Biyoteknolojik Maddelerin Mikrobiyal Üretiminde Karbon Kaynağı Olarak Ham Gliserolün Kullanımı


Creative Commons License

Orak T., Albayrak Ş., Adıgüzel A., Özkan H., Taşkın M.

1st INTERNATIONAL CONGRESS ON NATURAL SCIENCES (ICNAS-2021), Erzurum, Türkiye, 10 - 12 Eylül 2021, ss.319-331

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Erzurum
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.319-331
  • Atatürk Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Birçok lipidin yapısal bileşeni olan gliserol, doğal ortamda bol miktarda bulunmakta ve endüstriyel olarak faydalı metabolitlerin üretimi için değerli bir hammadde olarak kabul edilmektedir. Bu nedenle kozmetik, boya, otomotiv, gıda, ilaç, kağıt, ve tekstil endüstrilerinde birçok uygulama alanı bulmuştur. Ticari ölçekte gliserol; (i) ham gliserol, (ii) saflaştırılmış/rafine gliserol, (iii) ticari olarak sentezlenmiş gliserol olmak üzere üç farklı formda bulunmaktadır. Ham gliserol biyodizel üretimi için transesterifikasyon reaksiyonu sırasında elde edilen ana yan üründür. Genellikle metanol, sabun, tuzlar, yağlar ve katı organik maddeler gibi safsızlıklar içermektedir. Biyodizel ucuz substratlardan üretildiğinden, üretilen gliserol saflık ve maliyet açısından pazar potansiyelini karşılayamamaktadır. İçerdiği safsızlıklar nedeniyle ham gliserol, doğrudan gıda veya ilaç endüstrilerinde kullanılamamaktadır. Bu nedenle daha az ticari değere sahiptir. Ham gliserol uygun işlem yapılmadan doğrudan çevreye salındığında çevre için tehlikeli olabilmektedir. Ham gliserolün değerlendirilme yollarında birisi bu maddenin mikroorganizmalar tarafından biyotransformasyonu ile yüksek katma değerli ürünlere dönüştürülmesidir. Biyolojik dönüşüm ham gliserolün çevre dostu bir çözüm ile uzaklaştırılması bakımından oldukça önemlidir. Actinobacillus succinogenes, Aspergillus niger, Citrobacter freundii, Clostridium butyricum, Escherichia coli, Gluconobacter sp., Klebsiella pneumoniae, Mucor sp., Rhodotorula glutinis, Yarrowia lipolytica dahil olmak üzere birçok mikroorganizma gliserolü kullanabilmektedir. Gliserolü kullanabilen mikroorganizmalar; organik asitler, dioller, tek hücre lipidi, etanol, biyosürfaktanlar, hidroksi-alkanoatlar, biyohidrojen, biyodizel vb. gibi çok sayıda metabolik ürünü sentezleme yeteneğine sahiptir. Bu derlemede ham gliserolü substrast olarak kullanabilen mikroorganizmalar ve söz konusu mikroorganizmaların bu karbon kaynağını kullanarak ürettikleri değerli ürünler hakkında bilgi vermektedir. Anahtar Kelimeler: ham gliserol, tek hücre lipidi, biyodizel, organik asit

Glycerol, the structural component of many lipids, is abundant in the natural environment and is considered a valuable raw material for the production of industrially useful metabolites. For this reason, it has found many applications in the cosmetics, paint, automotive, food, pharmaceutical, paper and textile industries. Commercial scale glycerol exists in three different forms: (i) crude glycerol, (ii) purified/refined glycerol, (iii) commercially synthesized glycerol. Crude glycerol is the main by-product obtained during the transesterification reaction for biodiesel production. It usually contains impurities such as methanol, soap, salts, oils and solid organic substances. Since biodiesel is produced from cheap substrates, the glycerol produced cannot meet the market potential in terms of purity and cost. Due to the impurities it contains, crude glycerol cannot be used directly in the food or pharmaceutical industries. Therefore, it has less commercial value. Crude glycerol can be dangerous for the environment when released directly into the environment without proper treatment. One of the ways in which crude glycerol can be utilized is the biotransformation of this substance by microorganisms into high value-added products. Biological conversion is very important in terms of removing crude glycerol with an environmentally friendly solution. Many microorganisms, including Actinobacillus succinogenes, Aspergillus niger, Citrobacter freundii, Clostridium butyricum, Escherichia coli, Gluconobacter sp., Klebsiella pneumoniae, Mucor sp., Rhodotorula glutinis, Yarrowia lipolytica can use glycerol. Microorganisms that can use glycerol have the ability to synthesize many metabolic products such as organic acids, diols, single cell lipid, ethanol, biosurfactants, hydroxy-alkanoates, biohydrogen, biodiesel, etc. In this review, it gives information about the microorganisms that can use crude glycerol as a substrate and the valuable products produced using this carbon source. Keywords: crude glycerol, single cell lipids, biodiesel, organic acid