Vitreoscilla Hemoglobini ,(VHb) ile patates işleme atık suyundan biyoetanol üretiminin arttırılması

Abstract

Bu tez çalışmasında, patates işleme atık suyundan biyoetanol üretiminin Vitreoscilla hemoglobini (VHb) aracılığı ile arttırılması araştırıldı. Çalışmada, E. coli suşları (NZN111 ve FBR5), bu suşlardan pdc (piruvat dekarboksilaz geni), adhb (alkol dehidrogenaz geni) ile vgb (Vitreoscilla hemoglobin geni) içeren ve farklı seviyelerde VHb ekspresyonu yapacak şekilde geliştirilen TS3, TS4 ve TS5 suşlarının, farklı havalandırma koşullarında, glukoz veya patates işleme atık suyu hidrolizatı içeren besiyerlerindeki üreme, VHb ekpresyon miktarları ve etanol üretim özellikleri belirlendi. Farklı koşullarda, VHb ekspresyonunun, TS3 ve TS4 suşlarında etanol üretimini arttırdığı görüldü. Etanol üretiminin, % 8 (w/v) glukoz içeren LB besiyerinde, FBR5 kontrol suşu ile elde edilene göre, düşük seviyelerde VHb ekspresyonu yapan TS3 suşu ile % 13 arttığı ve yine aynı suş ile her ünite hücre biyokütlesi başına etanol üretiminin % 24 daha fazla olduğu belirlendi. Patates işleme atık suyu hidrolizatı içeren ortamda, FBR5 kontrol suşuna göre, VHb ekspresyonu, etanol üretimini TS3 ve TS4 suşları ile yaklaşık % 18 artırırken, yüksek seviyelerdeki hemoglobin ekpresyonu, her ünite hücre biyokütlesi başına etanol üretimini TS4 suşu ile % 48 arttırdı. VHb'nin etanol üretimindeki mekanizması tam olarak aydınlatılamamasına rağmen, bu çalışmada elde edilen sonuçlar ?VHb Teknolojisi'nin gıda işleme atık suyundan etanol üretiminde pratik önemi olabileceğini göstermektedir.In this work, the enhancement of bioethanol production from potato processing waste water through the use of the hemoglobin from the bacterium Vitreoscilla (VHb) was investigated. E. coli strains (NZN111 and FBR5) and those transformed with pdc (pyruvate decarboxilase gene), adhb (alcohol dehidrogenase gene) and vgb (Vitreoscilla hemoglobin gene), (TS3, TS4 and TS5) were utilized. The growth conditions for strains TS3, TS4, TS5 and FBR5 were varied by modulating the aeration rate of cultures as well as inclusion of glucose or potato waste hydrolyzate in the growth medium. Parameters measured included cell growth, VHb levels, and ethanol production. It was found that VHb expression in strains TS3 and TS4 enhanced their ethanol production under several conditions. The strain, expressing the lowest level of VHb, TS3, showed as much as 13 % greater ethanol production and an increase in the ratio of ethanol concentration to cell biomass of 24 % compared to the control strain, FBR5, when grown on LB enriched with 8 % (w/v) glucose. In medium supplemented with potato waste hydrolysate, VHb expression increased ethanol production about 18 % with TS3 and TS4, and the ratio of ethanol concentration to cell biomass as much as 48 % for highest VHb expressing strain, TS4, compared with strain FBR5. Although the mechanism for the VHb mediated increase in ethanol production remains to be elucidated, the results obtained in this work demonstrate that ?VHb technology? may be of substantial practical importance in the production of ethanol from food processing waste water.