Search

Denizel organizmalardan doğal polisakkarit yapılı polimer üretimi oldukça geniş bir çalışma alanıdır. Doğal polimerlerin teknolojik ve endüstriyel uygulamalar için önemi ve gün geçtikçe yapılan çalışmalar artmaktadır. giderek artmaktadır. Bu polimerlerin uygulamalarının tamamen sentetik materyal kullanımına göre daha iyi bir alternatif olduğu düşünülmektedir. Bu doğrultuda Ege Üniversitesi Mikroalg Kültür Koleksiyonu (EGEMACC) bünyesinde bulunan farklı alg gruplarından gelen Chrysoreinhardia sp. Cylindrotheca closterium, Nostoc linckia, Prasinococcus sp. ile Porphyridium cruentum, mikroalg ve siyanobakteri türleri polisakkarit yapılı polimer üretimi için uygun koşullar altında üretilerek hasat edilmiştir. Mikroalglerin ürettikleri polisakkaritler yine üç farklı ekstraksiyon yöntemi ile elde edilmiş ve ekstraksiyon verimleri hesaplanmıştır. Elde edilen polisakkaritler ultrafiltrasyon ile saflaştırılarak ekstraksiyondan gelebilecek protein, tuz ve diğer kirliliklerden arındırılmıştır. 10 kDa'luk membrandan geçirilerek saflaştırılan polisakkaritler liyofilizasyonla kurutularak filtrasyon öncesi ve filtrasyon sonrası polimerin şeker ve protein miktarları belirlenmiştir. Elde edilen polisakkarit yapılı polimerin yapısal özelliklerinin belirlenmesi için FT-IR spektroskopisi kullanılmıştır ve SEM görüntüleri çekilmiştir. Son olarak polimerlere Saos2 hücre hattı ekilerek hücre tutunması ve hücre canlılığı analizleri yapılmıştır. The field of natural polysaccharides of marine origin is already large and expanding. Natural polymers are increasingly important for technological and industrial applications. Application of these natural polymers are thought to be a better alternative than use of completely synthetic materials. For this direction, Chrysoreinhardia sp. Cylindrotheca closterium, Nostoc linckia, Prasinococcus sp. and Porphyridium cruentum,which are obtained from EGEMACC, were culvated and harvested for polysaccharide based polymer production. Three different extraction methods were applied for extraction of polysaccharide from microalga and extraction yield was calculated. These polysachharides were purified with ultrafiltration and cleaned from other contaminations, which are proteins, salts and other contaminants. They were purified with 10 kDa filter and dried with lyophlization. Before purification and after purification total sugar and protein contents of polysaccharides were observed. Obtained polysaccharide structure properties were determined by FT-IR spectroscopy and Scanning electron microscopy. Lastly, Saos2 cell lines were inoculated into polysaccharide based polymers and cell adhesion and cell viability analaysis were applied. 102

Aşırı sera gazı emisyonları ve küresel ısınma üzerindeki eş zamanlı etkisi, dünya üzerinde çevresel, sosyal ve ekonomik bir tehdit oluşturmaktadır. Bu durum alternatif yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimi kaçınılmaz kılmaktadır. Bu çalışma ile maya fabrikası atık çamuruna substrat olarak eklenen çeşitli ön işlemlere maruz kalmış mikroalglal biyokütlenin toplam biyogaz miktarına olan etkisi incelenmiştir. Chlorella sp., Oscillatoria acuminata, ve Scenedesmus armatus türlerinden oluşan karışık mikroalg kültürü, maya fabrikası atıksu arıtma tesisinin son havuzundan toplanarak izole edilmiştir. Ön işlem olarak mikrodalga, otoklav ve sonikasyon yöntemleri öncelikle Spirulina platensis'e uygulanmış ve yüksek verim veren ön işlem seçilmiştir. Biyogaz deney dizaynı olarak, 1 litrelik karıştırmalı anaerobik reaktör 1/10 seyreltilmiş metajonik maya çamuruyla inoküle edilmiş, sıcaklık 35 oC ye sabitlenerek, reaktörlere 30 gün işletim süresi olacak şekilde günlük çıkartılan miktarda mikroalgal biyokütle beslemesi yapılarak, biyogaza olan etkisi incelenmiştir. Ön çalışma olarak Spirulina platensis biyokütlesine uygulanan mikrodalga, otoklav ve sonikasyon yöntemleri sonucunda, metan miktarında sırasıyla % 23.6, % 18 ve % 16, ve biyogaz miktarlarında ise sırasıyla %58, %57 ve %38 'lik bir artış gözlenmiştir. Aynı prosedürde mikrodalga ön işlemine maruz bırakılan karışık mikroalg kültürünün içerdiği kalın hücre duvarlı türlerden dolayı, işlem süresi yetersiz kalarak bir artış gözlenememiştir. Due to decreased fossil fuel reserves and increased prices of petrochemical fuels, and the simultaneous effect of fossil fuels on excessive greenhouse gas emissions leading global warming, the world is trying to find an alternative renewable energy sources. Due to not requiring arable land, their higher productivity and higher biofuel yield compared to terrestrial plants, microalgae has the highest attention in the field of bioenergy. In this study, it is aimed to determine the effect on the total amount of the biogas by adding differently pretreated algal biomass as a substrate in yeast factory sludge. Mixed culture, including Chlorella sp., Oscillatoria acuminata, and Scenedesmus armatus , were collected and isolated from last settling tank grown in yeast waste water treatment system. As a pretreatment, physical processes were carried out which were microwave, sonication, and autoclaving on Spirulina platensis as a pre-study. For biogas experiments, the reactors (1L) were inoculated with a methanogenic yeast sludge. The CSTRs were operated by each daily feeding event being initiated by the removal of an appropriate volume at a hydraulic residence of 30 d at 35 oC. As a pre-study with Spirulina platensis, the methane content were increased % 23.6, % 18 ve % 16 and the biogas amount were increased %58, %57 and %38 with microwave, sonication, and autoclaving, respectively. Due to the strong cell wall of the species presenting in the mixed culture, pre treatment time was not efficient enough to increase biogas amount. 104

