Mayaların Biyofilm Oluşturma Özelliklerinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmanın amacı; gelişen teknolojiyle beraber endüstride iyi tanınan bazı maya kültürlerinin büyüme koşullarını Cevap Yüzey Yöntemi (Design Expert 6.0 deneme sürümü) kullanarak optimize etmek ve biyofilm popülasyonlarını zirai madde, polipren karışımından meydana gelen plastik kompozit desteklerler (PKD) üzerinde araştırıp gözlemlemektir. Tezin kapsamı 2 bölümden oluşmaktadır.Birinci bölümde, maya kültürleri seçildi ve bu kültürler için optimum üretim koşulları, Plackett?Burman (PB), Steepest Ascent (SA) ve Merkezi Kompozit Tasarım (MKT) programları kullanılarak bulundu. İlk olarak, Plackett?Burman programında; bağımsız değişkenlerin bağımlı değişkene yani biyokütle derişimine olan etkisini hesaplandı. Sonra SA programıyla en dik artış ve azalışları bularak seçilen parametreler için MKT deneyleri gerçekleştirildi. Son olarak maya kültürlerine ait büyümeyi ifade eden lineer olmayan eşitlikler elde edildi.İkinci bölümde ise maya kültürlerinin biyofilm popülasyonları, oluşturacakları birim alandaki koloni sayıları (BAKS) ve şeker tüketimleri hesaplanarak analiz edildi. Plastik kompozit destekler üzerinde mayaların biyofilm oluşturma özellikleri Striping-Sand Metod'u kullanılarak her bir maya kültürü için birim alandaki koloni sayıları hesaplanarak bulundu. Kullandığımız 4 çeşit maya kültürü için ayrı ayrı sayımlar yapılarak her bir destek üzerindeki biyofilm ölçümleri rapor edildi.Sonuç olarak yapılan çalışmada, maya kültürlerinin büyüme ortamları optimize edilerek her bir mayanın büyümesinde etkili olan parametreler seçildi ve optimum noktaları bulundu. Bulunan optimum ve etkili noktalarla her bir maya kültürü için birer model elde edildi. Bu modellerle birçok atık suyu değerlendirilmesi literatüre kazandırıldı. Ayrıca bu 4 maya kültürünün biyofilm oluşturdukları da gözlemlenip hesaplanmıştır. En iyi biyofilmi hem gram destek başına hem de aşılanan kültür hacmi başına PKD1, PKD2 ve PKD3 destekleri üzerinde 10-8 ile 10-9 BAKS/gr veya BAKS/ml arasında K. Marxianus kültürünün, PKD4 desteği üzerinde ise birim kültür hacmi başına C. İntermedia 1,5x108/ml gram destek miktarı başına ise hem K. Marxianus hem de K. Lactis mayaları 2,7x107/gr olarak en iyi sonucu vermiştir. Bu 4 maya kültürünün biyofilm oluşturma özelliklerini ispatımız endüstride organik asitler, enzimler, biyoyakıt gibi bazı ürünlerin eldesinde, çevresel bazı atıkların arıtmasında, tıpta bazı kültürlerin ilaçlara olan biyofilm direnci hesabında, önemli cihazlarda mikroorganizma korozyonu ve tutunması vb. gibi konularda optimizasyonla beraber hem zamandan hem de verimden kazanarak literatüre orijinal bir katkı yapacaktır.Anahtar kelimeler: Biyofilm, Cevap Yüzey Yöntemi, Mayalar, Optimizasyon

The purpose of this study was to optimize some known yeasts which were generally used in industry using response surface methodology (Design Expert 6.0 Trial Version) during developed technology and were to investigate this yeasts which could occur biofilms on PCS.The study has been conducted in two main sections. In the first section, the yeasts were chosen and their optimum condition were investigated for each yeast using Plackett?Burman (PB), Steepest Ascent (SA) and Central Compozite Design programmes. Than the optimization studies were carried out. At first the effect of independent parameters on dependent parameters or increase of concentration of yeasts and lactose consumption % were observed at trust intervals with PB. Then SA was carried out to find the vertical increase?decrease for optimization and end of SA, we started to Central Composite Design. Consequently we developed a biokinetic model under these conditions for concentration of all yeasts and per cent lactose consumptions.At the second section, species of yeasts forming biofilms and consumption of sugars were investigated on the PCS disk. The characteristic of biyofilm of yeasts was analyzed using Striping-Sand Method. At the end of this method CFU (colony forming unite) were estimated for forming biofilms on each yeast. This tecnhnique was used some bioproduct such as acids (lactis acid, succinic acid, sulfuric acid),alcohols (ethanol, methanol, and buthanol), pharmacotic, cosmetic and wastewater treatment.Consequently the optimum conditions of yeasts were found with free parameters that were affectively on response. After the affectively parameters were found, the kinetic models had been produced to utilize a lot of wastewater. This optimization which included kinetic models will make an original contribution to literature and cause economic and have short time to product some fermentation products in some industrial areas. In this work, the biofilms were occur and ıts values calculated. The best biofilms were occur on PCS1, PCS2 and PCS3 by K. Marxianus and its calculation were reported 10-8 ile 10-9 CFU/g or CFU/ml. The best biofilms were formed on PKD4 by C. Intermedia and ıt reported 1,5x108/ml. The best biofilms were achieved on PKD4 by K. Lactis and K. Marxianus and ıt reported 2,7x 107/g. We show that the biofilm are carried out by us will be used on some important areas like producing some organic acids, enzymes, biofuels, to utilize some wastewaters, to protect biyofilm on important machines such as using in the laboratories, clinics and hospitals. It is useful on industries and will have more short time on some studies.Key words: Biofilm, RSM, Yeasts, Optimization