Publication: Levan polisakkariti için düşük maliyetli mikrobiyal üretim süreçlerinin geliştirilmesi
Loading...
Date
2016-15-07
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Levan, birçok mikroorganizma tarafından sükroz içerikli ortamda üretilen ve yağ ve sudayüksek çözünürlük, kuvvetli yapışkanlık, biyouyumluluk ve film oluşturma gibi üstün özellikleresahip, bir fruktoz homopolimeridir. Levan polisakkariti, ksantan, pullulan ve kurdlan gibi ticaripolisakkaritler ile beraber, farklı endüstriyel sektörlerde kullanım açısından en yüksekpotansiyele sahip polisakkaritler arasında gösterilmektedir ve dolayısı ile levanın ticarileşmepotansiyeli çok yüksektir ve levan polimeri üzerine yapılan araştırmaların sayısı hızlaartmaktadır. Japonya ve Kore?de fonksiyonel gıda katkı maddesi olarak tüketilmektedir veson zamanlarda levan içeren kişisel bakım ürünleri markette kendini göstermektedir. İsviçre,Almanya, İngiltere, Çin, Kore, Japonya ve Amerika?da faklı çaplarda yapılan üretim içinmezofilik mikroorganizmalar kullanılmakta ve dolayısı ile üretim maliyetleri yüksektir. Busebepten dolayı, levan polisakkariti için yeni üretim süreçlerinin geliştirilmesi büyük önemtaşımaktadır. Yakın zamanda, mikrobiyal levan için ilk ekstremofilik üreticinin halofilikHalomonas smyrnensis AAD6T izolatı olduğu araştırma ekibimiz tarafından bulunmuştur vedaha sonra gerek konvansiyonel gerekse sistem bazlı yaklaşımlar ile Halomonas kaynaklılevan polimerinin yarı-kimyasal ortamdaki üretim verimini arttırmaya yönelik çalışmalargerçekleştirilmiştir. Bu proje kapsamında ise kontrollü şartlarda yapılacak sistematik birçalışma ile Halomonas kaynaklı üretim maliyetinin düşürülerek levan polisakkariti için ticariöneme sahip ve yeni bir mikrobiyal üretim sürecinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Budoğrultuda, Baklavacı Güllüoğlu Gıda Sanayi ve Dış Ticaret A.Ş. tarafından temin edilmişsükroz içerikli gıda endüstrisi yan ürünü, gıda kullanımına uygun ticari (sükroz) toz şeker,Urartu İnşaat Madencilik Ticaret Ltd. Şti. tarafından temin edilmiş olan ve Erzincan'ın Kemahİlçesine bağlı tuz ocaklarından üretilmiş ?Doğal Kemah Tuzu? numunesi, ESTUZ EskişehirTuz Gıda Sanayi ve Ticaret A.Ş. tarafından temin edilen farklı tipteki göl ve deniz tuzununham ve işlenmiş numuneler ve Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü tarafından temin edilenfarklı tipteki bor kaynakları kullanımı ile üretim şartlarının çalkalamalı ortamda optimizasyonusağlanmıştır. Daha sonra küçük ve büyük ölçekli fermentör sistemlerinde üretim koşullarıoptimize edilerek üretilen levan polimerinin kapsamlı biyolojik ve kimyasal karakterizasyonuyapılmıştır. Aynı zamanda geliştirilmiş olan üretim sürecinin ulusal/uluslararası patentininalınması için girişimler başlatılmış ve çalışmaların farklı kanallardan duyurularak ilgilisektörlere tanıtılması gerçekleştirilmiştir.
Levan is a fructose homopolysaccharide that is produced by a variety of microorganisms insucrose-based media. It has many outstanding properties like high solubility in oil and water,strong adhesivity, good biocompatibility and film-forming ability. In fact, a recent literatureanalysis on microbial exopolysaccharides attributed levan together with xanthan, curdlan andpullulan as the most promising polysaccharides for various industrial sectors hence levanhas a high commercialization potential. Moreover, there is a growing body of interest inresearch associated with levan and its applications. Levan is not only consumed as afunctional food in Japan and Korea but also used as a natural ingredient in commercialpersonal care products. It is microbially produced in Switzerland, Germany, England, China,Korea, Japan and USA using mesophiles at very high production costs. Hence developmentof novel microbial production processes for levan holds great industrial importance.Recently, halophilic bacterium Halomonas smyrnensis AAD6 T has been reported as a high-level levan producer extremophile for the first time by our research group. Using bothconventional and systems based approaches, production yields in semi-chemical mediawere substantially improved.Within the scope of the project, a low-cost and industrially sound microbial bioreactorproduction process was developed for levan polysaccharide by using sucrose-based wastesof the process line obtained from Güllüoğlu Food Company, commercial sucrose (suitable foruse in food), natural Salt samples obtained from companies located in Erzincan (Urartuİnşaat Madencilik Ticaret Ltd. Şti.) and Eskişehir (ESTUZ Eskişehir Tuz Gıda Sanayi veTicaret A.Ş) as well as low-cost substitutes for boron ( Eti Maden Company).Firstly, themicrobial production conditions utilizing these samples were optimized using shakingcultures. Then, process conditions were optimized using small scale and then large scalefermenters. The produced levan polysaccharide was subjected to chemical and biologicalcharacterization for ensuring its structural integrity and biocompatibility. Then, the proceduresfor obtaining the international patent of the production process was initiated and the processas well as the levan polymer as the value added product was introduced to related sectors inTurkey.
Levan is a fructose homopolysaccharide that is produced by a variety of microorganisms insucrose-based media. It has many outstanding properties like high solubility in oil and water,strong adhesivity, good biocompatibility and film-forming ability. In fact, a recent literatureanalysis on microbial exopolysaccharides attributed levan together with xanthan, curdlan andpullulan as the most promising polysaccharides for various industrial sectors hence levanhas a high commercialization potential. Moreover, there is a growing body of interest inresearch associated with levan and its applications. Levan is not only consumed as afunctional food in Japan and Korea but also used as a natural ingredient in commercialpersonal care products. It is microbially produced in Switzerland, Germany, England, China,Korea, Japan and USA using mesophiles at very high production costs. Hence developmentof novel microbial production processes for levan holds great industrial importance.Recently, halophilic bacterium Halomonas smyrnensis AAD6 T has been reported as a high-level levan producer extremophile for the first time by our research group. Using bothconventional and systems based approaches, production yields in semi-chemical mediawere substantially improved.Within the scope of the project, a low-cost and industrially sound microbial bioreactorproduction process was developed for levan polysaccharide by using sucrose-based wastesof the process line obtained from Güllüoğlu Food Company, commercial sucrose (suitable foruse in food), natural Salt samples obtained from companies located in Erzincan (Urartuİnşaat Madencilik Ticaret Ltd. Şti.) and Eskişehir (ESTUZ Eskişehir Tuz Gıda Sanayi veTicaret A.Ş) as well as low-cost substitutes for boron ( Eti Maden Company).Firstly, themicrobial production conditions utilizing these samples were optimized using shakingcultures. Then, process conditions were optimized using small scale and then large scalefermenters. The produced levan polysaccharide was subjected to chemical and biologicalcharacterization for ensuring its structural integrity and biocompatibility. Then, the proceduresfor obtaining the international patent of the production process was initiated and the processas well as the levan polymer as the value added product was introduced to related sectors inTurkey.
Description
Keywords
Biyoloji, Gıda Bilimi ve Teknolojisi, Polimer Bilimi