Bu çalışmanın amacı, Chlorella sp.’nin aksenik hale getirildikten sonra heterotrofik üretim potansiyelinin araştırılmasıdır. İzmir’in Gümüldür bölgesinden alınan örnek seyreltme ve dökme plaka yöntemleriyle izole edilmiştir. Bu örnek, hem morfolojik hem de moleküler yöntemlerle incelendiğinde Chlorella sp. olduğu saptanmıştır. Aksenik kültür; biyokimyasal, fizyolojik, genetik ve taksonomik çalışmalar açısından oldukça önemlidir. Aksenik izolasyon prosedürü için santrifüj ile yıkama, antibiyotik ile muamele, agar ortamında büyütme, tek hücre izolasyonu gibi yöntemler kullanılarak başarılı sonuçlar elde edilmiştir. 250 mL’lik erlenlerde 11 günlük üretim yapılmıştır. Fototrofik Chlorella sp.’den elde edilen biyomas (0,19 g L-1) ve spesifik büyüme hızı (0,78 gün-1), miksotrofik Chlorella sp.’den elde edilen biyomas (0,31 g L-1) ve ve spesifik büyüme hızı (1,3 gün-1), heterotrofik Chlorella sp.’den elde edilen biyomas (0,6 g L-1) ve ve spesifik büyüme hızı (2,52 gün-1) olarak belirlenmiştir. Bu araştırma sonuçlarına göre Chlorella sp. heterotrofik üretim potansiyeline sahiptir.

Bu çalışmanın amacı EGEMACC’a ait (Ege Üniversitesi Mikroalg kültür koleksiyonu) yerel izolatlardan biri olan Neochloris pseudoalveolaris DEASON & BOLD’un (CC68) alg biyokütlesine etki eden optimum parametrelerin ve belirlenmesi ve farklı koşullarda yetiştirilen alglerin toplam yağ içeriklerinin araştırılmasıdır. Burdur’un Salda gölünden izole edilen yeşil bir mikroalg olan Neochloris pseudoalveolaris’in yağ potansiyeline bakılmıştır. Farklı Bold's Basal ortamlarında (%100, %50 ve %0 azot içerikli BBM), ışık şiddetlerinde (1, 5 ve 10 klux) ve sıcaklıklarda (18, 24 ve 30°C) büyütülen N. pseudoalveolaris’in büyüme eğrileri incelenmiştir. Daha sonra Neochloris pseudoalveolaris Bligh&Dyer yöntemine göre çözücü ile ekstrakte edilmiştir.

Son yüzyılda ortaya çıkan endüstrileşmenin bir sonucu olarak, bugün dünyada ve ülkemizde tamamıyla enerjiye dayalı bir yaşam şekli benimsenmiş bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, lignoselülozik atıklar kullanarak düşük maliyetli ve yüksek verimli etanol üretim konfigürasyonu tanımlanması amaçlanmıştır. Böylece biyoetanol üretiminde insanların birincil yaşam ihtiyacı olan gıda ve yem kaynaklı zirai ürünlerin kullanımı engellenmiş olacaktır. Bu kapsamda, rekombinant suşlar ile glikoz ve selüloz sentetik ortamları, ayrıca kavuz, meşe talaşı, buğday samanı, ayçiçeği sapı ve pamuk sapı gibi lignoselülozik atıklar substrat olarak kullanılarak yüksek verimli üretim koşullarını belirlemek için biyoetanol üretim denemeleri gerçekleştirilmiştir. Biyoetanol eldesi için ise pervaporasyon işlemi uygulanmıştır. Bu tezde, biyokütle, etanol, toplam şeker ve indirgen şeker, yan ürünler ve uçucu yağ asitleri miktarları üretim kinetikleri olarak, permeat akışı ve etanolün yoğuşma yüzdesi ise pervaporasyon kinetiği olarak belirlenmiştir.

