiş süresi 10 gün olarak bulunmuştur. Belirlenen fermantasyon süresinde RSM' den elde edilen optimizasyon sonuçları şeker konsantrasyonu-kültür hacmi etkileşiminin optimum BS üretiminde en önemli parametre olduğu göstermiştir. Çalışma kapsamında geleneksel statik kültür ve yeni geliştirilen KKSK karşılaştırılmıştır. KKSK deneyleri ile statik kültürde substrat inhibisyonu ve pH'nın BS üretimine negatif etkisinin olmadığı şartlarda hava transferi probleminin giderildiği görülmüştür. KKSK deneyleri sonucunda 20 ve 40 g/L şeker konsantrasyonlarında geleneksel statik kültüre göre BS üretiminde önemli bir artış gözlemlenmemiştir. Fakat 60, 80 ve 100 g/L şeker konsantrasyonlarında KKSK' da BS üretimi sırasıyla % 12.46, % 17.49 ve % 22.02 oranlarında artmıştır. Son olarak, bu çalışmada üretilen BS'ler için yapılan su tutma kapasitesi, SEM, FTIR, XRD, TGA ve çekme testleri gibi karakteristik özelliklerin literatürde üretilen BS'ler standardında olduğu görülmüştür.

In this study, bacterial cellulose (BC) production has been investigated by different culture techniques (conventional static and staged column static culture) using the sugar beet molasses with Gluconacetobacter xylinus NRRL B-759. The experiments have been consisted of determination of the fermentation time, the optimization, staged column static culture (SCSC), and determination of characteristic properties of produced BCs. The studies were carried out by conventional static and SCSC have been performed at 20-120 g/L initial sugar concentrations, in 100-500 ml culture volumes, and in 5-15 % inoculum. In order to determine fermentation time and the transition time between stages in SCSC, glucose consumption and BC formation in Hestrin-Schraam (HS) medium have been examined for 20 days and the fermentation time and the transit time between stages have been found as 10 days. The optimization results obtained from RSM in the time determined has been shown that the most important parameter in production of optimum BC is interaction between sugar concentration and culture volume. In this work, conventional static culture and newly developed SCSC techniques were compared. It has been shown that the SCSC experiments eliminate the air transfer problem when the effect of substrate inhibition and pH on BC production are not existing in static culture. As a result of the SCSC experiments, significant increasing of BC production in SCSC at sugar concentrations of 20 and 40 g/L has been not observed according to conventional static culture technique. However, BC production in the SCSC increased by 12.46 %, 17.49 % and 22.02 % at 60, 80 and 100 g/L sugar concentrations, respectively. Finally, it has been observed that the characteristic properties such as water holding capacity, SEM, FTIR, XRD, TGA, and mechanic tensile test of BC produced in this study are similar to the standard BC given in literature.