Production of Pectinase Enzymes by Bacillus pumilus in Bioreactor and Investigation of the Effect of Mixing and Airflow Rate

Abstract

Pektinazlar, pektik polimerdeki glikozidik bağların hidrolizini katalizleyen enzim ailesinin genel bir adıdır. Bu çalışmada Bacillus pumilus bakterisinin kesikli bir biyoreaktörde pektinaz grubu enzimlerden endo-pektinaz, ekzo-pektinaz ve pektin liyaz üretimi üzerine karıştırma ve hava akış hızlarının etkileri araştırılmıştır. Ayrıca oksijen tüketim hızı ve sıvı faz hacimsel kütle transfer katsayısının değişimi ve karıştırma için güç sayısının hesabı da yapılmıştır. Bacillus pumilus bakterisinin pektinaz grubu enzimlerin üretimi için optimum karıştırma hızı değerinin 300 rpm olduğu tayin edilmiştir. Hava akış hızının enzim aktivite değerlerine etkisinin incelendiği deneylerde en yüksek enzim aktivite değerleri 0.1 vvm’ de elde edilmiştir. 300 rpm karıştırma hızında ve 0.1 vvm hava akış hızında en yüksek pektin liyaz aktivitesi 66. saatte 19.5, ekzo-pektinaz aktivitesi 28. saatte 10.69, endo-pektinaz aktivitesi 66. saatte 102.13 U mL-1 olarak kaydedilmiştir. Sıvı faz hacimsel oksijen transfer katsayısı değeri karıştırma hızının artmasıyla artmıştır. 300 rpm karıştırma hızında en yüksek kLa değeri 26. saatte 0.1524 s-1, 400 rpm’ de 60. saatte 0.2623 s-1 olarak kaydedilmiştir. Üstel üreme bölgesinde oksijen tüketim hızı zamanla artmış, üstel üreme bölgesinden sonra ise azalmıştır. Karıştırma hızı arttırıldığında ise oksijen tüketim hızında azalma meydana gelmiştir. Optimum 300 rpm’ de, sisteme havalandırmanın yapıldığı durumda ki güç değeri Pg= 1.95 W olarak bulunmuştur.