Food Engineering / Gıda Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/12
Browse
14 results
Search Results
Research Project Otohidroliz ve Enzimatik Hidroliz Kullanılarak Fındık Atıklarından Prebiyotik Olarak Kullanılabilecek Ksilooligosakkarit Üretimi(2017) Büyükkileci, Ali Oğuz; Yemenicioğlu, Ahmet; Yeğin, SırmaFındık Türkiye'nin en önemli tarım ürünleriden biridir ve Türkiye fındık üretiminde dünya lideridir. Fındıgın üretimi ve islenmesi sırasında çesitli lignoselülozik atıklar açıga çıkmaktadır ve ancak bu atıklar ekonomik olarak degerli ürünlere dönüstürülmemektedir. Bu çalısmada, fındık kabugu (FK), züruf ve budama atıgı dalların yapısal bilesimi belirlenmis ve çalısmanın hedef ürünü olan ksilooligosakkarit (KOS) üretimi için en uygun atık olarak FK seçilmistir. FK'deki hemiselülozik polisakkarit ksilan, otohidroliz yöntemiyle hidroliz edilerek KOS elde edilmistir. Otohidroliz sıcaklıgı ve süresi FK'den ayırılan ksilan miktarını, elde edilen KOS?un verimini, polimerlesme derecesini (PD) ve termal bozunma ürünlerinin miktarını önemli derecede etkilemistir. KOS veriminin yüksek oldugu kosulda elde edilen otohidroliz liköründeki büyük molekül agırlıklı KOS, ksilanaz ile hidroliz edilerek düsük PD'ye sahip KOS (PD küçüktür 6) elde edilmistir. Likörlere aktif karbon uygulanarak fenolik maddelerin ayrılması saglanmıstır. Ultrafiltrasyon ile likördeki büyük molekül agırlıklı KOS uzaklastırılmıs, böylece düsük PD'ye sahip KOS'un oranı artırılmıstır. KOS'lar çalısmada test edilien gıda üretim kosullarına ve sindirim sitemi ortamına dayanıklılık göstermis ve yapısını büyük oranda koruyabilmistir. Bifidobacterium animalis subsp. lactis ve Bifidobacterium bifidum hem otohidroliz ile elde edilen hem de enzimatik olarak ele edilen KOS üzerinde gelisebilmislerdir. Enzimatik hidrolizat ile daha yüksek bir büyüme görülmüstür. Proje kapsamında yapılan çalısmalar FK'nin prebiyotik olarak kullanılma potansiyeli olan KOS üretimi için uygun bir hammadde oldugunu göstermistir. Ksilan ile birlikte FK'nin selüloz, lignin, fenolik maddeler gibi diger bilesenleri de biyorafineri yaklasımıyla degerlendirilebilir, böylece bu atık biyotemelli ürünlerin üretimi açısından sürdürülebilir bir hammadde olarak kabul edilebilir.Research Project Enzimatik ksilooligosakkarit üretimi için organosolv önişleminin kullanımı(2019) Büyükkileci, Ali OğuzPrebiyotik karbonhidrat olan ksilooligosakkaritler (KOS), lignoselülozik tarım ve gıda atıklarındaki ksilan polisakkaritinin hidroliz edilmesiyle üretilir. Alkali ekstraksiyona dayanan enzimatik hidroliz ve otohidroliz kullanılan yöntemler çesitli kısıtlara sahiptir. Bu çalısmada bu kısıtları asabilecek olan bir yöntem gelistirilmesi hedeflenmistir. Model olarak kullanılan mısır koçanı organosolv önisleminden geçirilmistir. Organosolv sartları (çözgen derisimi, süre, sıcaklık, katalizör ilavesi) biyokütledeki lignini uzaklastıracak ancak ksilanın biyokütlede kalmasını saglayacak sekilde ayarlanmıstır. Uygun sartlarda ligninin %40-%50?si ayrılabilirken ksilan yaklasık %85 oranında katıda kalmıstır. Islem görmüs biyokütle üç ticari ksilanaz ile hidroliz edilerek organosolv isleminin KOS üretimine etkisi belirlenmistir. Organosolv ve enzimatik hidroliz sartlarının toplam KOS üretiminde etkili oldugu görülmüstür. En verimli KOS üretimi 150°C?de 1 sa %70 etanol ve 0,1M MgO varlıgında organosolv islemi görmüs biyokütle ile elde edilmistir. Bu biyokütlenin 70°C?de 0,6 U/ml ksilanaz ile geçeklestirilen enzimatik hidrolizi sonucu ksilanın %82?si dönüstürülerek 11 g/l KOS içeren hidrolizat elde edilmistir. Gelistirilen yöntem sayesinde ksilanın ekstrakt edilmesine ihtiyaç