Search

İzmir’in Gümüldür bölgesinden alınan su örneğinde, seyreltme ve dökme plaka yöntemleri kullanılarak mikroalg izolasyonu yapılmıştır. Işık mikroskobuyla morfolojik olarak değerlendirilen türün Chlorella sp. olduğu saptanmıştır. Moleküler yöntemlerle mikroalg DNA’sı izole edilerek 16S ve 18S rRNA gen bölgeleri PCR’da çoğaltılmıştır. Bu dizinin sekanslanması ve filogenetik olarak değerlendirilmesi sonucu Chlorella sorokiniana olduğu belirlenmiştir. Aksenik C. sorokiniana elde etmek için santrifüj ile yıkama, antibiyotik ile muamele, agar ortamında büyütme ve tek hücre izolasyonu gibi farklı yöntemler kullanılarak aksenikleştirme işleminden başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Fototrofik C. sorokiniana’ dan elde edilen biyokütle (0,19 g L-1) ve spesifik büyüme hızı (0,78 gün-1), miksotrofik C. sorokiniana’ dan elde edilen biyokütle (0,31 g L-1) ve spesifik büyüme hızı(1,3 gün-1), heterotrofik C. sorokiniana’ dan elde edilen biyokütle (0,6 g L-1) ve spesifik büyüme hızı (2,52 gün-1) olarak belirlenmiştir. Elde edilen bulgulara göre aksenik mikroalg C. sorokiniana’ nın farklı üretim koşullarındaki biyokütle verimliliği şu şeklide sıralanabilir: heterotrofi>miksotrofi>fototrofi., Microalgae was isolated using dilution and pouring plate method from the sea water sample taken from the Gumuldur region of Izmir. The species was identified as Chlorella sp. through morphologic evaluation under light microscope. Microalgae DNA was isolated through molecular methods and 16S and 18S rRNA gene regions were amplified by means of PCR. As a result of sequencing and phylogenetic evaluation of the gene regions, it was determined that the microalgae was Chlorella sorokiniana. Different methods such as centrifuge washing, antibiotic treatment, growth on agar and single cell isolation used to obtain axenic C. sorokiniana yielded successful results. Biomass and specific growth rate of phototrophic C. sorokiniana (0.19 g L-1 and 0.78 days-1, respectively), mixotrophic C. sorokiniana (0.31 g L-1 and 1.3 days-1, respectively) and heterotrophic C. sorokiniana (0.6 g L-1 and 2.52 days-1, respectively) were determined. According to the findings obtained, the biomass productivity of axenic C. sorokiniana under different culture conditions can be ordered as: heterotrophy > mixotrophy > phototrophy.

WOS: 000388308900001, Production of fucoxanthin by diatoms has become an alternative research area due to their low cost, convenience and diversity. The fucoxanthin content of Cylindrotheca closterium and its enhancement by altering the cultivation conditions via oxidative stress were investigated in this study. For this purpose, the extraction parameters were optimized and the highest fucoxanthin concentration (6.58 mg g(-1)) was achieved within 15.0 minutes at 40 degrees C. Then, this yield reached to 10.15 mg g(-1) in the presence of NaOCl and Fe2+. It is worth noting that, this is the first time that the effect of oxidative stress on fucoxanthin production in diatom has been studied according to our knowledge. Therefore, the results of this study and the discussion about the mechanisms can be a reference for the enrichment of fucoxanthin from other diatoms., Scientific and Technological Research Council of TurkeyTurkiye Bilimsel ve Teknolojik Arastirma Kurumu (TUBITAK) [TBAG 110T099], The authors would like to acknowledge The Scientific and Technological Research Council of Turkey for the support of this work through the project TBAG 110T099 and also the Center of Material's Research at Izmir Institute of Technology for the facilities (Elemental Analyzer).

IV ÖZET İZOLE EDİLMİŞ Spirulina sp.'NİN KÜLTÜR ORTAMLARINDA YETİŞTİRİLMESİ VE BESİN KALİTESİ DEĞİŞİMLERİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA CONK-DALAY, Meltem Doktora Tezi, Su Ürünleri Fakültesi Yetiştiricilik Bölümü Tez Yöneticisi: Prof.Dr. Semra Cirik Haziran 1997, 101 sayfa Spirulina maxima (STIZ) GEITL. (Cyanophyta) ticari olarak üretilen bir mikro alg türüdür. Türkiye'de ilk kez bu araştırma kapsamında Acıgöl (Denizli)' de tür tanımı yapılarak doğal ortamdan izole edilmiştir. Yapılan çalışmada laboratuvarda farklı ortam koşullarında kültüre alman S. maxima' nın optimal büyümeye sahip olduğu şartlan tespit etmek ve bu kültürlerin besin değerini saptamak amaçlanmıştır. Aylık örneklemelerle bioekolojisi incelenen S. maxima gölde sadece Nisau (67xl04 flm.r1), Ekim (60xl04 flm.l`1) aylarında ve dominant tür olarak görülmüştür. Diğer S. maxima suşlarının optimum sıcaklığı 30-35°C iken Acıgöl izolatının 20°C'de en iyi gelişimi göstermiştir. Ayrıca diğer suşlar için zorunlu bir element olan bikarbonatın ve gölde ortalama 44.45 g.l.`1 oranında bulunan sodyumsülfatın büyümede etkisinin olmadığı, demirin ise sınırlayıcı etkiye sahip bir element olduğu görülmüştür. Denemeler sonucunda belirlenen optimum şartlarda üretilmiş S. maxima Acıgöl susunda canlı materyalde % 12 oranında nem % 39.7 oranında protein, % 5.2 oranında yağ bulunmuştur. Leofilize edilmiş algde % 47.6, güneşte kurutulmuş algde ise % 45.2 oranında protein tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Acıgöl (Denizli), Spirulina maxima, Optimum kültür koşullan. ABSTRACT A RESEARCH ON GROWING OF ISOLATED Spirulina sp. IN CULTURE MEDIUMS AND NUTRITIONAL VALUE CONVERTIONS CONK-DALAY, Meltem Phd, Faculty of Aquatic Products Supervisor: Prof.Dr. Semra Cirik June, 1997,101 pages Spirulina maxima (STIZ.) GEITL. (Cyanophyta) is one of the micro algae species which produced commercially. This is the first study in Türkiye that this species is described and isolated from it's natural medium Acılake (Denizli). The aim of this research is to obtain the optimal growth conditions of S. maxima grown at laboratuary in different medium situations and to determine the nutritional value of the cultures. The bioecology of & maxima investigated with mounthly semples in the lake. The S. maxima which found only in April (67x1 04 flm.l*1) and October (60x1 04 flm.l`1) as a dominant species in the lake was investigated bioecologically with mounthly obtained semples. Although the optimum temeprature of other S. maxima isolates are 30-35°C, it is found that the Acıgöl isolade grown 20°C the best.Moreover it's seen that, the bikarbonate which was essential for other isolates and sodiumsuplhade, present 44.45 g.l.`1 at the lake, were no effect and iron was essential on growth. In fresh S. maxima Acıgöl isolate grown in optimum culture conditions, determined with researchs, in ratio of 12% moisture, in ratio of 39.7% protein and in ratio of 5.2% lipid were found experimently. The protein consantration of leofilized (freeze dride) algae was 47.6% and it was 45.2% in sun dried algae. Key words: Acılake (Denizli), Spirulina maxima, optimum culture conditions. 101

