TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİ

... konulu sunumlar: "TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİ"— Sunum transkripti:

1 TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİ

2 ENZİM ve MİKROBİYAL BİYOTEKNOLOJİ

3 Enzimler Biyokatalizörlerdir Ürün ve verimi arttırırlar
Girdikleri reaksiyonda tüketilmezler Sürekli kullanılırlar Enzimler özgündürler Çevre koşullarına duyarlıdırlar: Sıcaklık, pH, substrat (madde) konsantrasyonunu ayarlayarak veya inhibitörler kullanılarak kontrol edilebilirler

4 Laktaz Süt ve diğer süt ürünlerindeki laktozu uzaklaştırmada kullanılan enzimdir. Bazı insanlar sütteki laktozu sindiremezler (lakto<z intoleransı), Sindirilemeyen laktoz sindirim sisteminde kalır ve bakteriler tarafından fermente edilirler Bu kişiler sütü içtikten sonraki 4 saat içerisinde kusma, kramp, karın şişliği, gaz ve ishal problemleriyle karşılaşırlar Tedavi için öğünde bir tablet laktaz enziminin alınması yeterlidir Laktaz gıdalardaki laktozu parçalar o ndenenle bu tip kişiler laktozsuz diyet yapmalıdırlar

5 Laktoz intolerans dağılımı
WHO

6 Laktaz enziminin kaynağı
Laktaz enzimi (-galaktozidaz) bir fungus olan Aspergillus oryzae ‘den elde edilir biotech.nikkeibp.co.jp/MUSEUM/images/3_1.gif

7 Reaksiyon Hidroliz reaksiyonu -galaktozidaz Laktoz + H2O
Substrat: Laktoz Laktoz + H2O -galaktozidaz Glukoz + Galaktoz Hidroliz reaksiyonu © 2016 Paul Billiet ODWS

8 Avantajları Laktoz intolerant hastalar besinlerini sindirebilirler
Laktozsuz ürün pazarı oluşmuştur Laktaz dondurmadaki laktozu glikoz ve galaktoza hidrolize etmek için kullanılır ve dondurmayı daha tatlı hale getirir. © 2016 Paul Billiet ODWS

9 Araç olarak mikroorganizmalar
Mikrobiyal Biyoteknoloji Araç olarak mikroorganizmalar ENZİM TEKNOLOJİSİ Enzim teknolojisi enzimlerin nasıl kullanılacaklarını içermektedir. Enzimleri kullanmanın en basit yolu istenilen reaksiyonu katalizleyecekleri ve bu işlem süresinde kademeli olarak inaktive olacakları işlem akışına eklemektir.

10 Enzim Teknolojisi Enzimlerin endüstri, tarım ve tıp alanında araç olarak kullanılmasıdır Enzimler biyolojik katalizörlerdir ve aktif bölgelerinde spesifik substratlara bağlanarak işlev görürler Bu özgünlükleri endüstriyel uygulamalarda kullanılmalarını sağlayan özelliklerinden biridir. Teknlolojik alanda inorganik katalizörlere üstün olan yönleri verimlilikleri, seçicilikleri ve özgünlükleridir Enzimler oda sıcaklığında, atmosfer basıncında ve pH 7 civarında çalışabilirler-bu özellikler endüstride enerji tasarrufunu sağlar Tek bir spesifik substratla etkileşerek istenmeyen yan ürünlerden uzak saf ürünlerin eldesini sağlar Biyolojik olarak parçalanabilirler, çoğu inorganizk akatlizörün aksine çevreye çok az zarar verirler

11 Enzim teknolojisinin ürünleri
Enzimler bira ve şarap imalatının temeli oluşturan bir reaksiyonu, şekerin etanole fermentasyonundan sorumludurlar. Enzimler etanolü asetik aside okside ederler. Bu reaksiyon binlerce yıldır sirke yapımında kullanılmaktadır Mikroorganizmalar şarap, bira, soya sosu, ekmek, peynir yapımında kullanılmaktadır. Söz gelimi maya, bu ürünlerin biyoteknolojik üretimlerinde enzim kaynağı olarak kulllanılmaktadır

12 Mikrobiyal enzimler Mikrobiyal enzimler farklı kaynaklardan izole edilirler Bakteri, Fungus ve maya vb. Mikroorganizmalar intraselüler ve ekstraselüler enzimler üretirler: Ekstraselüler enzimler hücre dışına salgılanırlar ve bu sayede bu tür enzimlerin geri kazanım ve saflaştırma işlemleri hücre içi enzimlere (intraselüler) kıyasla çok daha basittir. Intraselüler enzimler binlerce farklı hücre proteini ve diğer bileşiklerden uzaklaştırılmalı ve saflaştırılmalıdır.

