Investigation of Growth Kinetics of Lactobacillus Brevis Microorganism by RSM (Response Surface Methodology)

Abstract

Bu çalışmanın amacı; gelişen teknolojiyle beraber endüstride iyi tanınan bakteri kültürlerinden Lactobacillus Brevis' in çoğalma koşullarını Cevap Yüzey Yöntemi (Design Expert 8.0.7.1 deneme sürümü) kullanarak optimize etmek ve çoğalma kinetiklerini araştırıp gözlemlemektir. Tezin kapsamı 2 bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde; uygun mikroorganizma ve bu mikroorganizmanın büyüme ortamları belirlenmiştir. Ayrıca çoğalma hızını etkileyen en önemli parametreler; pH, sıcaklık (°C) ve Cd iyonu derişimi (mg/L) olarak alınmış ve bu parametrelerin uygun aralıkları tespit edilmiştir. İkinci bölümde; cevap yüzey yöntemi içindeki merkezi kompozit tasarım ile özgül çoğalma hızı yanıt olarak alınarak yukarıda bahsedilen parametrelerin optimizasyonu çalışılmış ve Lactobacillus Brevis için en iyi özgün çoğalma hızı koşulları pH 5.72, sıcaklık 33.01oC ve Cd derişimi ise 34.01 mg/L olarak bulunmuştur. Bu optimum koşullar altında maksimum özgül çoğalma hızı 0.0797 1/saat olarak model eşitliğinden hesaplanmıştır. Ayrıca bu sonuç deneylerle doğrulanmıştır. Anahtar kelimeler: Cevap Yüzey Yöntemi, Lactobasillus Brevis, Merkezi Kompozit Tasarım, Optimizasyon

Aim of this study is; to optimize the growth conditions of Lactobacillus Brevis a well-known bacteria culture together with developing technology in the industry by using Response Surface Methodology (Design Expert 8.0.7.1 trial version) and observe of growth kinetics. The scope of the thesis consists of two sections. In the first part, a suitable microorganism and growth medium of it was determined. Also, the most important parameters influencing the growth rate were taken as pH, temperature (°C) and Cd ion concentration (mg/L) and the appropriate ranges of them were determined. In the second part, the specific growth rate taken as response using central composite design within response surface methodology optimization of the parameters mentioned above have been studied and the best specific growth rate conditions of lactobacillus brevis were determined as pH 5.72, temperature 33.01 oC and Cd concentration 34.01 mg/L, respectively. Under these optimum conditions, the maximum specific growth rate was calculated to be 0.0797 hour-1from the model equation. Furthermore, these results were confirmed by experiments. Key words: Response Surface Methodology, Lactobacillus brevis, Central Composite Design, Optimization