Bu çalışmada, Porphyridium cruentum’un kültürünün yapılması, potansiyel antimikrobiyal ve antioksidan aktivitesinin analiz edilmesi amaçlandı. P. cruentum kültürlerinden elde edilen biyokütle, etanol, n-hekzan, metanol ekstreleri ve uçucu komponentlerin eldesi için işlemlerden geçirildi. Ekstrelerin antimikrobiyal, antioksidan aktiviteleri ve total fenolik içeriği in vitro test metodları ile araştırıldı. Ayrıca P. cruentum’un uçucu bileşenleri GC/GC-MS metodu ile aydınlatıldı. Diğer çözgen ekstreleri ile kıyaslandığında, sadece n-hekzan ekstresinde potansiyel antimikrobiyal aktivite gözlendi. Ayrıca, bu ekstre en iyi etkiyi Staphylococcus aureus ATCC 6538P’ye karşı gösterdi. Uçucu kısımları sadece Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853’e karşı etkiliydi. Total fenolik bileş ikler 62,45±2,0 mg Gallik Asit Eşdeğer/g Kuru Ağırlık mgGAE/gKA değeri ile en yüksek oranda n-hekzan ekstresinde bulundu. İstatistiksel olarak, etanol ekstresinin, radikal süpürme kapasitesi ve total fenolik içeriği arasında önemli bir korelasyon olduğu tespit edildi. Ekstrelerin antioksidan aktivite düzeyi test metoduna bağlı olarak farklılıklar gösterdi. Sonuç olarak, P. cruentum’un, potansiyel değerli antioksidan, antimikrobiyal içeriği ile doğal bileşiklerin önemli bir orijini ve yüksek bitkiler gibi diğer doğal kaynaklara güçlü bir alternatif olarak kabul edilebileceği düşünüldü., In the present study, it was aimed to cultivate and analyze the potential antimicrobial and antioxidant activity of Porphyridium cruentum. The biomass achieved from P. cruentum cultures was processed to obtain ethanol, n-hexane, methanol extracts and volatile components. Antimicrobial, antioxidant activities and total phenolic contents of the extracts were investigated by in vitro test methods. In addition, volatile compounds of P. cruentum were elucidated by GC/GCMS. When compared to the other solvent extracts, a potential antimicrobial activity was observed only in the n-hexane extract. Besides, it showed the best activity against Staphylococcus aureus ATCC 6538P. Volatile parts were active only against Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. The highest amount of total phenolic compounds was found as 62.45±2.0 mg Gallic Acid Equivalent/g Dry Weight mgGAE/gDW in the n-hexane extract. Statistically, a remarkable correlation was established between radical scavenging capacities and the total phenolic contents of the ethanol extracts. The level of antioxidant capacities varied according to the test methods. Consequently, it was thought that P. cruentum could be considered as an important origin of natural compounds and a strong alternative to the other natural sources such as higher plants, because of potentially valuable antioxidant, antimicrobial constutients.

Bu çalışmada, farklı koşullarda üretimi gerçekleştirilen Amphora capitellata ve Tetraselmis chuii mikroalg türlerinin biyokütlelerindeki ve karotenoid miktarlarındaki değişimlere belirlenen parametrelerin etkisinin incelenmesi ve optimum koşulların belirlenmesi amaçlanmıştır. Her iki mikroalg türü için de koşulların değişiminin takibi için seçilen parametreler, ışık şiddeti, havalandırma hızı, azot türü ve oksidatif strestir. Tüm üretimlerin büyüme eğrileri çıkartılmış ve büyüme hızları hesaplanmıştır. Ayrıca karotenoid değişimlerinin takibi toplam karotenoid ve Amphora capitellata türü için fukoksantin, Tetraselmis chuii için loroksantin ile yapılmıştır. Hücrelerin belirlenmiş değişen koşullarda elde edilen verilerine dayanarak iki mikroalg türü için ayrı ayrı karar verilen optimum koşullardaki üretim panel fotobiyoreaktörde gerçekleştirilerek, bu şartlardaki üretimin de büyüme eğrileri çıkartılmış ve toplam karotenoid miktarları belirlenmiştir., In this study, it was aimed to examine the effects of the determined parameters on the changes in the biomass and carotenoid amounts of Amphora capitellata and Tetraselmis chuii microalgae species produced under different conditions and to determine the optimum conditions. The parameters chosen for monitoring the change of conditions for both microalgae species are light intensity, aeration rate, nitrogen type and oxidative stress. The growth curves of all productions were drawn and the growth rates were calculated. In addition, the follow-up of carotenoid changes was made with total carotenoid and fucoxanthin for Amphora capitellata species, and loroxanthin for Tetraselmis chuii. Based on the data obtained from the cells in the determined changing conditions, the production at the optimum conditions decided separately for the two microalgae species was carried out in a panel photobioreactor, the growth curves of the production under these conditions were also drawn, and the total carotenoid amounts were determined.

Mikroorganizmaların içerdiği kimyasal ve biyolojik özelliklere sahip bileşikler önemli tedavi edici etkiye sahiptirler. Tür çeşitliliği konusunda oldukça büyük bir alan kaplayan mikroorganizma olan fitoplanktonlar, birçok bilimsel çalışmaya konu olmuştur. Fitoplanktonlardan olan mikroalgler ve siyanobakteriler içerdikleri önemli bileşikler sayesinde birçok pahalı ve toksik kimyasal kullanılan tedaviye alternatif olarak kullanabilmektedir. Mikroalglerin içeriğinde bulunan yararlı bileşiklerin saflaştırılması veya yoğunlaştırılması üzerine yapılan çalışmaların sayısı gün geçtikçe artmaktadır. Günümüzde koronavirüs kaynaklı salgın hastalığın tüm dünyayı etkisi altına almasıyla antiviral etkiye sahip bileşiklere olan ilgi artmıştır. Spirulina platensis, Nanofrustulum shiloi ve Prasinococcus sp. içerdiği bileşiklerden kaynaklı terapötik özelliğe sahip mikrooganizmalardandır. Bu tez çalışmasında Spirulina platensis, Nanofrustulum shiloi ve Prasinococcus sp. mikroorganizmalarının tedavi edici etkilerinden biri olan antiviral etkisi incelenmiştir. Mikroalglerin ve siyanobakterilerin antiviral etkinin belirlenmesi için D274 IBV şusu kullanılmıştır., The compounds with chemical and biological properties contained in microorganisms have important therapeutic effects. Phytoplankton, which is a microorganism that covers a very large area in terms of species diversity, has been the subject of many scientific studies. Microalgae and cyanobacteria, which are phytoplankton, can be an alternative therapy to many expensive and toxic chemicals due to the important compounds they contain. The number of studies on the purification or concentration of beneficial compounds in microalgae is increasing day by day. Today, the interest in compounds with antiviral effects has increased with the epidemic disease caused by the coronavirus affecting the world. Spirulina platensis, Nanofrustulum shiloi and Prasinococcus sp. are microorganisms with therapeutic properties due to the compounds it contains. In this thesis, the antiviral effect, which is one of the therapeutic effects of Spirulina platensis, Nanofrustulum shiloi and Prasinococcus sp. microorganisms, was investigated. D274 IBV strain was used to determine the antiviral effect of microalgae and cyanobacteria.