duyulmadıgı için derisik alkali ya da asit gibi kimyasallar kullanılmayacak ve otohidroliz yöntemindeki gibi çok yüksek sıcaklıklar kullanılmadıgı için karbonhidrat bozunma ürünleri olusmayacaktır. Bunlar ürün saflastırma asamalarını kolaylastıracak ve çevreye zararlı kimyasal atık miktarını azaltacaktır. Süreçte lignince zengin bir sıvı faz ve selülozca zengin katı faz olusmaktadır ve ksilan ile beraber bunlar da degerlendirilerek biyorafineri yaklasımıyla lignoselülozik atıklara katma deger kazandırılabilir. Bu çalısmanın devamında ürünün saflastırılması ve prebiyotik etkilerinin belirlenmesi için projeler gelistirilmesi planlanmaktadır. Ayrıca gelistirilen süreç diger lignoselülozik atıklar üzerinde de test edilecektir.Article Mikrobiyal Ksilanazlar ve Gıda Endüstrisinde Kullanım Alanları(Sidas Medya Ajans Tanıtım Danışmanlık Ltd. Şti., 2015) Yeğin, Sırma; Büyükkileci, Ali OğuzKsilanazlar, doğada bitki hücre duvarının yapısında bulunan ksilanın hidrolizini sağlayan enzimlerdir. Çok yaygın kullanım alanı bulunan bu enzimler gıda ve yem sektörü açısından da büyük önem taşımaktadırlar. Endüstriyel ksilanaz üretimi mikrobiyal biyoproseslerle gerçekleştirilmektedir. Söz konusu enzimlerin biyosentez düzeyi, biyokimyasal ve teknolojik özellikleri, üretimde kullanılan mikroorganizma ve biyoproses koşullarına göre farklılık göstermektedir. Son zamanlarda ksilanazların üretim düzeylerinin arttırılması, saflaştırılması ve karakterizasyonu üzerinde çok sayıda çalışma yapılmıştır. Ancak günümüzde sürdürülebilir, çevreci ve ekonomik proseslerin geliştirilmesi adına alışılmışın dışında ve çok yönlü kullanılabilen yeni enzim sistemlerine ihtiyaç vardır. Bu derlemede, ksilanın yapısı, ksilanaz grubu enzimlerin sınıflandırılması, mikrobiyal ksilanaz üretimi, saflaştırılması, karakterizasyonu ve gıda sektöründe uygulamaları üzerinde durulmuştur.Article Utilization of White Grape Pomace for Lactic Acid Production(Gıda Teknolojisi Derneği, 2018) Bayrak, Emrah; Büyükkileci, Ali OğuzBeyaz üzüm posası (BÜP), biyo-temelli kimyasalların fermantasyonla üretimi için kullanılma potansiyeline sahip yüksek miktarda çözünmüş karbonhidrat (glikoz ve fruktoz) içerir. Bu çalışmada, bu atık Lactobacillus casei ile laktik asit (LA) üretilerek değerlendirilmiştir. BÜP kültür ortamına %10 oranında doğrudan eklendiğinde 33.3 g/L LA elde edilmiştir. BÜP'ün sulu özütü daha hızlı bir LA üretimi sağlamıştır. Özüt çıkarma aşamasında posa miktarının artırılması sayesinde daha fazla LA elde edilmiştir ancak, bu işlem üretim verimini kayda değer biçimde düşürmüştür. Tüm koşullarda fruktoz glikoza göre daha yavaş kullanılmıştır. LA üretimi için 10 g/L maya özütü tozu gerekmiştir. Buna alternatif olarak, ekmek mayası otolize uğratılmış ve bu lizat azot kaynağı olarak başarıyla kullanılmıştır. Bulgulara göre, BÜP'ün L. casei ile LA üretimi için sürdürülebilir bir kaynak olduğu düşünülebilir, ancak, posada bulunan diğer maddelerin olası olumsuz etkileri önlenmelidirArticle Kritik Altı Su ile Fındık Atıklarından Antioksidan Bileşiklerin Ekstraksiyonu(Gıda Teknolojisi Derneği, 2018) Sürek, Ece; Büyükkileci, Ali OğuzTürkiye fındık üretim ve ihracatında dünya lideridir. Fındığın tarımı ve işlenmesi sırasında büyük miktarda kabuk, zuruf ve dal gibi atıklar açığa çıkmaktadır. Bu atıkların çevre dostu bir teknoloji ile işlenmesi ve önemli ürünlerin üretilmesi katma değer sağlayabilir. Bu çalışmada, fındık atıklarının farklı sıcaklık (150-200?C) ve sürelerde (0-45 dk) kritik altı su ekstraksiyonu ile elde edilen likörlerinin toplam fenolik madde içeriği (TFİ) ve toplam antioksidan aktiviteleri (TAA) incelenmiştir. Genel olarak, kritik