Hayvan artıklarından kondroitin sülfat eldesi ve yapısının aydınlatılması
Obtaining chondroitin sulfate from animal remains and elucidating its structure
- Tez No: 1015556
- Danışmanlar: PROF. DR. MAHMUT DURMUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Analitik kimya, Analytical chemistry
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kondroitin Sülfat (CS), eklem kıkırdağının temel yapı taşlarından biri olan sülfatlanmış bir glikozaminoglikandır ve osteoartrit tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Küresel pazar hacminin artmasıyla birlikte, geleneksel sığır ve domuz kaynaklarına sürdürülebilir hammadde alternatifleri arayışı önem kazanmıştır. Kanatlı et işleme endüstrisi dünya genelinde yüksek üretim hacmine sahiptir ve bu süreçte önemli miktarda göğüs kıkırdağı (sternal kıkırdak) yan ürün olarak ortaya çıkmaktadır. Türkiye'de yıllık 6.000 tonun üzerinde olduğu tahmin edilen bu kıkırdak atıkları genellikle düşük katma değerli ürünlere dönüştürülmekte veya bertaraf edilmektedir. Bu çalışmanın amacı, tavuk işleme endüstrisinin bir atığı olan sternal kıkırdaktan yüksek katma değerli CS üretimine yönelik,“Sıfır Atık”ve“Döngüsel Ekonomi”ilkeleriyle uyumlu sürdürülebilir bir proses geliştirmek ve üretimi pilot ölçekte gerçekleştirmektir. Çalışmada, mekanik ön işlemle temizlenen kıkırdaklar farklı proteolitik enzimler (Papain, Alcalase ve Flavourzyme) ve ultrason destekli ekstraksiyon (UAE) yöntemleri kullanılarak hidrolize edilmiştir. Laboratuvar ölçeğinde gerçekleştirilen optimizasyon çalışmalarında, en yüksek verim ve saflığa ulaşan parametreler Yanıt Yüzey Metodolojisi (RSM) ile belirlenmiştir. Elde edilen hidrolizatlar kaba filtrasyon, linter filtrasyonu ve mikrofiltrasyon süreçlerinden geçirilmiş; ardından membran teknolojileri (diafiltrasyon) ve iyon değişim reçineleri kullanılarak saflaştırılmıştır. Optimum koşullar, pilot üretimi gerçekleştirmek amacıyla 20 L hacimli biyoreaktörlere aktarılmış ve ürün sprey kurutucu kullanılarak toz forma dönüştürülmüştür. Bulgular, Papain enziminin CS'nin moleküler bütünlüğünü (~35–37 kDa) koruyarak en yüksek biyolojik aktivite ve verimi sağladığını ortaya koymuştur. Buna karşılık, Alcalase enziminin CS yapısını aşırı derecede parçaladığı ve moleküler ağırlığı istenmeyen seviyelere (<10 kDa) düşürdüğü belirlenmiştir. Pilot ölçekte üretilen örneklerin FTIR spektrumları, sülfat ve karboksilat gruplarına ait karakteristik bantların korunduğunu ve ticari standartlarla yapısal uyumluluğu doğrulamıştır. Kimyasal analizler sonucunda, elde edilen ürünün %90'ın üzerinde saflığa sahip olduğu, protein ve kül içeriğinin USP standartlarını karşıladığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma endüstriyel atıkların değerlendirilmesi yoluyla ithal ikamesi oluşturularak ulusal ekonomiye katkı sağlanabileceğini ve sürdürülebilir CS üretiminin yeşil kimya ilkeleriyle mümkün olduğunu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Chondroitin Sulfate (CS) is a sulfated glycosaminoglycan that serves as a fundamental building block of articular cartilage and is widely used in the treatment of osteoarthritis. With the increasing global market size, the search for sustainable raw material alternatives to traditional bovine and porcine sources has gained importance. The poultry processing industry has a large production volume worldwide, and significant amounts of breast cartilage (sternal cartilage) are generated as by-products during this process. In Türkiye, these cartilage wastes, estimated to exceed 6,000 tons annually, are generally converted into low value-added products or disposed of. The aim of this study is to develop a sustainable process for the production of high value-added CS from sternal cartilage, a waste of the chicken processing industry, in line with“Zero Waste”and“Circular Economy”principles, and to realize its production on a pilot scale. In the study, cartilages cleaned by mechanical pre-treatment were subjected to hydrolysis using different proteolytic enzymes (Papain, Alcalase, and Flavourzyme) and ultrasound-assisted extraction (UAE) methods. In optimization studies performed at laboratory scale, parameters achieving the highest yield and purity values were determined using Response Surface Methodology (RSM). The obtained hydrolysates were passed through coarse filtration, linter filtration, and microfiltration processes; subsequently, they were purified using membrane technologies (diafiltration) and ion-exchange resins. Optimum conditions were transferred to 20 L volume bioreactors to carry out pilot production, and the product was converted into powder form using a spray dryer. Findings showed that the Papain enzyme provided the highest bioactivity and yield by preserving the molecular integrity (~35-37 kDa) of CS. Conversely, it was determined that the Alcalase enzyme excessively degraded the CS structure, reducing the molecular weight to undesirable levels (<10 kDa). FTIR spectra of samples produced at pilot scale confirmed the preservation of characteristic bands belonging to sulfate and carboxylate groups and structural compatibility with commercial standards. As a result of chemical analyses, it was determined that the obtained product had a purity of over 90%, and its protein and ash content met USP standards. In conclusion, this study proved that contribution to the national economy can be provided by creating import substitution through the valorization of industrial wastes and that sustainable CS production is possible with green chemistry principles.
Benzer Tezler
- Izgara ve altlık üstünde barındırılan ile de france X kıvırcık (Fl) ve merinos kuzularının entansif besideki performansları
Başlık çevirisi yok
ÜMRAN ŞAHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Veteriner HekimliğiUludağ ÜniversitesiZootekni Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDOĞAN TUNCEL
- Gazi tipi eksternal fiksatörlerle yapılan uygulamalarda kırık hattındaki kompresyonun biyomekanik olarak“strain gage”lerle tayini
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN ŞENGÜL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Ortopedi ve TravmatolojiGazi ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN ASLANOĞLU
- Çaldağı step florasında bulunan bazı familyalara ait bitkilerin polen morfolojilerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
FATMA BOZDOĞAN