Çeşitli biyolojik aktiviteleri sayesinde özellikle sağlık alanında kullanılabilecek mikroalgal karotenoidlerden loroksantin ve fukoksantin miktarının farklı koşullar denenerek artırılmasının ve bu koşulların mikroalgal biyokütle üzerindeki etkisinin belirlenmesi bu çalışmanın temel amacıdır. Fukoksantin miktarının takibi Nanofrustulum shiloi türü ile, loroksantin miktarının takibi Scenedesmus obliquus türü ile yapılarak farklı koşullar altındaki karotenoid değişimleri belirlenmiştir. Işık şiddeti, havalandırma hızı, azot türü ve oksidatif stres her iki mikroalg türündeki karotenoid miktarlarının değişimlerinin takibinde seçilen parametrelerdir. Değişen koşullarda elde edilen veriler göz önünde bulundurularak her iki mikroalg türü için en yüksek miktarda karotenoid üretiminde gerekli optimum koşullar belirlenmiş ve panel fotobiyoreaktörlerde optimum koşullarda büyük ölçekli üretime geçilmiştir., The main aim of this study is to increase the amount of loroxanthin and fucoxanthin, which are microalgal carotenoids that can be used especially in the field of health thanks to their various biological activities, by trying different conditions and to determine the effect of these conditions on microalgal biomass. Carotenoid changes were determined under different conditions was followed the amount of fucoxanthin with Nanofrustulum shiloi species, and the amount of loroxanthin with Scenedesmus obliquus species. Light intensity, aeration rate, nitrogen type and oxidative stress are the parameters chosen to monitor the changes in carotenoid amounts in both microalgae species. Considering the data obtained under changing conditions, optimum conditions for the production of the highest amount of carotenoids were determined for both microalgae species and large-scale production was started in panel photobioreactors under optimum conditions.

Fikobiliproteinler, siyanobakterilerde ışık absorlanmasından sorumlu klorofilin yardımcı elemanları olarak çevre koşullarına bağlı üretilen bileşiklerdir. Spektral karakterlerine bağı olarak fikosiyaninler, fikobiliproteinler ve allofikosiyaninler olarak üç gruba ayrılırlar. Bu bileşenler sahip oldukları biyoaktif özellikler sebebi ile gıdadan ilaca farklı alanlarda uygulamalara sahip olan doğal pigment-proteinlerdir. Bu çalışmada fikobiliprotein üretme kapasitesi bilinen Psuedanabaena sp.’nin farklı ışık renkleri kullanılarak kültürlenmesinin ardından elde edilen biyokütleden fikobiliproteinlerin ekstraksiyonu ve saflaştırılması gerçekleştirilmiştir. Elde edilen verilere göre Pseudanabaena sp.’nin farklı ışık renkleri kullanılarak kültürlenmesinin büyüme hızları üzerine belirgin şekilde etkisi olmadığı, her üç ışık renginde de büyümenin gerçekleştiği ve canlının baskın olarak fikosiyanin ürettiği gözlemlenmiştir. Liyofilize hücreler kullanılarak yapılan protein ekstraksiyonu ve saflaştırma çalışmaları sonucunda, ham protein ekstraksiyonunun ultrasonik banyo yardımı ile hücre parçalama işlemi yapılarak hızlı ve verimli şekilde hazırlanabildiği ve elde edilen ham protein ekstraktının basit saflaştırma yöntemleri bir araya getirilerek etkili şekilde kirliliklerden arındırıldığı gözlemlenmiştir. Saflaştırma adımları sonunda fikosiyanin 5.9 saflık değerinde elde edilmiştir. Saflık değeri 4 ve üzeri olan fikosiyaninler, standartlara göre analitik sınıf olarak piyasada bulunmaktadırlar ve yüksek ticari değere sahiptirler., Phycobiliproteins are pigment-protein complexes that are responsible for absorbing energy in wavelengths where chlorophyll does not absorb energy efficiently. According to the spectral properties, phycobiliproteins are divided into three subgroups as phycocyanin, phycoerythrin, and allophycocyanin. Phycobiliproteins have unique bioactive properties and they have a wide application area including food, cosmetics, and pharmaceutical. In this study, Pseudanabaena sp., which is a species of cyanobacteria that has a high phycobiliprotein production capacity, was cultured under different light colors. Following cultivation, extraction and purification of phycobiliproteins were performed. According to the results, it was concluded cultivation under different colors of light has not shown a significant difference in terms of algal growth. Microorganism has shown normal growth under each color and produced phycocyanin as a dominant pigment. As a result of the performed extraction and purification steps, it was concluded by the Ultrasonic bath method, cell disruption has been performed efficiently and quickly. Purification of obtained raw protein extract has been performed easily by a combination of classical purification methods. At the end of the purification process, phycocyanin was obtained with a high purity ratio 5,9 which is accepted as analytical grade phycocyanin and has a high market value.