13 Mikrobiyal Biyoteknoloji
ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR MİKROBİYAL FERMANTASYONLA ENZİM ÜRETİMİ Enzimleri üreten organizma GRAS-statüsünde olmalıdır. Yani Genel olarak Güvenilir olarak kabul edilmelidir. Bu organizma tarafından üretilen enzim besin (gıda) prosesinde kullanılacaksa özellikle önemlidir.

14 Mikrobiyal Biyoteknoloji
ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR MİKROBİYAL FERMENTASYONLA ENZİM ÜRETİMİ Organizma mantıklı bir zaman çerçevesinde istenen enzimi çok yüksek miktarda üretebilmelidir. Endüstriyel enzimler tipik olarak 50 g/l nin üzerinde ekstraselüler enzim proteinleri üretirler. Endüstriyel enzimlerin birçoğu nispeten az sayıda mikrobiyal hücreler tarafından üretilirler, ör; Aspergillus ve Trichoderma fungusları, Streptomyces ve Bacillus .

15 Mikrobiyal Biyoteknoloji
ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR ENZİMLERİN ENDÜSTRİYEL KULLANIMLARI Asit oluşturan bakteriler ve mayaların benzer mikrobiyal enzim reaksiyonları ekmek yapımında aroma oluşturma aktivitelerinden sorumludurlar. Şuan mevcut 2000 den fazla enzim izole edilmiş ve karakterize edilmiştir. Endüstriyel enzimlerin %75 ten fazlası hidrolazlardır. Tüm enzim satışlarının %40 ı protein parçalayan enzimlerdir.

16 Büyük çapta enzim üretimi
Büyük çapta enzim üretimi için mikroorganizmaların FERMENTÖR BİYOREAKTÖR adı verilen büyük tanklarda kültüre edilmeleri gerekir Mikroorganizmalar fermentörlerde büyük çaplı enzim üretimleri için uygun canlılardır. Çünkü: Gelişimleri (üremeleri) hızlıdır, ve birçok diğer canlının kütle başına üretebileceğinden çok daha fazla enzim molekülü üretebilirler Endüstride kullanılan mikroorganizmaların çoğu istenilen aktiviteyi çok fazla üretmek ve istenmeyen yan ürünleri üretmemek üzere genetik olarak değiştirilmiştir. Çok değişik yaşam ortamlarında bulunabildiklerinden enzimleri de değişik sıcaklık ve pH aralıklarında işlevsel olabilir Üreme gereksinimleri basit olup fermentörlerde kontrol edilebilirler Tarımsal atıklar gibi atık maddeleri substrat olarak kullanabilirler

17 Enzim üretiminin biyoteknolojik işlemleri
TARAMA – istenen enzim için uygun mikroorganizmanın seçimi ENDÜSTRİYEL ÇAPTA FERMANTASYON MODİFİKASYON – mikrobiyal suşu geliştirmek için olası genetik mühendisliğ uygulaması LABORATUVAR ÖLÇEKLİ PİLOT ÇALIŞMA – mikroorganizmanın gelişimi için optimum koşulların belirlenmesi PILOT PLANT – optimum operasyonel koşulların netleşmesi için küçük çaplı fermentör

18 Ticar enzim üretimine bir örnek: PEKTİNAZ ÜRETİMİ
Pektin bitki hücre duvarlarında bulunan çözünmeyen bir maddedir. İçecek endüstrisinde, meyvelerin suyunun bulanıkşllığını giderilmesinde kullanılır Pektinaz fungus Aspergillus niger den elde edilir. Aspergillus niger pektinazı ekstraselüler enzim olarak üretir

