Pleurotus Ostreatus Makrofungusu ile Derin Kültür Koşullar nda Biyoprotein Üretiminin Optimizasyonu

Transkript

1 Afyon Afyon Kocatepe Kocatepe Üniversitesi Üniversitesi Fen Fen ve ve Mühendislik Mühendislik Bilimleri Bilimleri Dergisi Dergisi Afyon Afyon Kocatepe Kocatepe University University Journal Journal of of Science Science and and Engineering Engineering AKÜ FEMÜBİD 13 (013) (35-43) (35-4) AKU J. Sci. Eng. 13 (013) (35-43) (35-4) DOI: /fmbd.5905 Araşt rma Makalesi / Research Article Pleurotus Ostreatus Makrofungusu ile Derin Kültür Koşullar nda Biyoprotein Üretiminin Optimizasyonu Cem ÖZKAN 1, Mustafa YAMAÇ, Zeki YILDIZ 3 1 Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji Bilim Dal, Eskişehir. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Eskişehir. 3 Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, İstatistik Bölümü, Eskişehir. e-posta: myamac@ogu.edu.tr Geliş Tarihi: ; Kabul Tarihi: Anahtar kelimeler Biyoprotein; Derin kültür; Pleurotus ostreatus; Plackett- Burman. Özet Bu çal şmada, Pleurotus ostreatus makrofungus izolat n n misel gelişimi üzerine etki eden çevresel faktörler belirlenmiştir. Ayr ca izolat n biyoprotein üretimi için en uygun besinsel bileşenler Plackett- Burman yöntemi ile seçilmiştir. Araşt rma sonucunda 7 farkl inkübasyon s cakl ğ (15 45 C), 9 farkl ph derecesi ( ) ve 9 farkl inokülant miktar (1-16 %) aras ndan en iyi misel gelişimi gözlenen s cakl k 30 C, ph 8 ve inokülant miktar % 4 olarak belirlenmiştir Köpek yemi, laktoz, corn steep liquor, giberellik asit, CaCl ve KH PO 4 içerikli besiyerinin Pleurotus ostreatus izolat n n biyoprotein üretimini önemli oranda artt rd ğ belirlenmiştir. Optimization of Bioprotein Production by Pleurotus ostreatus in Submerged Culture Conditions Key words Bioprotein; Submerged culture; Pleurotus ostreatus; Plackett- Burman. Abstract In this study, the effects of environmental factors on mycelium development of Pleurotus ostreatus was investigated. Besides, optimum nutritional factors for bioprotein production by the isolate were selected by Plackett-Burman design. Temperature of 30 C, ph 8 and 4% inoculant size were selected among 7 incubation temperature (15-45 C), 9 ph values ( ), and 9 inoculant size (1-16%) for maximum mycelial growth of the isolate. In the case of Pleurotus ostreatus, dog food, lactose, corn steep liquor, gibberellic acid, CaCl and KH PO 4 significantly influenced the bioprotein production. Afyon Kocatepe Üniversitesi 1. Giriş Günümüzde 6.8 milyar kadar olan toplam Dünya nüfusunun 050 y l nda Birleşmiş Milletler Topluluğu na ait tahminlere göre 7.4 ile 10.6 milyar aras nda olacağ öngörülmektedir (Anonymous, 011). Bu nüfus art ş h z n n günümüzdeki dengesiz, sağl ks z ve yetersiz beslenme kaynakl sorunlar artt racağ tahmin edilmektedir. Beslenme sorununun temelinde protein eksikliği bulunmaktad r. Gelişmiş ülkelerde kişi baş na günlük protein tüketimi 10 gram olup, bunun 70 gram hayvansal kaynakl proteinlerden oluşmaktad r. Gelişmekte olan ülkelerde ise hayvansal protein tüketimi günde 1 gram geçmemektedir. Türkiye'de 84 gram olan kişi baş na protein tüketiminin ancak 17 gram hayvansal kaynakl proteinlerden karş lanmaktad r (Örücü ve Kan bir, 005). Nüfus art ş n n bir sonucu olarak günümüzdeki protein açl ğ sorununun gelecek y llarda da artmaya devam edeceği düşünülmektedir. Dünyadaki protein açl ğ n n önlenmesi için düşünülen alternatiflerden birisi, alternatif besin kaynaklar yaratmakt r. Makrofunguslar yüksek protein içerikleri ile yetersiz beslenme ve protein açl ğ için alternatif besin kaynağ olma potansiyeline sahiptir. Makrofunguslar n besin