Siyanobakteriler (mavi-yeşil alg) ve mikroalgler fikobiliprotein (PBP), karotenoidler ve çoklu doymamış yağ asitleri gibi önemli yüksek değerli ürünler, sayısız önemli biyoaktif ve biyoteknolojik olarak önemli kimyasalların gıda, kozmetik, ilaç ve nutrasötik endüstrilerinde uygulanan değerli bir kaynağı oluştururlar. Bu tezin ilk bölümünde, kültür koşullarının optimizasyonu ile siyanobakteri ve mikroalglerin biyokütle ve yüksek değerli bileşiklerin (fikosiyanin ve fukoksantin) arttırılması için yanıt yüzey yöntemi (RSM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. RSM ile tahmin edilen Arthrospira platensis'nin maksimum biyokütle ve fikosiyanin içeriği sırasıyla 1,06 g L−1 ve 107 mg L−1 bulunmasına rağmen maksimum biyokütle ve fikosiyanin içeriği optimize edilmiş koşullar (sıcaklık 33 ± 2 ºC, ışık şiddeti 44 μmol photons m−2 s−1 ve karıştırma hızı 120 rpm) altında validasyon deneylerinde 1,32 g L−1 ve 127 mg L−1 olarak elde edilmiştir. Ayrıca, optimize edilmiş koşullarda (sıcaklık 33 ± 2 ºC, ışık şiddeti 44 μmol fotonlar m−2 s−1 ve 2,5 L dak−1 hava akış oranı) 7L Panel foto-biyoreaktörde (PPBR) Arthrospira platensis'in büyüme ve fikosiyanin içeriği üzerindeki etkisi araştırılmıştır ve PPBR'de büyüme hızı 0,202 gün−1 ve 228 mg L−1 fikosiyanin içeriği ile 2,42 g L−1 maksimum biyokütle veriminin elde edildiği gözlenmiştir. Benzer şekilde Phaeodactylum tricornutum tarafından fukoksantin üretimi için kültür koşullarının optimizasyonu yapılmış, RSM tarafından tahmin edilen maksimum fukoksantin içeriği 7,9 mg g-1 iken, maksimum fukoksantin içeriği 10,22 mg g-1 optimize edilmiş koşullar altında (sıcaklık 15 °C, ışık şiddeti 55 μmol photons m−2 s−1 ve karıştırma hızı 130 rpm) doğrulama deneylerinde elde edilmiştir. Ayrıca, optimize edilmiş koşullarda (sıcaklık 15 °C, ışık şiddeti 55 μmol photons m−2 s−1 ve 2,5 L dak−1 hava akış oranı) 7L Panel fotobiyoreaktörde (PPBR) P. tricornutum'un fukoksantin içeriği üzerindeki etkisi araştırılmıştır ve PPBR'de maksimum fukoksantin içeriği 44,13 mg g-1 elde edilmiştir. Ek olarak, farklı azot kaynaklarının büyüme ve fikobiliprotein (PBP: PC, APC ve PE) bileşimleri üzerindeki etkisi üç siyanobakteri suşunda incelenmiştir. 12 günlük kesikli üretimde, Phormidium sp. ve Pseudoscillatoria sp. test edilen tüm nitrojen kaynaklarını kullanabilmişler olmasına rağmen her iki suş için de en iyi azot kaynağı amonyum klorür ve maksimum büyüme oranları sırasıyla µ=0,284±0,03 ve µ=0,274±0,01 gün–1, fikobiliprotein içerikleri %19,38±0,09 ve %19,99±0,14 kuru ağırlık olarak belirlenmiştir. Oysaki, Arthrospira platensis için en yüksek büyüme oranı µ= 0,304 ± 0,0 gün – 1 ve fikobiliprotein içeriği %22,27 ± 0,21 kuru ağırlıkta sodyum nitratla elde edildi. Bu tezin ikinci bölümünde, çeşitli ekstraksiyon tamponlarının kullanıldığı farklı ekstraksiyon metotlarının A. platensis ve P. tricornutum'dan elde edilen fikoksiyanin ve fukoksantin ekstraksiyonu için ekstraksiyon yöntemlerinin etkinliğinin belirlenmesi değerlendirilmiştir. Bu çalışmada değerlendirilen farklı hücre parçalama yöntemleri arasından ultrasonikasyon (2 dak) ile birlikte donma-çözmede (bir kez) ekstraksiyonu tamponu olarak Na-fosfat kullanılarak yapılan fikosiyanin ekstraksiyonu ve maksismum C-PC eldesi için etkili yöntem olduğu kanıtlanmıştır. Ayrıca, fikosiyanin iki aşamalı kromatografik yöntem kullanılarak saflaştırıldı ve analitik dereceli saflıkta (A620/A280 oranı> 4) elde edilmiştir. Saflaştırılan C-fikosiyanin ve  ve β alt birimlerine karşılık gelen iki bandın varlığı SDS-PAGE de gösterilmiştir. P. tricornutum'dan fukoksantin ekstraksiyonu için araştırılan farklı ekstraksiyon yöntemleri arasında ekstraksiyon çözücüsü olarak metanol kullanılarak yapılan ultrason destekli ekstraksiyon yönteminin (UAE) en etkili yöntem olduğu kanıtlanmıştır. Ekstraksiyondan sonra fukoksantin açık silika kolon kromatografisi kullanılarak başarıyla saflaştırılmıştır. Ayrıca, ham ekstraktların ve saflaştırılmış fikosiyanin ve fukoksantinin biyoaktivitesi farklı patojen bakterilere (Escherichia coli, Moraxella catarrhalis, Staphylococcus aureus ve Candida albicans) karşı değerlendirilmiştir ve aktiviteleri gözlemlenmiştir., Cyanobacteria (blue- green algae) and Microalgae have emerged as an important source of high-value products, counting important bioactive and biotechnologically significant chemicals like phycobiliprotein (PBP), carotenoids and polyunsaturated fatty acids with potential biotechnological application in food, cosmetic, pharmaceuticals and nutraceuticals industries. In the first part of this thesis, optimization of culture conditions to enhance biomass and high value added compounds (phycocyanin and fucoxanthin) of cyanobacteria and microalgae was carried out by using response surface methodology (RSM). The predicted maximum biomass and phycocyanin content of Arthrospira platensis by RSM was 1.06 g L−1 and 107 mg L−1, respectively, whereas maximum biomass and phycocyanin content of 1.32 g L−1 and 127 mg L−1 was obtained in the flask validation experiments under optimized conditions (temperature 33±2 ºC, light irradiance 44 μmol photons m−2 s−1 and agitation speed 120 rpm). Further, influence of optimized conditions (temperature 33±2 ºC, light irradiance 44 μmol photons m−2 s−1 and air flow rate of 2.5 L min−1) on growth and phycocyanin content of A. platensis in 7L Panel photobioreactor (PPBR) cultivation was investigated and it was observed that a maximum biomass yield of 2.42 g L−1 with a specific growth rate 0.202 day−1 and phycocyanin content of 228 mg L−1 was obtained in the PPBR. In case of optimization of culture conditions for fucoxanthin production by P. tricornutum, the predicted maximum fucoxanthin content by RSM was 7.9 mg g−1, whereas maximum fucoxanthin content of 10.22 mg g−1 was obtained in the flask validation experiments under optimized conditions (temperature 15°C, light irradiance 55 μmol photons m−2 s−1 and agitation speed 130 rpm). Further, influence of optimized conditions (temperature 15°C, light irradiance 55 μmol photons m−2 s−1 and air flow rate of 2.5 L min−1) on fucoxanthin content of P. tricornutum in 7L Panel photobioreactor (PPBR) cultivation was investigated and it was observed that a maximum fucoxanthin content of 44.13 mg g−1 was obtained in the PPBR. Moreover, the effect of different nitrogen sources on growth, and phycobiliprotein (PBP: PC, APC and PE) composition of three cyanobacterial strains were investigated. In the batch culture period of 12 days, Phormidium sp. and Pseudoscillatoria sp. were able to utilize all tested nitrogen sources, however, ammonium chloride was the best nitrogen source for both strains to achieve maximum growth rate µ=0.284±0.03 and µ=0.274±0.01 day–1, phycobiliprotein contents 19.38±0.09% and 19.99±0.14% of dry weight, respectively. Whereas, for Arthrospira platensis, the highest growth rate of µ=0.304±0.0 day–1 and phycobiliprotein content of 22.27±0.21% of dry weight were achieved with sodium nitrate. In the second part of this thesis, different extraction methods using various extraction buffers were evaluated to understand the efficiency of extraction methods for phycocyanin and fucoxanthin extraction from A. platensis and P. tricornutum, respectively. Among the different extraction methods evaluated in this investigation, a combined method of freeze & thaw plus ultrasoication using Na-phosphate as an extraction buffer was proved to be an effective method for phycocyanin extraction and observed a maximum C-PC yield. Furthermore, phycocyanin was purified using two-step chromatographic method and the analytical grade purity (A620/A280 ratio > 4) was attained. SDS-PAGE demonstrated the purity and presence of two bands corresponding to α and β subunits of the C-phycocyanin. Whereas, among the different extraction methods studied for fucoxanthin extraction from P. tricornutum, Ultrasound assisted extraction method (UAE) using methanol as an extraction solvent was proved to be an effective method. Furthermore, fucoxanthin was successfully purified using open silica column chromatography. Moreover, the bioactivity of crude extracts and purified phycocyanin as well as fucoxanthin was assessed against different pathogenic bacteria and observed the activity against Escherichia coli, Moraxella catarrhalis, Staphylococcus aureus and Candida albicans.