19 Enzimi konsantre etmek için buharlaştırma
PEKTİNAZ ÜRETİMİ Aspergillus niger fermentörde nitrojen kaynağı, karbon kaynağı içeren ve de fungus tarafından pektinaz üretimini uyarıcı pektin substratını bulunduran ortamda üretilir Solüsyonda pektinazı içeren hücresiz bir sistem elde etmek için Enzimi konsantre etmek için buharlaştırma Pektinazın solüyondan uzaklaştırılması ve katının filtrasyonu Ham Pektinazın kurutulup saflaştırılması Saf, toz halde pektinaz

20 Mikrobiyal Biyoteknoloji
ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR ENZİM TEKNOLOJİSİ Örnekler; Nişastanın amilazla hidrolizi, selüloz küspesini ksilanaz ile ağartma, veya hayvan beslenmesinde enzimlerin kullanımı. Enzimleri kullanmanın alternatif yolu onları sabitlemek (immobilize etmek) ve böylelikle yeniden kullanılabilmelerine imkan sağlamaktır. İmmobilizasyonun bir metodu reaktör sisteminde ultrafiltrasyon membranlarının kullanımıdır. Büyük enzim molekülleri memebranı geçemez, ancak küçük moleküler reaksiyon ürünleri geçebilir. Bundan dolayı, enzimler reaksiyon sisteminde kalırlar ve ürünler sistemi devamlı olarak terkederler.

21 Enzim immobilizasyonu
Enzimlerin endüstriyel amaçlar için kullanım maliyeti enzim tutuklanması ile azaltılabilir. Endüstriye amaçlı enzimler çözeltiden ziyade çözülmemiş durumda aktivitelerini sergilediklerinde daha değerlidirler Enzimler, katı bir desteğe bağlanarak veya katı bir destek içinde tutularak hareketsizleştirilir (immobilizasyon-tutuklanma) Enzim immobilizasyonunun çeşitli alternatifleri mevcuttur.

22 Enzimler hidrojen bağları gizi zayıf
Enzimlerin immobilizasyon metotları Enzimler hidrojen bağları gizi zayıf güçlerle katı bir yüzeye (matriks) tutunurlar. Enzimler katı bir polimer yapısı (genellikle bilye formunda) içerisinde tutunurlar

23 Enzimler selüloz ya da kollajen gibi
Bir matrikse kovalent olarak bağlanırlar Bir diğer daha pahalı bir yöntem ise Enzimlerin bir matrikse kovalent olarak bağlanmaları ve o matrikse İçerisinde çapraz bağ yapmalarıdır Çapraz bağ yapma ve kovalent bağlanma Bazı enzimlerin katalitik aktivitelerini Kaybetmelerine neden olabilir (özellikle eğer aktif bölge bağ yapmaya katılmışsa)

24 Enzim immobilizasyonunu avantajları
Enzimlerin serbest hallerine kıyasla tutuklu halde endüstriyel süreçlerde rol oynamalarının bazı avantajları bulunmaktadır: İmmobilize durumda enzimlerin kararlılıkları (stabiliteleri) artar Ayrıca, sıcaklık ve pH değişimleri gibi çevre koşullarındaki değişimlere daha az duyarlıdırlar İmmobilize olan enzimler geri kazanılabilir ve tekrar tekrar kullanılabilir olduklarından toplam maliyeti azaltırlar Reaksiyon ürünleri enzimle kontamine olmadıklarından ürünün enzimden ayrılması için gereken maliyetten kurtulunmaktadır İmmobilize enzimler daha büyük otomasyon sistemleri yardımıyla maddenin sürekli üretimine imkan sağlar

25 Nişasta hamuru Dekstrinler (kısa zincirli glukoz molekülleri Glukoz
Enzim İmmobilizasyonu ve yüksek früktoz şurubu üretiminde termostabil enzimler Bu endüstriyel işlem içeceklerde ve şekerlemelerde tatlandırıcı olarak kullanımı amacıyla ucuz maliyetli mısır nişastasının früktoz şurubuna dönüşümünü kapsar Nişasta hamuru Nişasta hamuru termostabl bir enzim olan alfa amilaz ile birkaç saat 90oC de inkübe edilir Dekstrinler (kısa zincirli glukoz molekülleri Alfa amilaz nişastanın kısa glukoz zincirleri olan dekstrinlere hizrolizini katalizler Sıcaklık 140oC ye çıkarılarak amilaz denatüre edilir ve ardından 55oC civarına düşürülür. Sonrasında fungal enzim amiloglukozidaz eklenir Glukoz Amiloglukozidaz dekstrinin glukoz moleküllerine hidrolizini katalizler

