Production of cellulose by using bacteria isolated from homemade vinegar

Abstract

EV YAPIMI SİRKEDEN İZOLE EDİLMİŞ BAKTERİ KULLANILARAK SELÜLOZ ÜRETİMİ Yeşil bitkilerin hücre duvarlarının yapısal bir bileşeni olan selüloz en bol bulunan doğal polimerlerden biridir. Günümüzde, sadece yüksek biyouyumluluk, hidrofiliklik, toksik olmama ve biyobozunurluk gibi özellikleri değil, aynı zamanda bitki selülozunda bulunan hemiselüloz ve lignin safsızlıklarının bulunmaması nedeniyle araştırmacılar ve şirketler tarafından bakteriyel selüloz üretimine olan ilgi artmıştır. Bu çalışmada da, ev yapımı sirkeden izole edilen ve 16S rDNA dizileme analizi sonucunda Komagataeibacter oboediens olarak tanımlanan izolat 16 kullanılarak bakteriyel selüloz üretimi incelenmiş ve farklı çevresel ve besiyeri koşullarının bakteriyel selüloz üretimine etkisi araştırılmıştır. Bu tez çalışmasında bakteriyel selüloz üretimi farklı başlangıç pH değerleri kullanılarak (4.0,5.0,5.5 ve 6.0), farklı sıcaklıklarda (15 ile 40°C arasında), farkli inokülasyon miktarları ile (10-30% arasında)ve farklı karbon kaynağı (nişasta,glikoz ve laktoz gibi) ve organic azot kaynağı (maya ekstraktı, et ekstraktı ve malt ekstraktı gibi) denenmiştir.Elde edilen sonuçlara göre Komagataeibacter sp. 16 %20 aşılama oranında, pH 5.5 değerinde, oda sıcaklığı koşullarında ve sıcaklık kontrolü olmadan, 4 gün gibi kısa bir sürede, 20 gram/ L mısır nişastasının karbon kaynağı olarak kullanıldığı ortamda, en yüksek verim elde edilmiştir. Bakteriyel selüloz üreticisi olarak yüksek potansiyele sahip K.oboediens BPZTR01 selülozunun FTIR spektrumu, Komogateibacter hansenii den üretilen bakteriyel selülozun spektrumu ile de benzer özellikler göstermektedir.

PRODUCTION OF CELLULOSE BY USING BACTERIA ISOLATED FROM HOMEMADE VINEGAR Cellulose, one of the most abundant natural polymer, is a structural component of cell wall of green plants. Nowadays, there has been increased interest in bacterial cellulose production by researchers and companies, not only because of its high biocompatibility, hydrophilicity, non-toxicity and biodegradability, but also because of the absence of hemicellulose and lignin impurities found in plant cellulose. In the present work, the production of bacterial cellulose was studied using isolate 16 and it was isolated from homemade vinegar by BacPolyZyme Bioengineering Ltd. Şti. and identified as Komagataeibacter oboediens as a result of 16S rDNA sequencing analysis. The effect of different environmental and medium conditions on bacterial cellulose production was investigated. Thefore, in this thesis, bacterial cellulose production by Komagataeibacter sp. 16 was evaulated using different initial pH values (between 4.0 and 6.0), at different temperatures (in the range between 15-40°C), with different inoculum ratios (between 10%-30%), using different carbon sources (starch, glucose, lactose etc.) and different organic nitrogen sources (beef extract,nutrient broth, yeast extract etc.)According to experimental results, the highest bacterial cellulose yield was obtained from Komogateibacter sp. 16 at pH 5.5 and room temperature without temperature control using 20% inoculation rate in the presence of 20 grams/ Liter corn starch was used as a source for carbon in the production medium. The production achieved at very short period of time (4 days). According to results, K.oboediens BPZTR01 has a high potential for the production of biocellulsoe and the FTIR spectrum of BPZTR01 cellulose is very similar to that obtained from Komogateibacter hansenii.