Fukoksantin, mikroalg ve makroalglerde bulunan bir primer karotenoid olup antitümör, antioksidant ve antiobezite gibi farmasötik özelliklere sahiptir. Diğer karotenoidler gibi fukoksantinin biyosentezi, çeşitli çevresel veya biyolojik stres koşulları altında mikroalglerde tetiklenebilmektedir. Bu çalışmada ticari öneme sahip iki denizel mikroalg Nitzschia thermalis (EGEMACC-56) ve Isochrysis galbana 'nın (EGEMACC-86) farklı azot (0 mg/L- 75 mg/L-200 mg/L) ve farklı demir (0 mg/L-3.15 mg/L-15.8 mg/L) konsantrasyonlarında spesifik büyüme ve ikilenme sürelerinin belirlenmesinin ardından, toplam yağ içerikleri, yağ asidi ve fukoksantin değerleri tespit edilmiştir. Çalışma neticesinde maksimum spesifik büyüme hızı N.thermalis için yüksek azot denemesinde 0,47±0,03 gün-1, I.galbana için yüksek demir denemesinde 0,49±0,02 gün-1 olarak tespit edilmiştir. En yüksek fukoksantin miktarları N.thermalis ve I.galbana için yüksek demir denemelerinde sırasıyla 7,57±0,83 mg/g biyokütle ve 10,09±0,45 mg/g biyokütle olarak tespit edilirken, en yüksek toplam yağ içeriği ise N.thermalis ve I.galbana için azot yokluğu denemelerinde sırasıyla % 26,93±1,8 ve % 33,49±2,2 olarak tespit edilmiştir., Fucoxanthin is a primary carotenoid present in microalgae and macroalgae and has pharmaceutical properties such as antitumor, antioxidant and antiobesity. Like other carotenoids, synthesis of fucoxanthin can be triggered in microalgae under various environmental or biological stress conditions. In this study, specific growth rate, doubling time, lipid content, fatty acid and fucoxanthin amounts of two marine microalgae Nitzschia thermalis (EGEMACC-56) and Isochrysis galbana (EGEMACC-86) were determined at different nitrogen (0 mg/L- 75mg/L- 200mg/L) and different iron (0 mg/L-3.15 mg/L-15.8 mg/L) concentrations. Maximum specific growth rates was obtained 0.47±0.03 day-1 in high nitrogen concentration for N.thermalis and 0.49±0.02 day-1 in high iron concentration for I. galbana. In addition, highest amount of fucoxanthin were found 7,57 ± 0,83 mg/g biomass and 10,09 ± 0,45 mg/g biomass for N.thermalis and I.galbana, respectively. The highest lipid contents was found 26.93±1.8% and 33.49±2.2% in the absence of nitrogen for N.thermalis and I. galbana, respectively.

