Effects of high hydrostatic pressure (HHP)) on cellulose hydrolysis and cellulase activity, and its use for peanut hulls hydrolysis
Yüksek hidrostatik basıncın (YHB) selüloz hidrolizi ve selülaz aktivitesi üzerine etkileri ve yerfıstığı kabuklarının hidrolizi için kullanımı
- Tez No: 534710
- Danışmanlar: PROF. DR. HAMİ ALPAS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: FTIR, NMR, FTIR
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek hidrostatik basınç (YHB) tekniği besinleri korumak için kullanılmaktadır ve YHB uygulaması enzimleri de inaktive edebilir ya da onların aktivitesini artırabilir. Ticari olarak mikrokristalin selüloz olarak bilinen Avicel, genel olarak selülazın aktivitesini gözlemlemek için kullanılmaktadır. Bir enzim karışımı olan selülaz selüloz içerin malzemelerin hidrolizinde kullanılmaktadır ve selülaz aktivitesi, alternatif yenilenebilir yakıtların üretimi için çok önemli bir parametredir. Lignoselülozik biyokütle olarak yer fıstığı kabukları (%35 selüloz) kimyasal hammaddelere dönüştürülmek için uygun bir malzemedir. Bu çalışmanın amacı; YHB uygulamasının substrat hidrolizi ile selülaz-hemiselülaz (Celluclast) aktivitesi üzerindeki artıcı veya azaltıcı etkisini gözlemlemektir. Basınç ve zaman değerleri YHB için sırasıyla 0.1-500 MPa ve 5-15 dk aralıkları içerisinde değiştirilmiş, sıcaklık 30oC olarak ayarlanmıştır. Sonuçlar, YHB uygulanmış enzim çözeltileri ve uygulanmış enzim-substrat çözeltileri ile gerçekleştirilen hidrolizin, YHB uygulanmamış çözeltiler ile gerçekleştirilen hidrolizden önemli ölçüde ve daha fazla miktarda indirgen şeker ortaya çıkardığı gözlemlenmiştir (p<0.05). Ek olarak, uygulanan basınç değerleri 100 ve 500 MPa arasında önemli ölçüde artırıcı etki gözlemlenmemiştir (p>0.05). Ayrıca; hidroliz sonuçları, biyokütlenin yüksek lignin içeriği nedeniyle alkalin ön işlemin hidroliz verimliliği için gerekli bir aşama olduğunu göstermiştir. Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) Relaxometri sonuçlarına göre, yüzeyindeki hidrofilisitede artış nedeniyle YHB uygulanan (100 MPa-5 dk-30oC) örneklerin T2 rahatlama sürelerinde artış gözlemlenmiştir (p<0.05). Bununla birlikte; enzimatik hidroliz, örneklerin T2 rahatlama sürelerinde artışa yol açmıştır (p<0.05). Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) spektrumunda; YHB, alkali ön işlem ve enzimatik hidroliz etkileri piklerin şiddetleri, dalga boyları ve absorbans değerlerinde meydana gelen değişikliklerle gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
High hydrostatic pressure (HHP) technique has potential for food preservation purposes and HHP treatment can inactivate enzymes and/or increase their activity. Avicel, the commercial name of microcrystalline cellulose, is a commonly used substrate to observe the activity of cellulase. Cellulase activity is a crucial parameter for the production of alternative renewable fuels. Celluclast 1.5L, a mixture of enzymes, are used for the hydrolysis of cellulose and hemicellulose containing substances. Peanut hull (35% cellulose) as a lignocellulosic biomass is an appropriate material for conversion of the chemical feedstocks. The aim of this study is to observe different effects of HHP on substrate hydrolysis, and cellulose-hemicellulase (Celluclast) activity. Pressure and time were changed for HHP at the ranges of 0.1-500MPa, and 5-15min, respectively, at 30oC. The results showed that hydrolysis of HHP-treated enzyme and HHP-treated enzyme-substrate solutions gave significantly higher reducing sugar content than the non-HHP-treated solution (p<0.05). However, no significant effect was observed between applied pressure levels of 100 and 500MPa (p>0.05). Additionally, the hydrolysis results demonstrated that pretreatment process was a necessary step to increase hydrolysis efficiency due to high lignin content of biomass. According to the Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Relaxometry results, significant increases of T2 relaxation were observed with HHP-treated (100 MPa-5 min-30oC) samples due to an increase in hydrophilicity of the sample surface (p<0.05). Additionally, enzymatic hydrolysis led significant increase on the relaxation time (p<0.05). The effects of HHP, alkaline pretreatment and enzymatic hydrolysis were observed with the changes Fourier Transform Infrared (FTIR) spectra.
Benzer Tezler
- The effects of high hydrostatic pressure (HHP) treatment on shelf life and quality parameters of conventionally produced boza
Yüksek hidrostatik basınç (YHB) uygulamasının geleneksel olarak üretilmiş bozanın raf ömrü ve kalite parametreleri üzerindeki etkisi
NURAN NİSA ILGAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHSİN FARUK BOZOĞLU
PROF. DR. HAMİ ALPAS
- The evaluation of high hydrostatic pressure effects on bovine blood constituents and the microbial survival
Yüksek hidrostatik basıncın sığır kan bileşenleri ve mikrobiyal yaşam üzerine etkilerinin değerlendirilmesi
ÇAĞATAY CEYLAN
Doktora
İngilizce
2005
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Bölümü
PROF.DR. FARUK BOZOĞLU
PROF.DR. FERİDE SEVERCAN
- Effects of high hydrostatic pressure (HHP) parameters and shelf-life of lager beer
Yüksek hidrostatik basıncın (YHB) lager biranın kalite parametreleri ve raf ömrü üzerindeki etkisi
SENCER BUZRUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAMİ ALPAS
PROF. DR. FARUK BOZOĞLU
- Effect of high hydrostatic pressure (HHP) and high dynamic pressure (HDP) on stability and rheological properties of model oil-in-water emulsions
Yüksek hidrostatik basınç (YHB) ve yüksek dinamik basınç (YDB) işlemlerinin su içinde yağ türündeki model emülsiyonların kararlılıklarına ve reolojik özelliklerine etkileri
ERMAN BİGİKOÇİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. BEHİÇ MERT
PROF. DR. HAMİ ALPAS
- Yüksek hidrostatik basınç uygulamasının meyan kökü şerbetinin sporlu bakteri yükü ve fizikokimyasal kalite özellikleri üzerine etkisi
Effects of high hydrostatic pressure on spor-forming bacteria load and physico-chemical quality chracteristics
SEMİH YAŞAR GENİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Gıda MühendisliğiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÇİĞDEM PALA