altı su ekstraksiyonu ile aseton ve metanol ekstraksiyonuna göre daha yüksek verim elde edilmiştir. Sıcaklık arttıkça fındık kabuğundan elde edilen TFİ ve TAA artmıştır. Süre artışı 180?C'de istatistiksel olarak önemli bir fark yaratmazken, 190?C'de TFİ süre arttıkça yükselmiştir (P <0.05). Bu iki koşulun fındık kabuğu üzerine etkisi şiddet faktörünün logaritmik değeri (log Ro) hesaplanarak tek bir parametrede de incelenmiştir. log Ro arttıkça TFİ (905.3-2115.7 mg GAE/100 g kabuk) ve TAA (8163.9-12261.5 mg TE/100 g kabuk) değerleri yükselmiştirArticle Citation - WoS: 1Citation - Scopus: 1Temperature and Glycerol Formation: a Proposal To Explain the Causal Relationship Based on Glycolytic Enzyme Activities(American Society for Enology and Viticulture, 2019) Büyükkileci, Ceylan; Batur, Ayşem; Büyükkileci, Ali Oğuz; Hamamcı, HalukMost yeast strains produce glycerol in larger quantities when cultivated at higher temperatures, which likely explains why red wines contain higher amounts of glycerol than white wines. In this work, we used a kinetic and thermodynamic approach to suggest a mechanistic explanation for this phenomenon. We began with a glycolytic model of the kinetics of the individual enzymes. The effects of temperature and ethanol on the apparent kinetics of individual enzymes were then determined and incorporated into the model. The activation energy for each enzyme was determined with the Arrhenius equation. The enzymes in the upper part of the glycolytic pathway were found to be more dependent on the temperature than those in the lower part. The model, as improved by these changes, could qualitatively simulate the ethanol and glycerol production curves and the production of more glycerol at higher temperatures. We propose that the differences in the temperature dependence of the enzymes around the glycerol branch are the reason for glycerol accumulation at higher temperatures.Article Citation - WoS: 73Citation - Scopus: 77Utilization of Xylan-Type Polysaccharides in Co-Culture Fermentations of Bifidobacterium and Bacteroides Species(Elsevier, 2020) Zeybek, Nüket; Rastall, Robert A.; Büyükkileci, Ali OğuzAlthough most members of the genus Bifidobacterium are unable to utilize xylan as a carbon source, the growth of these species can be induced by this polysaccharide in the gut environment. This indicates a requirement for an association between Bifidobacterium species and some other members of gut microbiota. In this study, the role of cross-feeding between Bifidobacterium and Bacteroides species in the bifidogenic effect of xylan was investigated using in-vitro pure and co-culture fermentations. The pure culture studies showed that among the Bifidobacterium species tested, only Bifidobacterium animalis subsp. lactis was able to utilize xylooligosaccharides. The co-culture of this strain with Bacteroides species enabled it to grow in the presence of xylan. These results suggest that the ability of Bacteroides species to hydrolyze xylan could allow the proliferation of specific Bifidobacterium species in the gut through substrate cross-feeding.Article Citation - WoS: 40Citation - Scopus: 45Comparison of Liquid Hot Water, Very Dilute Acid and Alkali Treatments for Enhancing Enzymatic Digestibility of Hazelnut Tree Pruning Residues(Elsevier, 2018) Sabancı, Kevser; Büyükkileci, Ali OğuzThe effect of pretreatments on the composition of the hazelnut tree pruning residue (HTPR) and on the digestibility of the cellulose was investigated. The liquid hot water (LHW) and the very dilute acid (VDA) treatments were effective in solubilizing hemicellulose. The cellulose conversion increased up to around 60% (corresponding to 32–36 g/L glucose) with decreasing hemicellulose concentration in the pretreated HTPR. The alkali treatment provided partial delignification, however, the glucose production was comparably lower. Combining the hemicellulose removal and the delignification effect of different pretreatments in two-stage processes (LHW-alkali and VDA-alkali treatments) enhanced the cellulose concentration in the solids, but not the amount of glucose released in the enzymatic digestion. These results suggested that the hemicellulose was the main barrier against the conversion of cellulose in the LHW and VDA treated HTPR and the glucose in the hydrolysis medium inhibited the cellulase activity, which prevented the complete conversion of cellulose.Article Citation - WoS: 112Citation - Scopus: 132Production of Xylooligosaccharides by Autohydrolysis of Hazelnut (corylus Avellana L.) Shell(Elsevier Ltd., 2017) Sürek, Ece; Büyükkileci, Ali OğuzHazelnut shell (HS), husk and pruning residues were characterized and evaluated for xylooligosaccharides (XOS) production by autohydrolysis. HS contained the highest amount of xylan and yielded more XOS compared to other hazelnut residues. The temperature and holding time of HS autohydrolysis greatly influenced the composition of the liquor and the remaining solid. The highest XOS yield (62% of the feedstock xylan) was obtained at 190 °C and 5 min of holding time. At this temperature, 30 min of holding time was required to maximize the percentage of XOS with low degree of polymerization. Xylose, acetic acid and furfural concentrations increased with treatment severity. The concentrations of the products in the autohydrolysis liquors followed specific trends with changing severity factor (log Ro) values. Solubilization of xylan in the treatments enhanced the cellulose and lignin contents in the remaining solids.Article Citation - WoS: 33Citation - Scopus: 34Exploitation of Agricultural Wastes and By-Products for Production of Aureobasidium Pullulans Y-2311 Xylanase: Screening, Bioprocess Optimization and Scale Up(Springer Verlag, 2017) Yeğin, Sırma; Büyükkileci, Ali Oğuz; Sargın, Sayıt; Göksungur, YektaThe potential of several agricultural wastes and by-products (wheat bran, oat bran, corn cob, brewer’s spent grain, malt sprout, artichoke stem, sugar beet pulp, olive seed, cotton stalk and hazelnut skin) was examined as the substrate for xylanase production by Aureobasidium pullulans Y-2311-1. Based on the screening studies, wheat bran was selected as the best substrate for further optimization studies. The effects of initial medium pH, temperature and incubation time on xylanase production in shake flask system were optimized by response surface methodology (RSM). The optimum levels of the process variables defined by the model (initial medium pH, 4.24; temperature, 30.27 °C; and incubation time 126.67 h) resulted in production of 85.19 U/ml xylanase. Taking the RSM optimized parameters in shake-flask scale into consideration; xylanase production was scaled up to bioreactor system with a working volume of 1.5 l. The peak of enzyme production was achieved after 126 h incubation that has previously been determined by RSM studies at shake flask level. Furthermore, the optimum levels of agitation and aeration in bioreactor system was found as 200 rpm and 1.5 vvm. Maximum enzyme production was close to 85 kU/l which could be translated into a productivity of 0.68 kU/l/h. No previous work considered the statistical optimization of xylanase production by A. pullulans on wheat bran and scale up of the bioprocess to a bioreactor system