Mikroalgler besin zincirinin birinci halkasını oluşturan ticari öneme sahip mikroskobik canlılardır. Mikroalglerin diğer bir kolu olan diyatomlar, ökaryotik canlılar olup, tek hücreli yada koloni halinde yaşarlar. Diğer mikroalglerden ayıran en önemli özellikleri, bol miktarda silis içermeleridir. Ticari değere sahip olup, petrol işleri, deniz suyu kirlilik oranı tespiti, kozmetik kremler, gıda sanayisi, inşaat sanayisinde oldukça rağbet görmektedir. Ayrıca sahip olduğu yağ içeriği, biyodizel alanındaki çeşitli çalışmalarda kullanılmaktadır. Bu çalışmada kesikli üretimde Nitzschia sp. ve Nanofrustulum shiloi'nin ışık yoğunluğu gibi fiziksel ve azot, demir ve bakır gibi farklı kimyasal konsantrasyonların spesifik büyüme hızı, ikilenme süresi, karotenoid miktarı, biyokütle ve yağ içeriğindeki değişimlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Türlerin kendi kültür ortamları ve farklı stres koşulları altında hazırlanan kültürler içerisinde, morfolojik ve biyokimyasal içerikleri belirlenmiştir. Çalışmada optik yoğunluk, hücre sayımı, fukoksantin, klorofil-a, yağ miktarlarındaki değişimler belirlenmiştir. HPLC-DAD cihazı yardımıyla karotenoidlerdeki değişimler ve ARGEFAR GC-FID cihazıyla da toplam yağ asit içerikleri belirlenmiştir. Kültürler ortam sıcaklığı 20±1ºC ve pH 8.2-8.5 sabit tutularak, ışık şiddeti 30 ile 300 μmol m-2 sec-1 arası, azot 0 ile 2 g L-1, demir 0 ile 15,8 mg L-1, bakır 0 ile 1,49 mg L-1 konsantrasyonları kullanılmıştır. Çalışma sonucunda Nitzschia sp. için en iyi spesifik büyüme hızı, azot konsantrasyonunun 2 g L-1 olduğu stress koşulunda, 0,27 gün-1 çıkmıştır. Nanofrustulum shiloi için en iyi spesifik büyüme hızı ise azot konsantrasyonunun 2 g L-1 olduğu stress koşulunda 0,36 gün-1 olarak belirlenmiştir. İkilenme süreleri için yapılan hesaplamalarda, Nitzchia sp. için en iyi değer azot konsantrasyonunun 2 g L-1 olduğu stres koşulunda, 2,54 gün çıkmıştır. Nanofrustulum shiloi için azot konsantrasyonunun 2 g L-1 olduğu stres koşulunda, 1,88 gün olduğu belirlenmiştir. Biyokütle ölçümlerinde ise çıkan sonuçlarda, Nitzschia sp. için en iyi sonuç bakır konsantrasyonunun 1,49 mg L-1 koşulunda 0,27 g L-1, Nanofrustulum shiloi için azot konsantrasyonunun 2 g L-1 koşulunda 0,68 g L-1 olduğu görülmüştür. Yapılan fukoksantin HPLC ölçümlerinde Nitzschia sp. için en yüksek değer düşük ışık şiddetinde 8,47 mg mL-1, Nanofrustulum shiloi için en yüksek değer demir konsantrasyonunun 15,8 mg L-1 olduğu stres koşulunda 7,83 mg mL-1 ölçülmüştür. Yüzdesel yağ içeriği olarak ise Nitzschia sp. için en yüksek değer azot konsantrasyonunun 2 g L-1 stres koşulunda %37,8, Nanofrustulum shilio için ise demir konsantrasyonunun 15,8 mg L-1 olduğu koşulda %17,8 olduğu görülmüştür. Nitzschia sp.'nin doymuş yağ asidi yüzdesi en yüksek, ışık yoğunluğunun 30 μmol m-2 sec-1 olduğu stres koşulunda %67,3 , tekli doymamış yağ asidi yüzdesi en yüksek, bakır konsantrasyonunun 1,49 mg L-1 olduğu stres koşulunda %63,6 , çoklu doymamış yağ asidi yüzdesi en yüksek, demir konsantrasyonunun 0 g L-1 olduğu stres koşulunda %9,71 olarak hesaplanmıştır. Nanofrustulum shiloi'nin doymuş yağ asidi yüzdesi en yüksek, bakır konsantrasyonunun 1,49 mg L-1 olduğu stres koşulunda %74,4 , tekli doymamış yağ asidi yüzdesi en yüksek, azot konsantrasyonunun 0 g L-1 olduğu stres koşulunda %37,4 , çoklu doymamış yağ asidi içeriği en yüksek, bakır konsantrasyonunun 1,49 mg L-1 olduğu stres koşulunda %20,2 olarak hesaplanmıştır., Microalgae are microscopic organisms with commercial value that constitute the first pace of the food chain. Diatoms, substation of microalgae, are eukaryotic organisms and live in a colony or single cell. Their most important feature is that they contain plenty of silica. It has commercial value and is very popular in petroluem Works, sea water pollution rate determination, cosmetic product, food industry and construction industry. In addition, the oil content that it possesses has led to various studies in the production of biodiesel. In this study, batch culture of Nitzschia sp. and Nanofrustulum shiloi are aimed to determine the specific growth rates of different chemical concentrations, such as light and nitrogen, iron and copper, as well as the changes in the content of carotenoid, biomass and fatty acids content. Morphological and biochemical contents of cultures prepared under different culture conditions and different stress conditions of the species have been determined optical density, cell count, fucoxanthin, chlorophyll-a, amount of total fatty acids were measured. The changes in carotenoids with the help of HPLC-DAD and the total fatty acids content were determined with ARGEFAR GC-FID. The cultures were incubated at ambient temperature of 20 ± 1ºC and pH 8.2-8.5 with light intensity of 30 to 300 μmol m-2 sec-1, nitrogen 0 to 2 g L-1, iron 0 to 15.8 mg L-1, copper 0 to 1.49 mg L-1 concentrations were used. As a result of the study, Nitzschia sp., the best specific growth rate was 0.27 days-1 under the stress condition that the nitrogen concentration was 2 g L-1. The best specific growth rate for the Nanofrustulum shiloi was 0.36 days-1 in the stress condition where the nitrogen concentration was 2 g L-1. The best value for the doubling time of Nitzchia sp. is 2.54 days-1 where stress condition that the nitrogen concentration was 2 g L-1. It was determined that the nitrogen concentration for the Nanofrustulum shiloi was 1.88 days under the stress condition of 2 g L-1. For biomass weights, the best value for Nitzschia sp. is 0.27 g L-1 where copper concentration was 1.49 mg L-1 and the best value for Nanofrustulum shiloi is 0.68 g L-1 where nitrogen concentration is 0.68 g L-1. HPLC measurements showed that Nitzschia sp. the highest value was measured as 8.47 mg mL-1 at low light intensity and 7.83 mg mL-1 at the stress condition where the highest iron concentration was 15.8 g L-1 for the Nanofrustulum shiloi. The fat content for Nitzschia sp. was found to be 37.8% in 2 g L-1 nitrogen concentration. For Nanofrustulum shiloi was found to be 17.8% in 15.8 g L-1 iron concentration. The highest percentage of saturated fatty acid in the Nitzschia sp. was found to be 67.3% in the stress condition with the light intensity of 30 μmol m-2 sec-1, the highest percentage of monounsaturated fatty acid was 63,6% in the stress condition of copper concentration was 1.49 mg L-1, the highest percentage of polyunsaturated fatty acid was 9.71% in the stress comdition of iron concentration was 0 g L-1. The highest percentage of saturated fatty acid in the Nanofrustulum shiloi was found to be 74.4% in the stress condition of copper concentration was 1,49 mg L-1, the highest percentage of monounsaturated fatty acid was 37.4% in the stress condition of nitrogen concentration was 0 g L-1, the highest percentage of polyunsaturated fatty acid was 20.2% in the stress comdition of copper concentration was 1.49 mg L-1.