2 Pleurotus Ostreatus Makrofungusu ile Derin Kültür Koşullar nda Biyoprotein Üretiminin Optimizasyonu, Özkan ve ark.. olarak tercih edilmelerini artt ran faktörler aras nda yüksek miktarda protein, vitamin ve aminoasit içermelerinin yan s ra düşük yağ ve kaloriye sahip olmalar özellikle önemlidir. Pleurotus ostreatus Dünya genelinde tan nan ve besin olarak tüketilen bir makrofungus türüdür. Antitümör, immun sistem düzenleyici, antioksidan, antiinflamatuar, antimikrobiyal, antiviral, hipoglisemik ve hipolipidemik aktiviteleri de rapor edilmiştir (Gregori ve ark., 007).Bu makrofungus türü, ülkemizde istiridye, kay n ve kavak mantar isimleri ile tan nmakta olup yoğun olarak tüketilmektedir. Pleurotus ostreatus karpofor formunda üretiminin yan s ra biyomas, enzim, intraselülar ve ekstraselülar polisakkarit, antimikrobiyal metabolit, vitamin üretimi amaçlar ile derin kültür koşullar nda da üretilebilmektedir (Gern ve ark., 008). Derin kültürde büyütmenin az bir alanda ve k sa zamanda yüksek biyomas eldesine olanak vermesi, önemli bir avantaj olarak değerlendirilmektedir. Kontaminasyon riskinin az olmas ve sürekli ayn kalitede ürün elde edilebilmesi de derin kültür sisteminin diğer avantajlar aras ndad r. Mikrobiyal yolla ürün elde edilmesinde mikroorganizman n gelişebilmesi ve istenilen ürünü maksimum verimlilikte üretebilmesi için baz kültürel parametrelerin optimize edilmesi gerekmektedir. Bir mikrobiyal ürünün üretiminin optimize edilebilmesi, geleneksel ya da istatistiksel yolla gerçekleştirilebilmektedir. Geleneksel yöntem, araşt rman n her aşamas nda sadece bir faktörün değiştirilmesi ve diğer faktörlerin sabit bir değerde tutulmas ile (bir zamanda bir faktör yöntemi) uygulanmaktad r. Buna karş n istatistiksel deney tasar mlar çok say da faktörün ayn zamanda çal ş lmas n mümkün k lmaktad r. Bu nedenle k sa zamanda ve daha güvenilir sonuç elde edebilme, ürün üzerine eden faktörlerin etkileşimini belirleyebilme, uygulanan deney say s nda azalma gibi avantajlara sahiptir. Bu nedenlerle, istatistiksel deney tasar m yöntemleri zaman, enerji ve parasal yönden daha ekonomik olan yöntemlerdir. Plackett-Burman tasar m n say da değişkenin ürün eldesi üzerine etkisinin n+1 say da deneme ile belirlenmesine olanak tan yan bir deney tasar m yöntemidir (Plackett and Burmann, 1946). Bu aç dan h zl, güvenilir ve ekonomik sonuç elde etmek için s kça tercih edilen bir yöntemdir. Bu bak ş aç s ile gerçekleştirilen bu çal şmada Pleurotus ostreatus türü ile biyomas üretim koşullar na etki eden faktörlerin geleneksel ve istatistiksel yöntemlerle belirlenmesi amaçlanm şt r.. Materyal ve Metodlar Çal şman n materyalini oluşturan Pleurotus ostreatus basidiomata örnekleri tarihinde Anadolu Üniversitesi, Yunus Emre kampüsünde bulunan kavak tomruklar üzerinden toplanarak geçerli literatürler arac l ğ ile tan lanm ş (Moser, 1978; Breitenbach and Kranzlin, 1986) ve dikaryotik misel formunda büyütülerek OBCC 101 kodu ile Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümünde oluşturulan Basidiomycetes Stok Kültür Koleksiyonu bünyesinde stoklanm