Rhodotorula mucilaginosa TO11 lipitlerinden biyodizel üretimi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Moleküler Biyoloji ve Genetik Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: TUĞBA ORAK
Danışman: Mesut Taşkın
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Biyodizel biyokütle temelli yenilenebilir enerji çeşitlerinden biridir. Mayalar tarafından üretilen lipitlerin yağ asidi kompozisyonun bitkisel yağlara benzerliği nedeniyle biyodizel üretiminde hammadde olarak kullanılabilmektedir. Bu çalışmanın amacı, (1) melas sükrozunu karbon kaynağı olarak etkin bir şekilde kullanabilen yağlı mayaları izole etmek, (2) melas ve peynir altı suyu bazlı ortamda en verimli maya izolatından lipit üretimi için çalkalamalı şişe kültürü ve büyük ölçekli fermenter kültür koşullarını optimize etmek ve (3) in situ transesterifikasyon reaksiyonu yoluyla lipitler açısından zengin maya biyokütlesinden biyodizel hazırlamaktır. Yöntem: Yağlı mayaların izolasyonu melas bazlı agar besiyerinde gerçekleştirilmiş ve izole edilen mayalar daha sonra 100 ml melas bazlı sıvı besiyeri içeren 250 ml Erlenmeyer şişelerinde lipit üretme yetenekleri açısından karşılaştırılmıştır. Maya hücresi biyokütlesi, hücre kuru ağırlığı ile belirlendi. Lipitler, kloroform-metanol karışımı kullanılarak maya biyokütlesinden ekstrakte edildi ve toplam hücre kütlesindeki azalma, lipit konsantrasyonu (g/l) olarak ifade edildi. Maya lipitlerinin ve biyodizelin yağ asidi profili GC/MS ile belirlendi. En iyi lipit üreten mayanın tanımlanması, 18S rRNA analizine göre yapıldı. En iyi izolat ile lipit üretimi için bazı kültür koşulları (pH, sıcaklıklar, KH2PO4 konsantrasyonları ve inkübasyon süresi ile melas-peynir altı suyu konsantrasyonları) 250 ml'lik şişe kültüründe optimize edildi. En verimli izolattan lipit üretimi de optimum kültür koşullarında 100 l fermentör ortamında gerçekleştirilmiştir. Biyodizel üretimi doğrudan kurutulmuş maya hücrelerinden asit veya baz katalizörü ile in situ transesterifikasyon yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Biyodizel üretimi, diğer reaksiyon koşulları sabit tutulurken, katalizör konsantrasyonu ve reaksiyon süresi optimize edilerek gerçekleştirilmiştir. Üretilen biyodizelin yakıt özellikleri biyodizel analiz yazılımı ile belirlenmiştir. Bulgular: Melas besiyerinde toplam 49 maya izole edilmiştir. Bunlardan TO11 kodlu izolatın en iyi lipit üreticisi olduğu belirlendi. Bu izolat Rhodotorula mucilaginosa (GenBank Erişim No: OR360597) olarak tanımlanmıştır. Mayadan lipit üretimi için optimum kültür koşulları, 2:8 melas-peynir altı suyu oranı (200 ml melas:800 ml peynir altı suyu), başlangıç pH'ı 6, 20 °C sıcaklık, 1 g/l KH2PO4 ve 7 günlük inkübasyon süresi idi. Bu koşullar altında 15,1 g/l hücre büyümesi, 10,4 g/l lipid konsantrasyonu ve %68,9 lipid içeriği elde edilmiştir. Fermentör ortamında 10,2 g/l lipit üretimi ve %68,5 lipit içeriği elde edilmiştir. En yüksek FAME konsantrasyonu 0,4 M H2SO4 ile 20 saat gerçekleştirilen reaksiyon sonucunda elde edilmiştir. Sonuç: Rhodotorula mucilaginosa TO11 mayası iyi bir lipit üreticidir. Yağ aside profilinin biyodizel üretimine uygun olması nedeniyle biyodizel üretiminde hammadde olarak kullanılabilir bir mayadır.