Mikroalglerin antimikrobiyal etkinliği, farklı bilim insanları tarafından kanıtlanmış güncel araştırma konularındandır. Bu tez çalışması kapsamında, antimikrobiyal özellikleri kanıtlanmış Athrospira (Spirulina) platensis, Chlorella sp. ve Amphora Capitellata mikroalg türlerine aitiçeriklerin polimer listesine katılıp şekillendirilmesi ve endüstriyel tek kullanımlık tıbbi ürün haline getirilmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında mikroalgal ürünlerin antimikrobiyal etkilerini polimere katmak amacıyla önce farklı çözücü ve ekstraksiyon yöntemleriyle çeşitli örnekler elde edilmiş, daha sonra bu örnekler Gr(+), Gr(-) bakteri ve maya olmak üzere farklı mikroorganizma grupları üzerinde test edilmiştir. En etkili sonuç veren Dpirulina'ya ait örneklerin polimer yapısına katılarak şekillendirilmesi için üç boyutlu yazıcı, plastik enjeksiyon ve fırında eriterek kalıplama metodlarına başvurulmuştur. Çalışma kapsamında başvurulan tüm yöntemler karşılaştırılmış, sonraki basamaklara sürecin optimizasyonu yoluyla devam edilmiştir. Gerçekleştirilen tüm işlemler, bilimsel temellere dayandırılarak ve elde edilmesi hedeflenen son ürünün işlenebilirliği dikkate alınarak yorumlanmıştır. Bu nedenle antimikrobiyalliğin yanı sıra steril edilebilirlik, paketleme, toksisite, mikro düzeyde inceleme ve yüzey özelliklerini yorumlama gibi üretim sonrası süreçlere de üretim kadar önem verilmiş, elde edilen tıbbi cihaz parçaları yerel ve uluslar arası tıbbi cihaz üretim standart ve direktiflerine uygun bir son ürün haline getirilmiştir., The antimikrobial activity of microalgea that have been proven by different investigationsis among current research topics. Within the scope of this thesis, Athrospira (Spirulina) platensis, Chlorella sp. and Amphora Capitellata microalgea contents were intended to be added to polymer structure and shaped into industrialdisposable medical products. For this purpose, various samples of these microalgea were obtained by different solvent and extraction methods and then these samples were tested on groups of microorganisms such as Gr(+), Gr(-) bacteria and yeast. Three dimensional printing, plastic injection and melt-blending methods were applied for shaping the polymers doped by samples of Spirulina which showed the most effective antimicrobial results. All the methods applied in the study were compared and the subsequent steps were continued through process optimization. All performed procedures were interpreted based on scientific foundations and considering the target productibiliity,sustainabty and cmmerccializabilit of finall prodduct to be achieved. For this reason, besides antimirobialc proroperties pppost production ppertiies, such as sterilization, packaging, toxicity, microscopic determination and interpretation of surface properties were emphasized as well as production and resulting medical device parts have been made into a final product conforming to local and international medical device manufacturing standards and directives.

Prasinococcus sp. (yeşil mikroalg) ve Porphyridium cruentum (kırmızı mikroalg) polisakkaritler gibi değerli biyokimyasalların üretim için iyi adaylardır. Bu çalışmanın amacı, iki farklı ışık şiddetinde (10 ve 50 µE m-2 s-1 16:8 saat aydınlık:karanlık) ve F/2 ortamında kontrole karşı sodyum bikarbonat ve sodyum glikozilat monohidrat enzimi eklenmesiyle Prasinococcus sp. ve P. cruentum'nun şeker içeriğinin karşılaştırılmasıldır. Deneyler 900 ml F/2 ortamı içerin 1000 ml'lik şişelerde 14 gün boyunca 22 ± 2 °C sıcaklıkta, 1 vvm hava akış hızında gerçekleştirilmiştir. Işık şiddeti kuantum metre (Lambda L1-185) ile şişelerin merkezini baz alarak ölçülmüşür. Üretim süresinde optik yoğunluk, klorofil-a ve toplam şeker ölçümleri yapılmıştır. Üretim sonunda en yüksek şeker miktarı (275,5 mg/L) ve en yüksek krolofil-a miktarı (5,99 mg/L) 50 µE m-2 s-1 ışık şiddetinde ve sodyumbikarbonatın bulunmadığı ortamda Prasinococus sp.' den elde edilmiştir. Diğer yandan en yüksek toplam şeker konsantrasyonu (246,53 mg/L) P. cruentum'dan 50 µE m-2 s -1 ışık şiddetinde ve 0,25 mmol/L sodyum gliokzilat monohidrat enzim eklendiğinde ve en yüksek klorofil-a miktarı (5,37 mg/L) Prasinococcus sp.'den 50 µE m-2 s -1 ışık şiddetinde ve enzimin bulunmadığı ortamdan elde edilmiştir. Yüksek ışık yoğunluğu Prasinococcus sp. nin şeker üretimini tetiklemesine rağmen her iki kimyasalın eklenmesi şeker üretiminde önemli bir etkisi olmamıştır., Prasinococcus sp. (green microalgae) and Porphyridium cruentum (red microalgae) are good candidates for the production of valuable biochemicals such as polysaccharides. The aim of this study was to investigate sugar amount of Prasinococcus sp. in comparison with Porphyridium cruentum as a control strain under two different light intensities (10 and 50 µE m-2 s-1 with the light-dark cycle of 16h:8h) in F/2 medium with or without sodium bicarbonate and sodium monohydrate glyoxylate enzyme, respectively. Experiments were carried out in 1000 ml Erlenmeyer flasks containing 900 ml of F/2 medium at the air flow rate of 1 vvm under the temperature of 22±2 °C for 14 days. Irradiance was measured in the center of the flask with a quantum meter (Lambda L1-185). During the cultivation period chlorophyll-a, optical density and total sugar amounts were measured. After 14 days of cultivation period the highest total sugar concentration (275.5 mg/L) and the maximum chlorophyll-a amount (5.99 mg/L )were obtained under the light intensities of 50 µE m-2 s-1in F/2 medium without NaHCO3 for Prasinococus sp. and the highest total sugar concentration (246.53mg/L) obtained from P. cruentum and the maximum chlorophyll-a amount (5,37) were obtained for Prasinococcus sp. under the light intensities of 50 µE m-2 s -1 with adding sodium glyoxylate monohydrate enzymeto F/2 medium. It was reported that the existence of NaHCO3 has no effect on sugar production of both microalgae, whereas adding 0.25 mmol/L glyoxylate monohydrate enzyme caused an increase in sugar production of Porphyridium cruentum under the light intensity of 50 µE m-2 s-1. Higher light intensity triggered the sugar production of Prasinococcus sp. but adding both of chemical components to the medium didn't have any remarkable effect on sugar production of this microalgae.

