Bazı meyvelerden aspergillus niger’in izolasyonu, tanımlanması ve sodyum glukonat üretiminde kullanımı

Abstract

Sodyum glukonat gıda, kimya, inşaat ve çevre sektörlerinde kullanılan bir yardımcı kimyasaldır. Aspergillus niger suşları glikozu okside ederek glukonik asit üretebilme yeteneğine sahiptir. Bu tezin amacı ise glukonik asidi biyoteknolojik yolla üretimi için aday Aspergillus niger suşlarının çeşitli meyvelerden izolasyonu ve tanımlanması, takiben yüksek glukonik asit üreticilerinin belirlenmesi ve pilot ölçekte kesikli ve yarı kesikli sistemde sodyum glukonatın üretilmesidir. Çalışmada PDA besiyerinden 46 adet tipik Aspergillus kolonilerinden toplanmış ve ardından morfolojik özelliklerine göre 25 adedi ribozomal ITS bölgenin dizi analizi sonucuna göre tanımlaması gerçekleştirilmiştir. Buna göre toplanan izolatlardan 21’inin Aspergillus niger türüne ait olduğu %97‘den yüksek homoloji ile tespit edilmiştir. %1 glikoz varlığında bu suşlar arasından en yüksek sodyum glukonat verimi (Ys/p, >0.5) A. niger SG-3 ve SG-21 suşlarında belirlenmiştir. Pilot ölçek 40 saat kesikli fermentasyon sonunda 61.14 g/L sodyum glukonat üretilebilmiştir. Ayrıca yarı kesikli fermentasyonda ise 105,30 g/L sodyum glukonat üretilebilmiştir. Her iki fermentasyon sonunda üretilen sodyum glukonat kristalizasyon ile geri kazanılarak HPLC sisteminde standart ile karşılaştırılarak karakterize edilmiştir. Bu çalışmanın sonunda endüstriyel kullanıma hazır sodyum glukonat üretimi için yerel kaynaklı Aspergillus niger SG-21 suşu belirlenmiştir. Ayrıca söz konusu suş ile pilot ölçekli sistemlerde sodyum glukonat üretilebildiği gösterilmiştir.

Sodium gluconate is an auxiliary chemical used in the food, chemical, construction and environmental sectors. Aspergillus niger strains have the ability to produce gluconic acid by oxidizing glucose. The aim of this thesis is the isolation and identification of candidate Aspergillus niger strains from various fruits for the biotechnological production of sodium gluconate, followed by the identification of high sodium gluconate producers and the production of sodium gluconate in batch and semi-batch system at pilot scale. In the study, 46 typical Aspergillus colonies were collected from PDA medium, and then 25 ribosomal ITS regions were identified according to their morphological features according to the results of the sequence analysis. Accordingly, it was determined that 21 of the collected isolates belonged to the Aspergillus niger species, with homology higher than 97%. In the presence of 1% glucose, the highest sodium gluconate yield (Ys/p, >0.5) among these strains was determined in A. niger SG3 and SG21 strains. 61.14 g/L sodium gluconate could be produced at the end of the pilot scale 40 hours of intermittent fermentation. In addition, 105.30 g/L sodium gluconate could be produced in semi-batch fermentation. The sodium gluconate produced at the end of both fermentations was recovered by crystallization and characterized by comparing it with the standard in the HPLC system. At the end of this study, the locally sourced Aspergillus niger SG21 strain was determined for the production of ready-to-use sodium gluconate for industrial use. It has also been shown that sodium gluconate can be produced in pilot scale systems with this strain.