ÖZET Haematococcus pluvialis ÜRETİMİNDE VEJETATİF FAZDA VE KİSTİK FAZDA OPTİMUM ORTAM, SICAKLIK VE IŞHC KOŞULLARININ TESPİTİ İMAMOĞLU, Esra Yüksek Lisans Tezi, Biy o teknoloji Anabilim Dak Tez Danışmanı: Doç. Dr. Meltem CONK DALAY Ocak 2005, 196 sayfa Bu çalışmanın amacı, Haematococcus pluvialis Flotow üretiminde vejetatif (yeşil) fazda biyokütle ve hücre sayısmda ve kistik (kırmızı) fazda astaksantin birikiminde hızlı bir artış sağlamak için optimal üreme ve stres koşullarının belirlenmesidir. Astaksantin üretiminde potansiyel biyolojik kaynaklardan biri olan Haematococcus pluvialis yeşil bir algdir. Haematococcus pluvialis' m yaşam döngüsündeki morfolojik değişim nedeni ile iki aşamalı üretim uygulanmıştır. Yeşil faz üretimi için, farklı kültür ortamlarının, ışık şiddetlerinin, sıcaklıkların, pH ve inokulum konsantrasyonlarının biyokütle üzerine etkileri araştırılmıştır. Kırmızı faz üretimi için ise, farklı stres ortamlarının, yüksek ışık şiddetlerinin ve sıcaklıkların kistik hücrelerdeki astaksantin bmkirni üzerine etkileri incelenmiştir. Bu araştırmalar, hücre sayımı, kuru ağırlık, pH ve absorbans değerlerinin ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. Anahtar kelimeler: Haematococcus pluvialis, astaksantin, kültür ortamı, sıcaklık, ışık, pH, inokulum konsantrasyonu. VII ABSTRACT DETERMINATION OF OPTIMAL CULTURE MEDIUM, TEMPERATURE AND LIGHT CONDITIONS FOR THE PRODUCTION OF Haematococcus pluvialis IN THE VEGETATIVE STAGE AND THE CYSTIC STAGE İMAMO?LU, Esra MSc. in Biotechnology Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Meltem CONK DALAY January 2005, 196 Pages The aim of this study is to determine of optimal growth and stress conditions for the production of Haematococcus pluvialis Flotow in order to provide a fast increase in biomass and cell number in vegetative (green) stage, and also in the accumulation of astaxanthin in cystic (red) stage. Haematococcus pluvialis, a green alga, is one of the potential biological sources for astaxanthin production. Because of the morphological changes of Haematococcus pluvialis in its life cycle, two-step production was applied. For green stage of production, the influences of different culture media, light intensities, temperatures, pH and inoculum concentrations on biomass were investigated. For red stage of production, the influences of different stress media, high light intensities and temperatures on accumulation of astaxanthin in cystic cells were also researched. These investigations were carried out by the measurements cell count, dry mass, pH values and absorbance values. Keywords: Haematococcus pluvialis, astaxanthin, culture medium, temperature, light, pH, inoculum concentration. 125

Bu çalışmada, siyanobakteri/mikroalglerin biyokütle artışı ve ticari değeri olan metabolitlerinin üretimine etki eden parametrelerin optimizasyon çalışmalarına temel oluşturacak verilerin toplanması, bu verilerin biyoreaktör tasarımı için kullanılması amaçlanmıştır. Model organizma olarak, siyanobakteri olan Spirulina platensis seçilmiştir. Üretimler 2 Lʼlik kültür kaplarında ve panel tip reaktörlerde fotoototrofik olarak gerçekleştirilmiştir. Üretimlerde standardizasyonu sağlamak için öncelikle inokulum yaşı belirlenmiştir. Daha sonra farklı ışık dalga boyu aralıkları, sıcaklıklar ve inokulum konsantrasyonlarının biyokütle, biliprotein, klorofil-a ve protein miktarları üzerine etkileri incelenmiştir. En iyi biyokütle artışının sağlandığı inokulum konsantrasyonu kullanılarak aydınlatma süresinin etkisi incelenmiştir. Panel tip reaktörlerde yapılan çalışmalar ile de farklı ışık yollarının ve karıştırmanın kültür verimi üzerine etkileri incelenmiştir.