şt r. İzolat, 4 ºC de yat k kültür halinde saklanm ş ve her 6-8 ayda rutin olarak taze besiyerine aktar lm şt r. Çal şmada kullan lan Pleurotus ostreatus izolat öncelikle Malt Agar besiyerine aş lanarak 7 C de 7 gün süreyle inkübasyon ile aktif büyüme faz na geçirilmiştir. Gelişen koloninin aktif büyüme zonundan elde edilen 6 mm çap nda diskleri PMP besiyerine (Malt Extract 10 g, Peptone 1 g, Potato Dextrose Broth 4 g, Distile su 1000 ml) aktar larak 7 C de 4 gün boyunca 100 rpm de inkübe edilmiştir. İnkübasyon süresi sonunda hasat edilen miseller homojenize edilerek (Heidolph, Silent Crusher M) inokülant olarak kullan lm şt r..1. Çevresel Koşullar n Biyoprotein Üretimine Etkisi Bu çal şmada çevresel koşul olarak inkübasyon s cakl ğ ve besiyeri başlang ç ph s n n Pleurotus ostreatus izolat n n biyomas gelişimi üzerine etkisi 36 AKÜ FEMÜBİD 13 (013) AKÜ FEMÜBİD 13 (013)

3 Pleurotus Ostreatus Makrofungusu ile Derin Kültür Koşullar nda Biyoprotein Üretiminin Optimizasyonu, Özkan ve ark.. bir zamanda bir faktör yöntemi ile araşt r lm şt r. Bu amaçla büyüme ortam olarak kullan lan 50 ml basal medium (Glikoz 0 g, Peptone g, KH PO 4 1 g, MgSO g, Distile su 1000 ml) % 4 oran nda inoküle edilmiştir. P. ostreatus izolat n n s cakl k tercihi, izolat n basal mediumda 8 farkl s cakl kta (15 45 ºC) 10 gün boyunca inkübasyona b rak lmas s ras nda oluşan biyomas n kuru ağ rl k tayini esas na göre belirlenmiştir. İzolat n ph tercihi ise, basal mediumum ph otoklavlanmadan önce 8 farkl ph derecesine (4-8) ayarlanarak inkübasyon sonucu oluşan biyomas n kuru ağ rl k tayini esas na göre belirlenmiştir. Her s cakl k ve ph değeri için 3 paralel çal şma gerçekleştirilmiş olup sonuçlar elde edilen değerlerin ortalamas biçiminde sunulmuştur. Böylece P. ostreatus izolat n n gelişimi için en uygun s cakl k ve ph değerleri belirlenmiştir. Ayr ca farkl inokülant miktarlar n n biyomas üretimi üzerine etkisi de sorgulanm şt r. Bu amaçla %1-16 aral ğ nda 9 farkl inokülant miktar (ml/50 ml besiyeri) denenmiştir... Biyoprotein Üretiminde Etkili Olan Besinsel Faktörlerin Plackett-Burman Yöntemi ile Seçilmesi Pleurotus ostreatus OBCC 101 izolat n n derin kültür sisteminde biyoprotein üretimi üzerine etki eden faktörlerin seçilmesi iki düzeyli bir desen olan Plackett-Burman istatistiksel deney tasar m ile gerçekleştirilmiştir. Çal şman n bu aşamas nda biyomas üretimini artt ran değişkenlerin belirlenmesi için 3 farkl değişken 4 denemede araşt r lm ş (Tablo 1 ve ) ve her değişkenin biyomas üretimi üzerine etkisi hesaplanm şt r. Çal şman n bu aşamas nda, P. ostreatus OBCC 101 izolat n n biyomas üretimi için tercih ettiği karbon ve azot kaynağ tipinin seçilmesi ve çeşitli büyüme maddeleri ve mineral tuzlar n etkisinin olup olmad ğ n n belirlenmesi amaçlanm şt r. Her deneme için 3 paralel çal şma gerçekleştirilmiş olup elde edilen verilerin çözümlemesi SPSS program arac l ğ ile gerçekleştirilmiştir. 3. Bulgular 3.1.Çevresel Koşullar n Biyoprotein Üretimine Etkisi Çal şmada kullan lan Pleurotus ostreatus OBCC 101 izolat n n 10 günlük inkübasyon süresi sonras nda farkl inkübasyon s cakl ğ, farkl besiyeri başlang ç ph değerleri ve farkl inokülant miktar değerlerinde elde edilen biyomas verileri s ras ile Şekil 1, ve 3 te sunulmuştur. Biyomas (g/l) İnkübasyon S cakl ğ ( C) Şekil 1. Pleurotus ostreatus izolat n n farkl inkübasyon s cakl klar nda biyomas üretimi Biyomas (g/l) ,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 Şekil. Pleurotus ostreatus izolat n n farkl başlang ç ph lar nda biyomas üretimi Biyomas (g/l) Besiyeri Başlang ç ph 0, İnokülant Miktar (ml) Şekil 3. Pleurotus ostreatus izolat n n farkl inokülant miktarlar nda (ml/50 ml besiyeri) biyomas üretimi AKÜ FEMÜBİD 13 (013)

4 Pleurotus Ostreatus Makrofungusu ile Derin Kültür Koşullar nda Biyoprotein Üretiminin Optimizasyonu, Özkan ve ark.. Tablo 1. Pleurotus ostreatus izolat n n biyomas üretimine etkisi araşt r lan besinsel parametreler ve düzeyleri Kod Grup Değişken Birimi Düşük düzey Yüksek düzey 1 Buğday M s r 3 Yulaf 4 Çavdar 5 Substrat Pirinç 6 Patates 7 Elma posas 8 Kay s posas % (w/v) 10 9 Köpek yemi 10 Glukoz Saf Karbon 11 Laktoz % (w/v) 0. Kaynağ 1 Sukroz 13 Corn Steep Liquor 14 Yeast Ekstrakt Azot 15 Pepton % (w/v) kaynağ 16 Amonyum klorit 17 Sodyum nitrat 18 Giberellik asit μg / L 1 10 Büyüme 19 Askorbik asit Maddesi μg / L Tiamin 1 KH PO 4 Mineral MgSO 4 Tuz 3 CaCl % (w/v) Biyoprotein Üretiminde Etkili Olan Besinsel Faktörlerin Plackett-Burman Yöntemi ile Seçilmesi Eksik tasar mlar, tam faktöriyal tasar m n aksine, az say da deneme ile değişkenlerin etkisini öğrenebilme olanağ sağlamaktad r. Çal şmam zda 3 farkl besinsel değişkenin Pleurotus ostreatus OBCC 101 izolat n n biyoprotein üretimi üzerine etkisi 4 deneme ile araşt r labilmiştir. Çal şmada kullan lan Pleurotus ostreatus OBCC 101 izolat n n denemeye al nan 4 farkl besiyerinde 10 günlük inkübasyon süresi sonras nda elde edilen biyomas değerleri Tablo de sunulmuştur. Her değişkenin yüksek düzeyinde kullan ld ğ 1 numaral denemede maksimum olarak 15.0 g/l biyomas değeri elde edilmiştir Şekil 4. Besinsel değişkenlerin standardize edilmiş etkilerinin Pareto kart ile ifadesi. (K lavuz çizgi istatistiksel olarak önem s n r n ifade etmektedir). Denemeye al nan besinsel değişkenlerin etkisini karş laşt rabilmek için en uygun ifadelerden birisi olan Pareto kart Şekil 4 de sunulmuştur. 38 AKÜ FEMÜBİD 13 (013) AKÜ FEMÜBİD 13 (013)

5 Pleurotus Ostreatus Makrofungusu ile Derin Kültür Koşullar nda Biyoprotein Üretiminin Optimizasyonu, Özkan ve ark.. Tablo. Pleurotus ostreatus OBCC 101 izolat n n biyomas üretimi için Plackett-Burman tasar m ve elde edilen biyomas değerleri Değişkenler Biyomas Deneme (g/l) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,13 4. Tart şma ve Sonuç Günümüze dek Agaricus bisporus (Kurbanoglu ve ark., 004), Pleurotus florida (Gbolagade et al., 006b), Lentinus subnudus (Jonathan and Fasidi, 001; Gbolagade et al., 006a), Schizophyllum commune (Jonathan and Fasidi, 001), Tricholoma matsutake (Kawagishi et al., 004), Coprinus cinereus, Pleurotus eryngii, Pleurotus ostreatus, Lentinus edodes (Hanai et al., 005) Pleurotus sajor-caju (Mukhopadhyay et al., 005), Hericium spp. (Ko et al., 005), Polyporus squamosus (Özkan ve ark., 011) ve Grifola spp (Hanai et al., 005; Postemsky et al., 006) gibi birçok makrofungus türü biyoprotein üretim ve optimizasyon denemelerine konu olmuştur. Bu çal şmalarda kullan lan optimum koşullarda ulaş lan biyomas üretim değerlerleri 1,47 g/l (Schizophyllum commune) ve 10,80 g/l (Agaricus bisporus) aral ğ ndad r. Bu aç dan çal şmam zda Pleurotus ostreatus suşu ile ulaş lan 15,0 g/l biyomas üretim değeri oldukça tatmin edici bir veri olarak değerlendirilebilir. Pleurotus ostreatus biyomas n n derin kültür koşullar nda üretimi sadece fungal biyomas aç s ndan değil, antitümör, immun sistem düzenleyici, antioksidan, antiinflamatuar, antimikrobiyal, antiviral, hipoglisemik ve hipolipidemik aktivitelere sahip metabolitlerinin üretimi için de gerekli ve önemlidir. Bu nedenle türün derin kültürde büyümesini etkileyen faktörlerin belirlenmesi ve optimize edilmesi özel öneme sahiptir. Bu amaca yönelik olarak gerçekleştirilen çal şmam zda Pleurotus ostreatus türünün derin kültürde büyümesini etkileyen çevresel faktörlerin etkisi bir zamanda bir faktör yöntemi ile belirlenmiştir. Daha sonra büyüme üzerine etki göstermesi muhtemel olan 3 faktörden hangilerinin büyüme üzerine daha etkin olduğu Plackett-Burman deney tasar m ile seçilmiştir. AKÜ FEMÜBİD 13 (013)

6 Pleurotus ostreatus Makrofungusu ile Derin Kültür Koşullarında Biyoprotein Üretiminin Optimizasyonu, Özkan ve ark.. Tablo 3. Pleurotus ostreatus OBCC 101 izolatının biyomas üretimi için Plackett-Burman Tasarımı analiz sonuçları Faktörler Ortam Bileşenleri Etki değeri Standart Hata t (48) P değeri X 1 Buğday 0, , ,406 0, X Mısır 0, , ,5597 0,5885 X 3 Yulaf 0, , ,406 0, X 4 Çavdar -0, , ,6938 0, X 5 Pirinç -0, , ,0306 0,00399 X 6 Patates 0, , , ,5487 X 7 Elma posası 0, , ,406 0, X 8 Kayısı posası 0, , , ,00085 X 9 Köpek yemi 1, , ,7798 0, X 10 Glukoz 1, , ,4984 0, X 11 Laktoz, , ,584 0, X 1 Sukroz, , , , X 13 Corn Steep Liquor 1, , , ,00000 X 14 Yeast Ekstrakt 0, , , ,44636 X 15 Pepton 0, ,51170, , X 16 Amonyum klorit 0, , , , X 17 Sodyum nitrat 0,17 0, , ,49614 X 18 Giberellik asit 1, , , ,00016 X 19 Askorbik asit 0, ,51170, , X 0 Tiamin -0, , , ,3456 X 1 KH PO 4 0, ,51170, , X MgSO 4 0, , ,9595 0,00048 X 3 CaCl 1, , , , Çevresel Koşulların Biyoprotein Üretimine Etkisi Pleurotus ostreatus OBCC 101 izolatının büyümesini destekleyen sıcaklık, ph ve inokülant değerlerini belirlemek amacı ile izolat, farklı inkübasyon sıcaklığı (15 45 ºC), başlangıç ph ( ) ve inokülant miktarı ( ml/50 ml besiyeri) koşullarında büyütülmüştür. P. ostreatus izolatı denenen tüm sıcaklık değerlerinde inkübasyon süresinin uzamasına bağlı olarak dereceli biçimde artan bir büyüme göstermektedir (Şekil 1). İnkübasyonun 10. günündeki en yüksek biyomas değeri ise 30 ºC sıcaklıkta elde edilmiştir. Değişik makrofungus türlerinin büyüyebildiği ya da tolerans gösterebildiği sıcaklık aralığına yönelik çalışmalar Volvariella speciosa nın 0-35 ºC (Fasiola ve ark., 007), Lentinus subnudus (Gbolagade ve ark., 006a), Lepista nuda, Tricholoma equestre, Coprinus comatus, Agaricus campestris, Lentinus strigosus (Özkan ve Yamaç, 01) ve Volvariella esculenta (Jonathan ve ark., 004) nın ºC, Pleurotus florida (Gbolagade ve ark., 006b) ve Psathyrella atroumbonata (Jonathan ve Fasidi, 003) nın ºC, Auricularia polytricha nın ºC (Jonathan ve ark., 009) aralıklarında büyümesini başarılı biçimde sürdürebildiğini göstermiştir. Bu durum ºC sıcaklık aralığında inhibe olmadan büyümeye devam eden P. ostreatus izolatının geniş bir sıcaklık toleransına sahip olduğunu göstermekte olup izolatın değişik iklim zonlarında extensif kültürüne yönelik çalışmalar açısından da ümit verici bir özelliktir. Fungusun sıcaklığa benzer olarak deneme kapsamındaki tüm ph değerlerinde de büyüyebildiği ve inhibe olmadığı, ph: 7-8 aralığında daha iyi büyüdüğü görülmüştür. Maksimum büyüme ph: 8.0 değerinde gerçekleşmektedir (Şekil ). Bu sonuç izolatın nötrale yakın ve hafif alkali ph değerlerinde daha iyi büyüdüğünün bir ifadesi olarak değerlendirilebilir. Diğer Pleurotus tür ve izolatlarına ait optimizasyon çalışmalarında P. tuber-regium (Wu ve ark., 003) P. florida (Gbolagade ve ark., 006b) ve P. ostreatus (Gern AKÜ FEMÜBİD 13 (013) AKÜ FEMÜBİD 13 (013)

7 Pleurotus ostreatus Makrofungusu ile Derin Kültür Koşullarında Biyoprotein Üretiminin Optimizasyonu, Özkan ve ark.. ve ark. 008; Papaspyridi ve ark. 010) izolatlarının gibi hafif asidik ph değerlerini tercih ettiği görülmüştür. Oysa P. nebrodensis (Le ve ark., 007) ve diğer bir P. ostreatus izolatı (Adebayo-Tayo ve ark., 011) ph nın 8 olduğu büyüme ortamında maksimum büyüme göstermiştir. Bu durum ph tercihinin tür ve izolata bağlı olarak değişen bir özellik olduğunu doğrulamaktadır. Bu arada izolatımızın hafif alkali ortamlarda büyümesini sürdürebilmesi, büyütülmesinde farklı substratların kullanılabilme avantajı sağlamaktadır. Fungusun aşamalı olarak yapılan optimizasyon çalışmalarından sıcaklık ve ph çalışmalarından elde edilen veriler ile gerçekleştirilen inokülant çalışmasında denemeye alınan 9 farklı inokülant ( ml) değerinde de büyüyebildiği ve hiçbir inokülant miktarında inhibe olmadığı görülmüştür. İnkübasyonun 10. günündeki en yüksek biyomas değeri ise ml/50 ml besiyeri ve dolayısı ile % 4 inokülant miktarında elde edilmiştir (Şekil 3). Grifola frondosa, Auricularia polytricha ve Pleurotus tuber-regium ve gibi farklı makrofungus türleri ile biyomas üretiminde maksimum verim sağlayan inokulum miktarları % 3, 7 ve 8 olarak belirlenmiştir (Wu ve ark., 003; Lee ve ark., 004; Jonathan ve ark., 009) Bu durumda inokülant miktarının optimizasyon çalışmalarında izolata göre oldukça değişken sonuçlar sunduğu ve her makrofungus izolatı için mutlaka optimize edilmesi gerektiği anlaşılmaktadır. Elde edilen verilerden çalışma materyali olan OBCC 101 kodlu P. ostreatus izolatının çevresel koşullar açısından toleransının yüksek olduğu görülmektedir. Geniş bir sıcaklık ve ph aralığında büyümesi nedeni ile bu izolatın farklı ortam koşulları ve substratlar üzerinde büyütülebileceği öngörülebilir. Çalışmanın bu aşamasında büyümeyi olumlu olarak etkilediği belirlenen tüm koşullar, besinsel koşulların araştırılması sırasında kullanılmıştır. 4.. Biyoprotein Üretiminde Etkili Olan Besinsel Faktörlerin Plackett-Burman Yöntemi ile Seçilmesi Bir makrofungus izolatının büyütüldüğü besiyerinin içeriği; sporların çimlendirilmesi, misellerin gelişim hızı, formu ve kalitesini doğrudan etkilemektedir. Bu nedenle mikrobiyal büyüme ya da ürün eldesi üzerine etki eden besinsel koşulların seçilmesi optimizasyon çalışmalarının neredeyse en önemli aşamasıdır. Bu aşamada sıkça kullanılan bir zamanda bir faktör yöntemi; uzun zaman alması, ürün üzerine eden faktörlerin etkileşimini belirleyememe, çok sayıda deney gerçekleştirme zorunluluğu gibi nedenlerle, gereğinden fazla zaman, enerji ve para tüketilmesine neden olan bir yöntemdir. Bu açıdan istatistiksel deney tasarım yöntemleri önemli avantaja sahiptir. Çok faktörlü tasarımların deney sayısını ciddi biçimde arttırması nedeni ile iki düzeyli bir tasarım olan Plackett- Burman tasarımı optimizasyon çalışmalarının en hızlı ve ekonomik biçimde gerçekleştirilmesini sağlayan bir yöntemdir. Bu bakış açısı ile çalışmamızda Plackett Burman tasarımı tercih edilmiştir. Çalışmamızda 3 farklı besinsel faktörün Pleurotus ostreatus OBCC 101 izolatının biyoprotein üretimi üzerine etkisi sorgulanmıştır. Bu faktörlerden 14 tanesinin etkisinin istatistiksel anlamda önemli olduğu görülmektedir. Tablo 3 de sunulan etki ve t değerleri ile Şekil 4 te sunulan standardize edilmiş etki değerleri dikkate alındığında, bu faktörler arasında biyoprotein üretiminin en fazla etkileyen 3 değişkenin sırası ile karbon kaynaklarından laktoz, sukroz ve glukoz olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca alternatif ve ucuz bir substrat olarak köpek yeminin kullanılabilir bir substrat olduğu görülmektedir. Büyümeyi en fazla destekleyen azot kaynağı olarak 13.değişken olan corn steep liquor belirlenmiştir. Büyüme maddelerinden giberellik asit ve mineral maddelerden CaCl ve KH PO 4 ilavesi biyoprotein üretimini arttırmaktadır (Şekil 4, Tablo 1). Bu verilerin birlikte değerlendirilmesi ile Pleurotus streatus tarafından biyoprotein üretiminin köpek yemi, laktoz, corn steep liquor, giberellik asit, CaCl ve KH PO 4 içerikli olarak tasarlanacak bir besiyerinde maksimum olacağı değerlendirilmiştir. Böylece Pleurotus ostreatus izolatının biyoprotein üretimini optimum şekilde gerçekleştireceği çevresel koşullar saptanmış ve besiyeri içeriği Plackett-Burman tasarımı ile başarılı biçimde belirlenmiş olmaktadır. Pleurotus ostreatus OBCC 101 izolatının bu çalışma ile tasarlanan çevresel koşullar ve besiyeri kullanılarak biyoreaktörde büyüme kinetiğinin incelenmesi sonraki çalışmaların hedefi olacaktır. AKÜ FEMÜBİD (013)

8 Pleurotus ostreatus Makrofungusu ile Derin Kültür Koşullarında Biyoprotein Üretiminin Optimizasyonu, Özkan ve ark.. Kaynaklar Adebayo-Tayo B.C., Jonathan S.G., Popoola O.O. and Egbomuche R.C Optimization of growth conditions for mycelial yield and exopolysaccharride production by Pleurotus ostreatus cultivated in Nigeria. African Journal of Microbiology Research. 5, Anonymous, 011. World population to 300, United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division Reports, 40 pp. Breitenbach, J. and Kranzlin, F., Fungi of Switzerland, Vol. II. Non Gilled Fungi, Verlag Mykologia, 41 pp. Fasiola T.R., Gbolagade J.S. and Fasidi I.O., 007. Nutritional requirements of Volvariella speciosa (Fr. Ex. Fr.) Singer, a Nigerian edible mushroom. Food Chemistry, 100, Gern, R.M.M., Wisbeck, E., Rampinelli, J.R., Ninow, J.L. and Furlan, S.A., 008. Alternative medium for production of Pleurotus ostreatus biomass and potential antitumor polysaccharides. Bioresource Technology, 99, Gbolagade J.S., Fasidi I.O., Ajayi E.J. and Sobowale A.A., 006a. Effect of physico-chemical factors and semisynthetic media on vegetative growth of Lentinus subnudus (Berk.), an edible mushroom from Nigeria. Food Chemistry, 99, Gbolagade, J., Sobowal, A. and Adejoy, D., 006b. Optimization of submerged culture conditions for biomass production in Pleurotus florida (Mont.) Singer, a Nigerian edible fungus. African Journal of Biotechnology, 5, Gregori, A., Svagelj, M., and Pohleven, J., 007. Cultivation Techniques and Medicinal Properties of Pleurotus spp. Food Technology and Biotechnology, 45, Hanai H., Ishida S., Saito C., Maita T., Kusano M., Tamogami S. and Noma M., 005. Stimulation of mycelia growth in several mushroom species by rice husks. Bioscience Biotechnology and Biochemistry, 69, Jonathan S.G. and Fasidi I.O., 001. Studies on phytohormones, vitamins and mineral element requirements of Lentinus subnudus (Berk) and Schizophyllum commune (Fr. Ex. Fr) from Nigeria. Food Chemistry, 75, Jonathan S.G. and Fasidi I.O., 003. Studies on Psathyerella atroumbonata (Pegler), a Nigerian edible fungus. Food Chemistry, 81, Jonathan S.G. Fasidi I.O. and Ajayi E.J., 004. Physico- Chemical studies on Volvariella esculenta (Mass) Singer, a Nigerian edible fungus. Food Chemistry, 85, Jonathan S.G., Bawo D.D.S., Adejoye D.O. and Briyai O.F., 009. Studies on Biomass Production in Auricularia polytricha Collected from Wilberforce Island, Bayelsa State, Nigeria. American Journal of Applied Sciences, 6, Kawagishi H., Hamajima K., Takanami R., Nakamura T., Sato Y., Akiyama Y., Sano M. and Tanaka O., 004. Growth promotion of mycelia of the Matsutake mushroom Tricholoma matsutake by D-isoleucine, Bioscience Biotechnology and Biochemistry, 68, Kurbanoglu E.B. Algur O.F. and Zulkadir A., 004. Submerged production of edible mushroom Agaricus bisporus mycelium in ram horn hydrolysate, Industrial Crops and Products, 19, Le J., Hu S. and Xu M Optimization of submerged culture conditions fort he production of mycelial biomass and exopolysaccharide by Pleurotus nebrodensis. Annals of Microbiology. 57, Lee B.C., Bae J.T., Pyo H.B., Choe T.B., Kim S.W., Hwang H.J. and Yun J.W Submerged culture conditions for the production of mycelial biomass and exopolysaccharides by the edible Basidiomycete Grifola frondosa. Enzyme and Microbial Technology, 35, Moser, M., Keys to Agarics and Boleti, Roger Philipps, Stuttgard, 535 pp. Mukhopadhyay R., Chatterjee S., Chatterjee B.P. and Guha A.K., 005. Enhancement of biomass production of edible mushroom Pleurotus sajor-caju grown in whey by plant growth hormones. Process Biochemistry, 40, Örücü E. ve Kanıbir H., 005. Yumurta Pazarındaki Sorunlara Pazarlama Anlayışı Perspektifinden Bir Bakış ve Çözüm Önerisi, Balıkesir Üniversitesi SBE Dergisi, 8, Özkan, C., Bahadır, A., Karaduman, A.B., Özbulut, N., Yamaç, M., 011. Polyporus squamosus (Huds.) Fr. OBCC 5003 suşu ile biyomas üretimi üzerine çalışmalar, Journal of Fungus (Mantar Dergisi), (1- ), Özkan, C. ve Yamaç, M., 01. Bazı Yenebilir Makrofungus İzolatlarının Biyoprotein Üretimi Üzerine Sıcaklığın Etkisi, IX. Türkiye Yemeklik Mantar Kongresi, 18-0 Ekim 01, Denizli. Papaspyridi L.M., Katapodis P., Gonou-Zagou Z., Kapsanaki-Gotsi E. and Christakopoulos P Optimization of biomass production with enhanced glucan and dietary fibres content by Pleurotus ostreatus ATHUM 4438 under submerged culture. Biochemical Engineering Journal, 50, Plackett, R.L. and Burman, J.P The design of optimum multifactorial experiments. Biometrika, 33, Postemsky P., Gonzalez Matute R., Figlas D., and Curvetto N., 006. Optimizing Grifola sordulenta and Grifola gargal growth in agar and liquid nutrient media. Mycologica Aplicata Internazionale, 18, 7-1. Wu J.Z., Cheung P.C.K., Wong K.H. and Huang N.L., 003. Studies on submerged fermentation of Pleurotus tuber-regium (Fr.) Singer Part 1: physical and chemical factors affecting the rate ofmycelial growth and bioconversion efficiency. Food Chemistry, 81, AKÜ FEMÜBİD 13 (013) AKÜ FEMÜBİD 13 (013)