26 Glukoz izomeraz katı granüllerde tutuklanır ve bir kolona paketlenir
Son basamak glukoz şurubunun glukoz izomeraz enziminin kullanımıyla çok daha tatlı olan früktoz şurubuna dönüşmesini içerir Glukoz şurubu kolonun üstünden içerisine dökülür ve immobilize enzimle temas ettiğinde hidrolizasyon gerçekleşir Fruktoz şurubu enzimlerden ari olarak kolonunu ucundan dışarı alınır

27 Araç olarak mikroorganizmalar
Mikrobiyal Biyoteknoloji Araç olarak mikroorganizmalar ENZİMLERİN ENDÜSTRİYEL KULLANIMLARI Taq polimeraz gibi çeşitli sıcaklığa dayanıklı enzimler bulunmuş ve PCR ve diğer reaksiyonlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Selülaz E.coli den elde edilir ve selülozu degrede eder.

28 Mikrobiyal Biyoteknoloji
ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR ENZİMLERİN ENDÜSTRİYEL KULLANIMLARI Kot pantolon selülaz ile muamele edilir, bu selülaz enzimi funguslar olan Trichoderma reesei ve Aspergillus niger, tan elde edilir ve solgun görünüşlü kumaş oluşturulur Subtilisin proteazı Bacillus subtilis ten elde edilir, protein ve boyaları uzaklaştırmak, parçalamak için kullanılan deterjanın bir bileşenidir.

29 Araç olarak mikroorganizmalar
Mikrobiyal Biyoteknoloji Araç olarak mikroorganizmalar PROTEİN MÜHENDİSLİĞİ Çoğunlukla enzimler endüstriyel uygulamalar için istenilen özelliğe sahip değillerdir. Ör., ekstrem sıcaklıkta çalışma özelliği ve ya enzimin fazla miktarda üretilmesi.

30 Mikrobiyal Biyoteknoloji
ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR PROTEİN MÜHENDİSLİĞİ Protein mühendisliği ticari olarak kullanılan enzimlerin daha iyi bir endüstriyel katalizör olmalarını sağlamak için kullanılır. Çeşitli enzimler endüstriyel işlemlerde daha iyi fonksiyon göstermeleri için çoktan manipüle edilmişlerdir. Bunlar; proteinazlar, lipazlar, selülazlar ve birkaç amilaz

31 Mikrobiyal Biyoteknoloji
ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR PROTEİN MÜHENDİSLİĞİ Trichoderma sps. den ksilanazlar iyi bir endüstriyel enzim örneğidir, küspe (hamur) ve kağıt endüstrisinde kullanılır ve yüksek sıcaklıklarda kararlı (stabil) olması gerekir. Bu mikroorganizmaya ait ksilanazlar genetik mühendisliği ile değiştirilmişlerdir. Bu ksilanaz saflaştırılmış ve kristalize edilmiştir. Dizayn edilen mutagenez ile bu enzimin sıcaklık stabilitesi 70oC de yaklaşık 2000 misli artırılmıştır ve pH optimumu alkalin aralığından bir pH birimine indirilmiştir.

32 Mikrobiyal Biyoteknoloji Büyük çaplı enzim uygulamaları
DETERJANLAR Deterjanlar mikrobiyal enzimlerin ilk büyük çaplı üretiminin gerçekleştiği uygulamadır. Bakteriyel proteinazlar halen en önemli deterjan enzimleridir. Bazı ürünler çeşitli farklı kimyasalların bulunduğu çamaşır makinesi içinde daha stabil olmaları için genetik mühendisliği teknolojisi ile değiştirilmişlerdir.

33 Mikrobiyal Biyoteknoloji
ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI: DETERJANLAR Lipit parçalayan enzimler, lipazlar, yağları bozan (decompose) toz ve sıvı deterjanlarda kullanılırlar. Lipaz humicola geninin Aspergillus oryzae ye klonlanmasının ardından bu mikroorganizma tarafından büyük çapta üretilmiştir. Amilazlar nişasta temelli boyaları uzaklaştırmak için deterjanlarda kullanılırlar.

34 Mikrobiyal Biyoteknoloji
ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI: DETERJANLAR Selülazlar 1990 lıların başından beri deterjanların bir kısmını oluşturmaktadır. Selülaz gerçekte bir enzim kompleksi olup kristal yapıdaki selülozu glukoza parçalama yeteneğindedir. Tekstilde selülazlar yıkama süresinde oluşan selüloz mikrofibrillerini uzaklaştırırlar. Alkalin selülazlar Bacillus suşları tarafından üretilirler, ve nötral ve asidik selülazlar Trichoderma ve Humicola fungusları tarafından üretilirler.

35 ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları MİKROBİYAL AKTİVİTE İLE ÜRETİLEN GIDALAR/İÇECEKLER Yoğurt, peynir, çikolata, tereyağı, sosis, turşu, soya sosu, gıda takviyeleri (vitaminler ve aminoasitler gibi), gıda kalınlaştırıcıları (mikrobiyal polisakkaritlerden üretilen), alkol (bira, viski, şarap) ve hayvanlar için silaj bunlarda bazılarıdır.

36 Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR
BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI: Mikrobiyal aktivite ile üretilen Besinler/içecekler Endüstriyel mikrobiyologlar/Biyoteknologlar fermentasyonlar için konsantre mikrobiyal inokulumlar üretme veya üretim kolaylıklarından yararlanılacak fermentasyon sistemlerin sürdürülmesi konusunda çalışabililer. Nişasta parçalayıcı enzimler olan amilazların kullanımı gıda endüstrisinde ilk büyük çaplı mikrobiyal enzim uygulamasıdır.

37 Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR
BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI: Mikrobiyal aktivite ile üretilen Besinler/içecekler Enzimler içecek endüstrisinde birçok uygulamaya sahiptir. Kimozinin süt proteininin çöktürerek peynir yapımında kullanılması gibi. Süt endüstrisinde kullanılan bir diğer enzim beta-galaktosidaz veya laktaz olup, süt şekeri olan laktozu glukoz ve galaktoza çevirir. Bu işlem laktoza hassasiyeti olan tüketiciler tarafından içilen süt ürünleri için kullanılır.

38 Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR
BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI: Mikrobiyal aktivite ile üretilen Besinler/içecekler Enzimler meyve suyu imalatında da kullanılmaktadır. Pektinler meyve lamella ve hücre duvarındaki maddelerdir. Hücre duvarı Hücre duvarı ayrıca hemiselüloz ve selüloz içerir. Pektinaz, ksilanaz ve selülazlar suyu posadan ayrılmasını artırır. Pektinazlar ve amilazlar mevyve suyu klarifikasyonunda kullanılırlar.

39 Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR
BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI: Mikrobiyal aktivite ile üretilen Besinler/içecekler Mayalanma enzimatik bir işlemdir. Maltlama tanelerdeki enzim seviyelerini artıran bir prosestir. Ezme (lapalama) işleminde enzimleri amilazlar, serbest kalırlar ve nişastayı maltoz gibi çözünebilir fermente edilebilir şekerlere hidroliz ederler (yıkarlar). Maltoz bir glukozdisakkaritidir. Benzer olarak, enzimler gerekli bileşenlerin daha iyi ekstraksiyonunu elde etmek ve böylelikle ürün verimini artırmak için şarap üretiminde yaygın olarak kullanılırlar.

40 Mikrobiyal Biyoteknoloji BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI
Araç olarak mikroorganizmalar BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI Mikrobiyal aktivitelerle artırılan ya da iyileştirilen Besinler/içecekler Kahve, çay, kakao, sosis, vanilya, peynir, zeytin ve tütün hepsi mikrobiyal aktiviteye ihtiyaç duyar.

41 BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI:
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI: Gıda tatlandırıcı ajanlar ve koruyucular Sitrik asit, malik asit ve askorbik asit gibi organik asitler ve monosodyum glutamat besinlerde yaygın olarak kullanılan mikrobiyal ürünlerdir.

42 BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI: BESİNLER
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI: BESİNLER Mantarlar, trüfler (yer mantarı) ve bazı kırmızı ve yeşil algler doğrudan tüketilirler. Mayalar insan v ehayvanların gıda takviyeleri olarak kullanılırlar.

43 BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI:
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR BÜYÜK ÇAPLI ENZİM UYGULAMALARI: Yağ geri kazanımı/madencilik Yağ geri kazanımı kayalardan yağı kazıyan sürfaktanlar üreten çok özel bakterilerin geliştirilmesiyle kolaylaştırılabilir. Minerallerin düşük kaliteli madenlerden ekstraksiyonu bazı bakteriler tarafından artırılabilir (mikrobiyal özütleme, filtreleme).

44 Büyük çaplı enzim uygulamaları
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları Atık ve atık su İdaresi Endüstriyel, tarımsal ve askeri kaynaklı hidrokarbonları ve halojenlenmiş hidrokarbon atıklarını (örneğin organofosfatlar, asetilkolinesteraz inhibitörleri) parçalayabilip detoksifiye eebilme yeteneğindeki mikrobiyal suşları izole etme ve geliştirme atık yönetiminde esastır.

45 Büyük çaplı enzim uygulamaları Tekstil
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları Tekstil Enzimlerin tekstil endüstrisinde kullanımı endüstriyel enzimolojide çok hızla gelişmekte olan alanlardan biridir. Nişasta uzun bir süre kumaş dokuma fabrikalarında elyaf koruyucu bir tutkal olarak kullanılmıştır. Bu haşıllama olarak adlandırılır.

46 Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR
Büyük çaplı enzim uygulamaları Tekstil Enzimler haşıl sökme denilen bir işlemde nişastayı uzaklaştırmada kullanılırlar. Amilazlar tekstil ipliklerine zarar vermediklerinden bu işlemde kullanılırlar. Lakkaz – fungustan bir polifenol oksidaz olup tüm bitki materyallerinde bulunan aromatik polimer ligninin parçalamada kullanılır.

47 Büyük çaplı enzim uygulamaları HAYVAN BESİNİ
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları HAYVAN BESİNİ Enzim kullanımının beslenme üzerindeki net etkisi hayvan ağırlığını artırmadır. İlk ticari uygulama arpa temelli besin diyeti içerisine beta-glukonazın eklenmesidir. Arpa beta glukan içerir, bu ise tavuk barsağında yüksek miktarda viskoziteye neden olmakta ve besin madde sindirilme derecesini azaltmaktadır. Rasyonlara enzim katılmasıyla etlik piliçlerde canlı ağırlık artışı ve yemden yararlanmanın iyileştiği ve bu iyileşmenin rasyondaki enerji, protein ve aminoasit yararlanılabilirliğinin artmasından kaynaklandığı bildirilmektedir.

48 Büyük çaplı enzim uygulamaları HAYVAN BESİNİ
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları HAYVAN BESİNİ Trichoderma, dan elde edilen ksilanaz un temelli piliç besinine eklenir ve bugünlerde besin formulasyonlarında rutin olarak kullanılmakta ve et ağırlık artışına yol açmaktadır. Enzimler hayvan besini endüstrisinin önemli bir yönüdür. Tavukçuluk yanında domuz ve hindi beslenmelerinde de enzimler kullanılmaktadır.

49 Büyük çaplı enzim uygulamaları
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları FIRINLAMA (PİŞİRME) Allfa-amilazlar artırılmış ekmek kalitesi ve uzamış raf ömrü ile bağlantılı çalışmalarda çok yaygın kullanılmaktadırlar. Fungus ve bakteri kaynaklı amilazların tümü ekmek yapımında kullanılırlar ve aşırı kullanılmaları yapışkan hamura yol açabilir.

50 Hamur ve Kağıt Büyük çaplı enzim uygulamaları
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları Hamur ve Kağıt En büyük uygulaması kağıt yapımı için hamur beyazlatmada ksilanazların kullanımıdır.

51 Deri Büyük çaplı enzim uygulamaları
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları Deri Deri endüstrisi deriyi işlerken proteolitik ve lipolitik enzimleri kullanır. Enzimler hayvan derisini, saçını ve diğer istenmeyen kısımlarını uzaklaştırmada kullanılır.

52 Deri Büyük çaplı enzim uygulamaları
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları Deri Kullanılan enzimler tipik olarak alkalin bakteriyel proteazlardır. Lipazlar, özellikle yağ çıkarmak için bu fazda veya sama fazında kullanılır (yağ ve et tabakalarının kimyasal olarak arıtılması) .

