BİRA ATIĞINDAN MONASCUS RENK PİĞMENTLERİ ÜRETİMİVE STABİLİTESİNİN BELİRLENMESİ
Proje no. 736 · Durum: Kapanmış · 2016
Özet
Son yıllarda insan ve çevre sağlığı açısından risk teşkil eden sentetik renk maddeleri yerine doğal renk maddelerinin alternatif ve ucuz kaynaklardan üretimleri üzerine çok sayıda çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmada bira sanayinin önemli bir atığı olan bira mayşe atığından Monascus purpureus küfü kullanılarak kırmızı renk pigmenti üretimi hedeflenmiştir. Bira mayşe atığı lignoselülozik bir hammadde olduğundan hidrolize karşı dirençlidir. Bu nedenle ilk aşamada bira mayşe atığının Monascus purpureus tarafından kullanılabilmesi amacıyla değişik hidroliz ve sonrasında detoksifikasyon yöntemleri denenmiştir. Kullanılan yöntemler arasında en yüksek pigment üretimi H2SO4 ile hidroliz ve sonrasında Ca(OH)2 ile detoksifikasyon gerçekleştirilerek elde edilmiştir. Hidrolizde kullanılan asit konsantrasyonu, atığın seyreltme oranı, fermantasyon başlangıç pH’sı, fermantasyon hacmi, aşı miktarı, azot kaynağı ve kullanılan mikroorganizmanın suşu gibi parametrelerin pigment üretimi üzerine etkisi tek değişkenli optimizasyon yöntemi ile belirlenmiştir. Maksimum pigment üretimi olan 22.25 UA değeri, bira mayşe atığı [1:6] (w/w) oranında seyreltilip, %2 (w/v) H2SO4 konsantrasyonu kullanılarak hidroliz edildiğinde, %2 (v/v) oranında küf sporları ile aşılanmış, başlangıç ortam pH’sı 5.5 olan 50 ml fermantasyon ortamı hacminde, azot kaynağı olarak 8 g L-1 monosodyum glutamat kullanıldığında elde edilmiştir. Kullanılan besiyeri bileşenlerinin pigment üretiminde önem seviyeleri Plackett-Burman tasarım yöntemi ile tespit edilmiş ve monosodyum glutamat (MSG) ve çinko sülfatın (ZnSO4.7H2O) kırmızı pigment üretiminde istatistiksel olarak önemli olduğu belirlenmiştir. Çalışmanın son aşamasında ise karıştırmalı tank tipi biyoreaktörde farklı karıştırıcı ve havalandırma hızı kombinasyonlarında pigment üretimi gerçekleştirilmiş ve maksimum pigment üretim değerleri olan 20.21 UA (kırmızı), 21.01 UA (turuncu) ve 25.75 UA (sarı), değişken karıştırıcı hızı(ilk beş gün 100 rpm, son üç gün 200 rpm) ve değişken havalandırma hızında (ilk üç gün 1 vvm, son 5 gün 0.5 vvm) elde edilmiştir. Üretilen pigmentin ısıya ve farklı pH değerlerine karşı stabilitesi test edilmiş ve pigmentin pH 6.0’da, 40 oC sıcaklıkta 360 dakikaya (>%92), pH 8.0’de ve 80 oC’de 180 dakikaya kadar stabilitesini önemli derecede (>%85) koruyabildiği belirlenmiştir. Literatürde bira mayşe atığı kullanılarak derin fermantasyon yöntemi ile pigment üretimi üzerine detaylı bir çalışmaya rastlanılmamış olup, bu alanda literatüre katkı sağlanmıştır. Ayrıca, ülkemizde çoğunlukla hayvan yemi olarak değerlendirilen bir atık üründen katma değeri yüksek bir doğal renk maddesi üretiminin önü açılmıştır.