Membran biyoreaktör kullanılarak maltoz üretimi

Abstract

Endüstriyel bir enzim olan Maltogenaz Bacillus subtilis'ln genetik modifîye bir soyuyla üretilmiş ve eksprese Bacillus stearolhermophilus 'den elde edilen sıcaklığa dayanıklı bir maltogenik a-amilazdır. Nişastayı ve maltodekstrini 1,4-a- glikozidik bağlarından malloza hidroliz eder. Radikalik emülsiyon polimerizasyon tekniği kullanılarak stiren, divinil benzen ve polimerize gluteraldehİt monomerlerinden yeni bir membran polimer sentezlendi. Polimerin yapısı, spektroskopik (FTIR, UV, X-ışını Difraksiyonu) ve termal (DSC) analiz metodları ile aydılatılmaya çalışıldı. Bu membran polimere maltogenaz enzimi immobilize edilerek membran biyoreaktör elde edildi. Serbest enzimin kinetik parametreleri olan Km değeri 34,39 g MD/L, Vm değeri 18,83g maltoz/L.dak. olarak belirlendi. Substrat olarak %20 (W/V) maltodekstrin kullanıldığında serbest ve immobilize enzim için optimum pH ve sıcaklık değerleri sırasıyla 6, 65°C olduğu bulundu. Biyoreaktörün en az 48 saat çalışma ömrüne, 90 gün depolama süresine sahip olduğu tespit edildi.

Maltogenase,an industrial enzyme, is a heat- stable alpha-amylase from Bacillus stearothermophilus expressed in and produced by a genetically modified strain of Bacillus sublilis. It hydrolizes ot-(l,4)- glycosidic bonds of starch and maltodextrin to form maltose. The enzyme was covalently immobilized onto a new polymer synthesized by radicalic emulsion polymerization method using styrene, divinyl benzene, and polyglutaraldehyde. The structure of the polymer was determined by using spectroscopic (FTIR, UV, X-Ray Difraction) and thermal analysis methods. The polymer containing the enzyme was used as a membrane bioreactor. Optimum pH and temperature using 20% (w/v) maltodextrin (MD) as substrate for soluble enzyme were 6, and 65°C, respectively. Kinetic parameters of soluble enzyme were also determined: Km and Vm were 34,39 g MD/L, 18,83g maltose/L.min, respectively. It was shown that membrane bioreactor could be used for the continuous production of maltose from maltodextrin. There was no decrease in activity during 48 h continuous operation. In addition, the immobilized enzyme has been active on storage for 45 days.