53 Büyük çaplı enzim uygulamaları
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları Kişisel bakım ürünlerinde enzimler Kişisel bakım ürünleri nispeten yeni bir enzim alanıdır ve kullanılan miktarla az olmakla birlikte gelecek vadetmektedir.

54 Büyük çaplı enzim uygulamaları
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları Kişisel bakım ürünlerinde enzimler Bir uygulama kontakt lens temizlemedir. Proteinaz ve lipaz içeren enzim çözeltileri bu amaçla kullanılırlar. Hidrojen peroksit kontakt lenslerin dezenfeksiyonunda kullanılır. Kalan hidrojen peroksit hem grubu içeren bir katalaz enzimi kullanılarak parçalanıp uzaklaştırılır.

55 Büyük çaplı enzim uygulamaları
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları Kişisel bakım ürünlerinde enzimler Bazı dişmacunları glukoz amilaz ve glukoz oksidaz içermektedir. Protezler protein parçalayan enzim çözeltileri ile temizlenebilmektedir. Enzimler ayrıca deri ve saç bakım ürünlerinde uygulamalara sahiptir.

56 Büyük çaplı enzim uygulamaları
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları DNA teknolojisinde enzimler DNA teknolojisi hem geleneksel biyoteknoloji olarak devrim yaptı hem de bilimsel çalışmalara yeni alanlar açtı. Rekombinant DNA-teknolojisi geleneksel üretici olan ve güvenilir organzimalardan enzimlerin eldesi sağlar.

57 Büyük çaplı enzim uygulamaları
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları DNA teknolojisinde enzimler Protein mühendisliği varolan enzimleri değiştirmek ve güçlendirmek için kullanılır. DNA temelde fosfodiester bağlarıyla birbirine bağlanmış uzun deoksiriboz şeker zincirleridir. Organik bazlar, A,T,G,C şekerlere bağlanır ve gen alfabesini oluştururlar. Organik bazların zincirdeki özgün sırası genetik dili meydana getirir.

58 Büyük çaplı enzim uygulamaları
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Büyük çaplı enzim uygulamaları DNA teknolojisinde enzimler Genetik mühendisliği bu dili okumak ve değiştirmektir. Enzimler bu işlemlerdeki vazgeçilmez araçlardır. Örnekler Restriksiyon enzimleri spesifik DNA dizilerini tanırlar ve tanıma bölgelerinden bu zinciri keserler DNA modifiye eden enzimler nükleik asitler sentezlerler, parçalarlar, parçaları biraraya getirirler ve DNA kısımlarını uzaklaştırırlar. 3. DNA-polimerazlar yeni DNA zincirleri sentezlerler, Çoğu koplayacakalrı model kalıp gereksinimine sahiptirler. 4. Ligazlar bitişik nukleotitleri biraraya getirirler (yapıştırırlar)

59 Gen transferi ile Terapötik proteinler
Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR Gen transferi ile Terapötik proteinler Rekombinant DNA teknolojisi tedavi amaçlı proteinlerin hızlı gelişimi ve üretimini sağlar. Baı insanların genetik kusurları nedei ile üretemedikleri ve insan sağlığı için gerekli temel birçok protein bulunmaktadır.

60 Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR
Gen transferi ile Terapötik proteinler Bu proteinler hemofiliye neden olan çeşitli kan pıhtılaşma faktörleri, insülin (diyabetle sonuçlanır), büyüme hormonu (yeterince büyüyememeyle sonuçlanır) gibi proteinlerdir. Bu proteinlerin hastaya verilmesi patolojik durumu düzeltir ve diğer terapötik kazançlar sağlar. Plazmidler insan genlerinin bakteri hücrelerine aktarılmasında kullanılırlar.

61 Mikrobiyal Biyoteknoloji ARAÇ OLARAK MİKROORGANİZMALAR
Gen transferi ile Terapötik proteinler Eğer bir gen bakteri plazmidine sokulmuşsa, mesela insan insülin geni, bakteri insan insülinini üretir. Rekombinant bakterilerin insülin üretmesi mikrobiyal biyoteknolojinin seçkin bir örneğidir.

62 Rekombinant insülin üretimi