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 tez çalışmasında, İzmir Seferihisar ilçesindeki (Ürkmez ve Akarca bölgeleri) deniz suyundan izole edilen mikroalg türlerinin morfolojik ve moleküler tanılarının yapılması, alg biyokütlesine etki eden değişkenlerin ve bu değişkenlerin optimum değerlerinin belirlenmesi ve farklı koşullarda yetiştirilen alglerin toplam yağ içerikleri ile toplam klorafil-a miktarlarının araştırılması hedeflenmiştir.İzmir Seferihisar bölgesinden alınan örnekler seyreltme ve dökme plaka yöntemiyle izole edilmiştir. İzolatların morfolojik ve moleküler tanılarının ardından, Ürkmez bölgesi izolatının Nitzschia thermalis ve Akarca izolatının Pseudoanabaena sp. olduğu belirlenmiştir. Türler başlangıç olarak 250 ml'lik erlenlerde 10 günlük bir üretimin ardından Nitzschia thermalis için silis içeren ve silis içermeyen F/2 ortamlarında, Pseudoanabaena sp. için F/2 ve DS-BG-11 (ds:deniz suyu) ortamlarında, 600 ve 1200 lux olmak üzere 2 farklı ışık şiddeti ile 21°C ve 26°C olmak üzere 2 farklı sıcaklıkta, 1 L'lik şişelerde (1/9 oranında hücre/ortam) büyümeleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmada optimum yoğunluk ölçümleri alınmıştır. Hücreler santrifügasyonla hasat edilmiş, liyofilize hale getirilmiş ve daha sonra Bligh&Dyer metodu ile yağ ekstraksiyonu, Lambert-Beer kanununa göre klorofil-a tayini yapılmıştır.Nitzschia thermalis için büyüme hızının en fazla olduğu durum silis içeren F/2 ortamı, 26ºC ve 1200 lux'de (µ:0,130; d.t: 5,33), Pseudoanabaena sp. için ise DS-BG-11 ortamı, 21ºC ve 1200 lux'de bulunmuştur (µ:0,121; d.t: 5,73). Klarofil-a miktarının en fazla olduğu durum; Nitzschia thermalis için silis içeren F/2 ortamı, 26°C ve 600 lux ışık şiddetinde (4,325mg/gr), Pseudoanabaena sp. için DS-BG-11 ortamı, 26°C ve 600 lux ışık şiddetinde bulunmuştur ( 6,784 mg/gr). Yağ içeriğinin en fazla olduğu durum ise; Nitzschia thermalis için F/2 ortamı, 21°C ve 1200 lux ışık şiddetinde (%30,98), Pseudoanabaena sp. için ise F/2 ortamı, 21°C 600 lux ışık şiddeti bulunmuştur (%23,33).Anahtar sözcükler: Mikroalg, Nitzschia thermalis, Pseudoanabaena sp., büyüme hızı, klarofil-a tayini, toplam yağ tayini In this thesis, it is aimed to identify the morphological and molecular properties of microalgae species isolated from the sea water of Izmir Seferihisar district (Urkmez and Akarca areas), to determine the important variables that affect the algal biomass and their optimum values and also to compare the amount of total lipids and chlorophyll a content of those grown under different conditions.Samples obtained from Izmir Seferihisar district were isolated according to the dilution and striking on agar plates methodology. After the morphological and molecular identifications of the isolates, one from Urkmez area was shown to be Nitzschia thermalis and the other from Akarca area was shown to be Pseudoanabaena sp.. The species were grown initially in 250 ml erlenmayers for 10 days. After this period, Nitzschia thermalis was cultivated in both types of F/2 media one of which contains silisium and the other doesn't. Pseudoanabaena sp. was cultivated in F/2 and DS-BG-11 media in 1 l of bottles (with a cell-to-medium ratio of 1/9). Both cultures (Nitzschia thermalis and Pseudoanabaena sp. cultures) were grown under two different light density and temperature conditions, namely, 600 and 1200 lux for light density and 21 and 26°C for temperature. In this study, optimum absorbance values were measured. After the cells were recovered with centrifugation and lyophilized, the lipids were extracted according to Bligh&Dyer methodology and the chlorophyll-a amounts were determined with the Lambert-Beer law.It was shown that for Nitzschia thermalis maximum growth rate was reached (µ:0,130; d.t: 5,33) in silisium containing F/2 medium and under the conditions of 1200 lux and 26°C and for Pseudoanabaena sp. it was reached (µ: 0,121; d.t: 5,73) in DS-BG-11 medium with the conditions of 1200 lux and 21°C. Amount of chlorophyll-a was at max (4,325mg/gr) for Nitzschia thermalis again in silisium containing F/2 and under the conditions of 600 lux and 26°C and it was at max (6,784 mg/gr) for Pseudoanabaena sp. in DS-BG-11 and with the conditions of 600 lux and 26°C.The optimum medium and cultivation conditions that makes the lipid contents maximum were F/2 medium with 1200 lux and 21°C for Nitzschia thermalis (%30,98) and F/2 medium with 600 lux and 21°C for Pseudoanabaena sp. (%23,33).Keywords: Microalgae, Nitzschia thermalis, Pseudoanabaena sp., growth rate, chlorophyll-a measurement, lipid measurement 108

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.

Bu çalışmada Scenedesmus sp. EGEMACC (Ege Üniversitesi Mikroalg Kültür Koleksiyonu) CC-24 (Burdur Gölü) ile yağ potansiyeli yüksek türler olan Botryococcus sudeticus UTEX 2629, Isochrysis galbana UTEX LB 2307 ve Neochloris oleoabundans UTEX LB 1185 kullanılmıştır. Scenedesmus sp. 18, 24 ve 30oC gibi farklı sıcaklıklarında; 1, 5 ve 10 klux gibi farklı ışık şiddetlerinde ve 0 (%0 azot), 1,5 (%50 azot) ve 3 mM (%100 azot) gibi farklı azot konsantasyonlarında kültüre alınmıştır. Bu parametrelerin hücre büyümesine ve toplam yağ içeriğine olan etkileri araştırılmıştır. Diğer üç mikroalg ise, kendi uygun besin ortamlarında 24oC sıcaklıkta ve 5 klux ışık şiddetinde kültüre alınmışlardır. Çalışmada kuru ağırlık ölçümleri ile optik yoğunluk ölçümleri alınmıştır. Hücreler santrifügasyonla hasat edilmiş, liyofilize hale getirilmiş ve daha sonra Bligh&Dyer metodu ile yağ ekstraksiyonu yapılmıştır.Scenedesmus sp. için büyüme hızının en fazla olduğu durum 24oC sıcaklık ve 5 klux ışık şiddetindeki 3mM azot konsantrasyonlu besin ortamı olmuşken, yağ içeriğinin en fazla olduğu durum ise 24oC sıcaklıkta ve 5 klux ışık şiddetindeki azotsuz besin ortamı olmuştur.Bu koşullar altında Scenedesmus sp. hem büyüme hızı (0,254 gün-1) hem de yağ içeriği (kuru ağırlığın %26'sı) bakımından göz önüne alındığında çalışmaya değer bulunmuştur. In this study, Scenedesmus sp. EGEMACC (Ege University Microalgae Culture Collection) CC-24 (Lake of Burdur) and Botryococcus sudeticus UTEX 2629, Isochrysis galbana UTEX LB 2307 and Neochloris oleoabundans UTEX LB 1185 were used. Scenedesmus sp. was cultured at different temperatures as 18, 24 and 30°C; at different light intensities as 1, 5 and 10 klux and in different nitrogen concentrations as 0 mM (0% nitrogen), 1,5 mM (50% nitrogen) and 3 mM (100% nitrogen). The effects of these parameters to cell growth and total lipid content were investigated. The other microalgae species were cultured in their suitable growth media at temperature of 24oC and light intensity of 5 klux. For determining the cell concentration in the study, dry weight and optical density measurements were accomplished. Cells were harvested by centrifugation, lyophilized and then extracted for lipids by the method of Bligh and Dyer (1959).While the maximum growth rate was achieved at temperature of 24oC, light intensity of 5 klux and 3 mM nitrogen concentration, maximum lipid content was found at temperature of 24oC, light intensity of 5 klux and 0 mM nitrogen concentration for Scenedesmus sp..In that condition, it was found that Scenedesmus sp. is the most feasable strain when compared with the others regarding to either growth rate (0,254 day-1) or lipid content (26% of dry weight) characteristics. 102