Search

Müsilaj oluşumunun, denizlerdeki besin zincirinin birincil üreticilerinden fitoplanktonun, belirli stres koşulları altında veya öldüklerinde salgıladıkları mukus benzeri organik maddelerle başladığı düşünülmektedir. 2021 yılında Marmara Denizi'nde deniz yüzeyini kilometrelerce kaplayan müsilaj, deniz yaşamının yanı sıra turizmi ve dolayısıyla ekonomiyi tehdit eden bir çevre felaketi haline gelmiştir. Müsilajın ortadan kaldırılması önleme, toplama ve bertaraf olarak üç aşamada gerçekleştirilir. Şu anda deniz müsilajı için ideal bir ortadan kaldırma yöntemi yoktur. Biyoplastiklerin alglerden, özellikle ürettikleri polisakkaritlerden yapılabildiği bilindiğinden, deniz müsilajının polisakkarit yapısı sayesinde plastik bir malzemeye dönüştürülme potansiyeli vardır. Bu çalışmada, müsilajın faydalı bir ürüne dönüştürülmesi amacıyla biyoplastik filmlerde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Farklı oranlarda müsilaj ve biyobozunur bir polimer olan polivinil alkol (PVA) içeren biyoplastik filmler çözelti döküm (solvent casting) yöntemiyle üretilmiştir. Elde edilen kompozit filmlerin mekanik özellikleri, morfolojisi, kristal yapısı, termal ve optik özellikleri çeşitli karakterizasyon yöntemleri ile incelenmiştir. Saf PVA filmler ile karşılaştırıldığında, %20 oranına kadar müsilaj içeriği mekanik özellikleri geliştirmiştir. Biyoplastik filmlerin müsilaj içeriği arttıkça filmler daha iyi bir UV koruma sağlamaktadır. Ayrıca biyoplastik film Escherichia coli ve Staphylococcus aureus bakterilerine karşı antibakteriyel aktivite göstermiştir. Mucilage formation may start with mucus-like organic substances that the primary producers of the marine food chain, phytoplankton, secrete under certain stress conditions or when they die. Kilometers of the sea surface of the Sea of Marmara were covered in mucilage in 2021, which has become an environmental disaster that threatened marine life, tourism and the economy. Elimination of mucilage is carried out in three stages: prevention, collection, and disposal. There is currently no ideal removal method for marine mucilage. Since it is known that bioplastics can be made from algae, especially the polysaccharides they produce, marine mucilage has the potential to be converted into a plastic material thanks to its polysaccharide structure. In this study, the usability of mucilage in bioplastic films was investigated to convert it into a useful product. Bioplastic films containing mucilage and the biodegradable polymer polyvinyl alcohol (PVA) in different proportions were produced by solvent casting method. The mechanical properties, morphology, crystal structure, thermal, and optical properties of the obtained composite films were investigated by various characterization methods. Compared to pure PVA films, up to 20% mucilage content improved mechanical properties. As the mucilage content of the bioplastic films increased, the films provided a better UV protection. In addition, the bioplastic films showed antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria

Çağımızın büyük sorunlarından biri haline gelen çevre kirliliğinin yavaşlatılması ve önlenmesi amacıyla doğaya zarar vermeyen çevre dostu malzemelerin kullanımı gereklilik haline gelmiştir. Bu tez çalışmasında, biyobozunur malzmelerden olan nişasta matrisli biyopolimerlere grafit, cam elyafı, ince kum, karbon elyafı takviye malzemelerinin eklenmesi ve pekleştirici özellikteki gliserolun karışımdan çıkarılmasıyla oluşturulan polimerin mekanik özelliklerindeki değişimler ve elektriksel iletim özelliği analiz edilmiştir ve bu polimer karışımının “core –xy” tipi olan ve vidalı hazneli ekstruder’a sahip üç boyutlu yazıcıda kullanımı denemeleri uygulamalı olarak yapılmıştır. In order to slow down and prevent environmental pollution, which has become one of the major problems of our age, the use of environmentally friendly materials that do not harm nature has become a necessity. In this thesis, the changes in the mechanical properties and electrical conduction properties of the polymer formed by adding graphite, glass fiber, fine sand, carbon fiber reinforcement materials to starch matrix biopolymers and removing the glycerol with hardening properties from the mixture were analyzed. The production trials of polymer mixture in three- diamensional printer which is “core-xy” type and have screw chamber extruder, were carried out pratically

YÖK Tez: 678157 Plastik esaslı levhaların vakum ve ısı ile şekil verme parametrelerinin ürünün kalınlık dağılımı üzerine etkisinin araştırılması üzerine deneysel bir araştırma yapılmıştır. Yapılan araştırmada malzeme türü, malzeme kalınlığı, erkek kalıp çapı ve ön şekil verme sırasında dalma derinliğinin değiştirilmesinin ürünün kalınlık dağılımını nasıl etkilediği belirlenmiştir. Farklı parametreler kullanılarak imal edilen numunelerin her birinden çeyrek dilim parça kesilmiştir. Kesilen parçaların her iki yüzeyinde daha önceden belirlenen 28 adet ölçüm noktasından kalınlık ölçümleri alınıp veriler karşılaştırılmıştır. Yapılan araştırmanın sonucunda erkek kalıp ve dalma derinliği değişimlerin nihai ürün kalınlık dağılımını açıklamak için bir kurala bağlanamayacağını göstermiştir. Her bir erkek kalıp çapı ve dalma derinliği için ayrı ayrı çıkarımlar yapılması gerekmektedir. Experimental research was conducted on the investigation of the effect of thermoforming parameters for plastic-based sheets on thermoformed product's final thickness distribution. In this work, effect of material type, material thickness, male mold (plug) diameter, and varying plug depth on thickness distribution of the product has been investigated during thermoforming. A quarter of each sample was cut and taken for measurements. Thickness was measured at 28 points which were predetermined paths. Measured experimental data was compared for each case. As a result of the research, it has been shown that the changes in the diameter of the male mold and the length of the plug depth cannot be attributed to a rule to explain the final product thickness distribution. Separate inference should be made for each die diameter and plug depth.

Polimerler; hafif, ucuz,mekanik özellikleri çoğu kez yeterli, kolay şekillendirilebilen, değişikamaçlarda kullanıma uygun, dekoratif, kimyasal açıdan inert ve korozyonauğramayan maddelerdir. Fakat doğada yok oluş süreleri uzundur ve genelliklepetrokimyasal olarak üretilirler. Yeşil kimya ve yeşil üretimin önem kazandığıgünümüz teknolojilerinde ise doğal malzemelerden polimer üretimi ile daha çevredostu polimerler araştırılıp imalatları yapılmıştır. Bu tür polimerlerbiyolojik materyallerden ve doğada kolaylıkla parçalanabilen, çevreye zararvermeyen tamamen organik olan biyopolimerler olarak geliştirilmiştir. Buderlemenin amacı kısaca yeşil kompozit malzeme üretiminde kullanılan polimeryapıların araştırılması ve gelecek için neler yapılabileceğinin belirlenmesidir.Araştırma sonucunda yeşil üretimin ve çevre sorunlarını engellemenin önemliolduğu günümüz kimyasında, mühendislik çalışmaları ve malzeme üretimi açısındanönemli olan polimer tipleri belirlenmiş ve gelecekte üretilebilecek kompozitmateryallerin bağlayıcısı olarak biyopolimerlerin kullanımının çevre açısındanönemi ortaya konulmuştur., Polymers are light, inexpensive, mechanical properties are often sufficient, easy to shape, suitable for use in differentpurposes, decorative, chemically inert and corrosion resistant materials. The extermination time of the polymers are verylong in nature and they are usually produced petrochemically. In today's technology more environmentallypolymers production with natural materials which green chemistry and green production are very important. weresearched and fabricated. Such polymers have been developed as biopolymers, easily decomposed in nature and harmlessto the environment have been developed as fully organic biopolymers. The purpose of this review is briefly to investigatethe polymer structures used in the production of green composite materials and to determine what can be done for thefuture. As a result of research, it is important to prevent green production and environmental problems, engineering studiesand polymer types that are important for material production have been identified. The environmental implications of theuse of biopolymers as binders for composite materials that can be produced in the future.

Günümüzde, sentetik plastiklere alternatif olarak mikrobiyal biyoplastikler (PHB ve türevleri) önem kazanmıştır. Bu araştırmada; PHB sentezleyen yeni ve yerel mikroorganizmaların izolasyonu ve karakterizasyonunun gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Erzurum ve Aydın illerinin çeşitli bölgelerinden toplanan toprak örneklerinden toplam 327 bakteri izole edilmiş ve Sudan Black B boyama yöntemi ile spektrofotometrik analizler sonucunda 12 izolatın yüksek düzeyde PHB üreticisi olduğu belirlenmiştir. Bu 12 izolatın bazı sitolojik ve biyokimyasal özellikleri incelenmiş ve MIS (Mikrobiyal Tanılama Sistemi) ile de yağ asiti profilleri elde edilmiştir. T2 izolatının en yüksek PHB kapasitesine sahip olduğu bulunmuş ve bu izolat 16S rDNA analizi ile Alcaligenes faecalis olarak teşhis edilmiştir. T2 izolatı ile optimizasyon çalışmaları istatistiksel Taguchi Deney Dizaynı (TDD) kullanılarak gerçekleştirilmiş olup optimal parametreler; pH: 8, sıcaklık 40°C, karbon kaynağı glukoz ve azot kaynağı NH4Cl olarak saptanmıştır. Sonuç olarak TDD'nin önerdiği parametreler uygulandığında PHB üretim veriminin 2.09 g/L olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca PHB üretimi için optimizasyon çalışmalarında TDD uygulamasının elverişli olduğu gözlenmiştir. Nowadays, production of microbial bioplastics (PHB and its derivatives) as an alternative to synthetic plastics has gained importance. In this research, isolation and characterization of new and local PHB producing microorganisms was targeted. For this purpose totally 327 bacteria were isolated from the soil samples collected from various places from Erzurum and Aydın cities. As a result of Sudan Black B painting and spectrophotometric analysis, 12 isolates were found to be high level PHB producers. Some cytological and biochemical characteristics of these 12 isolates were examined and their fatty acid profiles were obtained by using MIS (Fatty Acid Analysis). Isolate T2 was found to have the highest PHB producing capacity. T2 was identified as Alcaligenes faecalis by 16S rDNA analysis. Optimization studies of PHB production with T2 were carried out according to statistical Taguchi Experimental Design (TED). The optimal parameters were pH:8, temperature 40°C, carbon source glucose and nitrogen source NH4Cl. Finally, parameters which proposed by STM were applied and obtained yield of PHB production was 2.09 g/L. On the other hand we observed that the STM model is available for optimization studies of PHB production. 87

İnsanların nüfus baskısı, endüstrileşme ve sosyal refahı yükseltme arzusuna bağlı olarak çevreye baskıları artmış; bu durum endüstriyel ve kentsel atıkları da artırmıştır. Arıtma çamurları ve plastik ambalaj atıkları başlıca artan katı atıklardan olmuştur. Benzer durum son yıllarda polilaktikasit (PLA) gibi doğal materyallerden elde edilen ve biyobozunur plastikler olarak adlandırılan biyoplastikler için de geçerli oluştur. Oluşan biyoplastik atıkların ve arıtma çamurlarının bertarafındaki zorluklar ve topraklarda birikimleri bu materyallerin biyolojik olarak parçalanabilirlik potansiyellerinin araştırılması gereğini ortaya çıkarmıştır.Bu yüksek lisans tez çalışması; bir biyobozunur plastik materyalin toprak ortamındaki bozunum sürecine arıtma çamurunun etkisini belirlemek için kurgulanmıştır. Arıtma çamurunun yönetmelikçe topraklara uygulama izni verilen miktarı, bu miktarın yarısı, iki katı ve 1:1 (%50 toprak + %50 arıtma çamuru) ve hiç arıtma çamuru uygulanmayan doz olmak üzere beş çamur dozu belirlenmiş ve biyobozunur plastik levhalarla birlikte topraklara uygulanmıştır.Dört aylık inkübasyon sonucu elde edilen verilere göre toprağa gömülen biyoplastik levhalardaki kütle kaybı örnekleme zamanına göre önemli miktarda değişmiştir (p≤0,01). Kütle kaybı, arıtma çamurunun uygulama dozlarına göre de değişmiştir (p≤0,01). Sekizinci örnekleme (120. Gün) zamanındaki `1:1` dozu uygulanan biyoplastiklerin kütle kaybı en fazla olmuştur (p≤0,05). Topraktaki mikroorganizma sayıları üzerine örnekleme zamanı ile arıtma çamuru dozlarının birlikte etkisi `interaksiyonu` istatistik olarak önemli bulunmazken, bu iki faktörün bağımsız etkileri önemli bulunmuştur (P≤0.05). Arıtma çamurunun miktarı arttıkça mikroorganizma sayısında artış gözlemlenmiştir. Toprak örneklerinde incelenen NH4+, NO3-, üreaz ve katalaz özelliklerine uygulanan arıtma çamuru ve inkübasyon zamanlarının birlikte etkisi önemli olmuştur (p

Bu tez çalışmasında mısır nişastasından biyoplastik üretimi, kondenzasyon polimerleşmesi ile gerçekleştirildi. Mısır nişastasını biyoplastik bir malzeme haline getirebilmek için gliserin gibi doğal bir pekiştirici kullanıldı. Biyoplastik malzemenin mukavemeti içerisine karbon fiber, titanyumdioksit ve nanokil ilave edilerek, malzemenin karakterizasyonları FTIR-ATR, SEM, EDX, TGA-DTA ve eğilme-basınç deneyleri ile gerçekleştirildi. Biyopolimerler, canlı organizmalar tarafından üretilen yeni nesil polimerler sınıfından olup selüloz, protein, DNA, RNA, peptidler, nişasta ve kitin gibi malzemeler örnek olarak verilebilir. Biyopolimer olarak adlandırılan maddelerin çevreye zarar vermeden ambalaj sanayinde kullanılabileceği literatür bilgilerine dayanarak bu çalışmamızda göstermek en büyük amacımızdır. Plastikler, çok sağlam malzemeler olarak bilinen ve farklı yöntemlerle elde edilip, eksrüder gibi cihazlarla kolayca şekillendirilebilen, diğer birçok malzemeden daha hafif ve daha ucuz olan malzemelerdir. Son yıllarda biyoplastik olarak bilinen malzemeler ise yenilenebilen hammaddelerden yapılan yenilikçi plastiklerdir. