Özet:

Çalışmamızda zengin içeriğe sahip peynir altı suyu ve nohut atık suyu gibi gıda üretim atıklarını bakteriler için besi ortamı olarak kullanıp, değerlendirmek, sonuçta bir sekonder metabolit olan PHB ( Poli – β-Hidroksibütirat)biyoplastiğinin üretimini sağlamak; bu sayede petrol türevli plastiklere alternatif doğaya daha az zarar veren, geri dönüşümü daha kolay biyoplastiğin üretimini mikro düzeyde gerçekleştirmek çalışmamızın amacıdır.

İçeriği ve özellikleri, doğaya bırakıldığında çevreye vereceği zarar öteden beri bilinen peynir altı suyunun yanı sıra nohut atık suyu da değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Günümüzde Vegan beslenmesinde nohut ve suyu çok kullanılmaya başlandığı için konserve nohut, haşlama suyu üretimi artmıştır. Bu faktör haşlama suyu atılan baklagillerin içinden nohut seçilmesinde etkili olmuştur. Bu değerli gıda atıklarının kaybını önlemek, çevreye bırakıldığında verecekleri zararı azaltmak; gıda atığı değerlendirme konusunda farkındalık yaratmak amaçlanmıştır.

Araştırmamızda Bursa-Gemlik yöresinden alınan toprak örneklerinden izole edilen Bacillus megaterium suşlarının gıda üretimi sırasında açığa çıkan peynir altı suyu ve nohut atık suyu(aquafaba) besi ortamında spektrofotometrik metot ve boyama metodu yardımıyla Poli- β -hidroksibütirat (PHB) üretimleri tespit edilmiştir.Kontrol grubu olarak Bacillus megaterium EBD 9-1 suşu kullanılmıştır. Deney grupları için ise Bacillus sp. LSP4, WH13 ve PSB12 suşları kullanılmıştır. Toprak numunelerinden 3 kez fizyolojik suyla seyreltilip, hazırlanan içerikten Plate Count Agar besi yerine ekim yapılmış; üremeyi sınırlandırmak için +4 C de inkübasyona bırakılmıştır. Bacillus cinsine benzeyen koloniler önce NA besi yerinde saf kültür haline getirilip ardından Nutrient Broth besi yerinde inkübe edilmiş; steril gliserol ortamına aktarılıp identifikasyon ve izolasyon işlemine tabi tutulmuştur.PZR yöntemi ile izolatların 16S r RNA nükleotit dizilimi bulunmuş ardından Sanger dizileme yöntemiyle tür tayini yapılmıştır. İzolatlar mayaladığımız peynir üretiminden çıkan peynir altı suyu ve nohut atık suyu besi ortamlarında 30 ⁰C de 72 saat inkübe edilmiştir. İnkübasyon sonunda kültürler santrifüjlenmiş, elde edilen pellet kurutulmuştur. Kuru ağırlıkları tespit edildikten sonra sonikasyon işlemleri ile PHB elde edilmiştir. PHB, sülfirik asit ile krotonik asite dönüştürülmüş, son maddenin miktarı 235 nm. UV spektrofotometrede ölçülmüştür. Bakteri suşlarının peynir altı suyu ve nohut haşlama suyu besi yerlerinde PHB üretim verimini mikroskopta görüntülenmesi için hazırlanan preperatlar Sudan Black B ve Safranin boyası ile boyanmıştır. Işık mikroskobu görüntüleri morfolojik açıdan da PHB üretimini kanıtlamıştır.

Bacillus megaterium EBD9-1 kontrol grubu suşunun hücre kuru ağırlıklarına göre peynir altı suyunda % 34,45 oranıyla en yüksek PHB verimine ulaştığı tespit edilmiştir. Deney grubunu oluşturan Bacillus suşlarının PHB verimleri besi ortamlarında %19, 44 -% 29, 91 arasında bulunmuş; en yüksek PHB verimi WH13 suşunun peynir altı suyu besi ortamında %29,91 oranında ölçülmüştür. Kullandığımız besi yerleri  ve Bakteri suşları PHB üretiminde başarılı olmamızda önemli bir unsur olmuştur.  Bacillus megaterium suşlarının PHB üretimi için uygun bir suş olduğu literatürde belirtildiği gibi deneysel olarak da ispatlanmıştır. [1] , [2] biyoplastik üretim çalışmalarında kullanılmasının ekosistemin dengesinin düzenlenmesine de büyük katkı sağlayacağı düşünülmektedir[3].

Anahtar kelimeler: Bacillus megaterium, Nohut atık suyu, Poly- β -hidroksibütirat, Peynir altı suyu

Abstract:

In our study, using and evaluating food production wastes such as whey and chickpea waste water, which have rich content, as a nutrient medium for bacteria, and ultimately to produce a secondary metabolite, PHB (Poly – β-Hydroxybutyrate) bioplastic; In this way, the aim of our work is to produce bioplastics that are less harmful to nature and easier to recycle, as an alternative to petroleum-derived plastics, at a micro level.

It is aimed to evaluate chickpea waste water as well as whey, whose content and properties have long been known to cause harm to the environment when left to nature. Today, as chickpeas and their water are used a lot in vegan nutrition, the production of canned chickpeas and boiled water has increased. This factor was effective in the selection of chickpeas among the legumes in which the boiling water was discarded. To prevent the loss of these valuable food wastes, to reduce the damage they will cause when released to the environment; It is aimed In our study, Poly-β-hydroxybutyrate (PHB) production of Bacillus megaterium strains isolated from soil samples taken from Bursa-Gemlik region was determined in whey and chickpea waste water (aquafaba) nutrient medium released during food production with the help of spectrophotometric method and dyeing method. Control group Bacillus megaterium EBD 9-1 strain was used. For the experimental groups, Bacillus sp. LSP4, WH13 and PSB12 strains were used. Soil samples were diluted 3 times with physiological water, and the prepared content was sown on Plate Count Agar medium; It was incubated at +4 °C to limit growth. Colonies resembling Bacillus were first brought into pure culture in NA medium and then incubated in Nutrient Broth medium; They were transferred to sterile glycerol medium and subjected to identification and isolation process. 16S r RNA nucleotide sequence of the isolates was found by PCR method, and then species were determined by Sanger sequencing method. The isolates were incubated for 72 hours at 30 0C in whey and chickpea waste water nutrient media from our fermented cheese production. At the end of the incubation, the cultures were centrifuged and the resulting pellet was dried. After the dry weights were determined, PHB was obtained by sonication processes. PHB was converted to crotonic acid by sulfuric acid, the amount of the final substance was 235 nm. Measured in a UV spectrophotometer. to raise awareness about the evaluation of food waste. The preparations prepared to visualize the PHB production efficiency of bacterial strains in whey and chickpea boiled broth were stained with Sudan Black B and Safranin dyes. Light microscope images also proved PHB production morphologically.

It was determined that Bacillus megaterium EBD9-1 control group strain reached the highest PHB yield with a rate of 34.45% in whey according to cell dry weights. The PHB yields of the Bacillus strains in the experimental group were found to be between 19,44% and 29,91% in the nutrient media; The highest PHB yield was measured as 29.91% in whey nutrient medium of WH13 strain. The media and bacterial strains we use have been an important factor in our success in PHB production. As stated in the literature, it has been experimentally proven that Bacillus megaterium strains are suitable for PHB production. [1], [2] It is thought that its use in bioplastic production studies will also contribute greatly to the regulation of the balance of the ecosystem[3].

Keywords: Bacillus megaterium, Chickpea wastewater, Poly- β -hydroxybutyrate, Whey