Small scale lipase production from Cryptococcus albidus D24 and its immobilization - Uras, Abdussamed (My University, 2018)
CRYPTOCOCCUS ALBİDUS D24 İLE KÜÇÜK ÖLÇEKLİ LİPAZ ÜRETİMİ VE İMMOBİLİZASYONUBu çalışmada, Cryptococcus albidus D24 tarafından üretilen lipaz enziminin besi yeri optimizayonu gerçekleştirilmiştir. Öncelikli olarak, Plackett-Burman (PB) istatistik tasarım yöntemi kullanılarak, C. albidus tarafından sentezlenen lipaz enziminin, üretiminde kullanılan besi yeri bileşenleinden, en etkin olabilecekler belirlenmiştir. Lipaz üretimi 28 oC sıcaklıkta ve pH 7.0 değerinde ve 250 rpm karıştırma hızında gerçekleştirilmiştir. 144 saat inkübasyon sonucunda elde edilen aktivite değerleri incelendiğinde, PB istatistiksel tasarım sonucunda, en yüksek lipaz aktivitesinin (19.34 U/ ml/ min) elde edildiği besi yeri içeriği: Tween 80 (X2) 2.5% (v/ v) ve (g/ L) Peptone (X4) 8.0, maya özütü (X6) 7.5, sığır özütü (X7) 7.5, malt özütü (X8) 7.5, amonyum klorür (X9) 6.0, sodium nitrat (X10) 1.5, amounyum nitrat (X12) 6.0, amonyum hidrojen karbonat (X13) 6.0, MgSO4.7H2O (X15) 1.0 ve KH2PO4 (X16) 2.0 dir. PB istatistiksel tasarım sonucuna göre, konsantrasyon etkisi (concentration effect, CE) ikinin üzerinde ve pozitif etki eden bileşenler, ki bunlar sırası ile amounyum klorür (CE=7.1587), zeytin yağı (CE=3.5544), amounyum hidrojen karbonat (CE=3.0747) ve tripton (CE=2.1427), en etkin bileşenler olarak belirlenmiştir. Bu doğrultuda, zeytin yağı (X3), tripton (X5), amounyum klorür (X9) ve amounyum hidrojen karbonat (X13) seçilerek, tepki yüzeyi metodolojisi (Response Surface Methodology, RSM) ile bu bileşiklerin en uygun konsantrasyonları belirlenmiştir. Yapılan deneysel çalışma sonuçlarına göre, maksimum lipaz aktivitesi (12.03 U/ ml/ min), zeytin yağı 1.5% (v/ v) ve (g/ L) tryptone 3.0, amonyum klorür 7.5 ve amonyum hidrojen karbonat 12 içeren besiyerinde, aynı fermentasyon koşullarında elde edilmiştir. RSM sonucu ile lipaz aktivitesi daha az gibi görünse de, 1 unite enzim üretmek için kullanılan besi yeri bileşenlerinin maliyeti PB tasarımında 0.104 Avro iken, RSM de sadece 0.0277 Avro olarak hesaplanmıştır. Diğer bir değişle, sadece X3, X5, X9 ve X13 ile C albidus D24 den lipaz üretiminin maliyeti daha uygundur. Bu çalışmaların yanı sıra, farklı materyaller ile D24 lipaz enziminin immobilizasyonu da çaışılmıştır. Bu tez ile, ilk defa C. albidus D24 suşundan lipaz üretimi optimize edilmiştir.

SMALL SCALE LIPASE PRODUCTION FROM CRYPTOCOCCUS ALBIDUS D24 AND ITS IMMOBILIZATIONIn this thesis, optimization of the medium components used for the production of lipase enzyme from Cryptococcus albidus D24 was performed by using the Plackett-Burman (PB) statistical design method. Since the medium optimization is the most substantial step for enzyme productions, the first step included the determination of the most important nutrients that effect the production of lipase enzyme from D24 strain. Lipase production was carried out at a temperature of 28 °C, at pH of 7.0 and at a stirring rate of 250 rpm. According to PB statistical design, the highest lipase activity (19.34 U/ ml/ min) was obtained with the medium including Tween 80 (X2) 2.5% (v/ v), and (g/ L) Peptone (X4) 8.0, Yeast Extract (X6) 7.5, Beef Extract (X7) 7.5, Malt Extract (X8) 7.5, Ammonium chloride (X9) 6.0, Sodium nitrate (X10) 1.5, Ammonium nitrate (X12) 6.0, Ammonium hydrogen carbonate (X13) 6.0, MgSO4.7H2O (X15) 1.0 and KH2PO4 (X16) 2.0 at the end of 144 hours of cultivation period. Regarding the concentration effect (CE) values obtained from PB design, ammonium chloride (CE=7.1587), olive oil (CE=3.5544), ammonium hydrogen carbonate (CE=3.0747) and tryptone (CE=2.1427) were evaluated as the more effective nutrients among the 16 compounds studied. After that, the optimum concentrations of these effective compounds were experimented with Response Surface Methodology (RSM). According to the experimental results, the medium containing olive oil (X3) 1.5% (v / v) and (g/ L) tryptone (X5) 3.0, ammonium chloride (X9) 7.5 and ammonium hydrogen carbonate (X13) 12 yielded the maximum lipase activity (12.03 U/ ml/ min) compared to other concentration of four compound studied. Although the maximum lipase activity obtained with the RSM methodology was lower than that obtained by PB design, the cost of the nutrient components used to produce 1 unit enzyme is 0.104 Euro in the PB design, while only 0.0277 Euro RSM is spent. In other words, production of lipase using compounds coded X3, X5, X9 and X13 is cost effective process. Additionally, different immobilization materials were also used to investigate D24 lipaseviimmobilization. To our knowledge, this is the first research work to optimize lipase production from C. albidus D24.
Keywords: Bioengineering; Biyomühendislik; cryptococcus albiduslipazimmobilizasyon cryptococcus albiduslipaseimmobilization