Enzimatik ksilooligosakkarit üretimi için organosolv önişleminin kullanımı

Abstract

Prebiyotik 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.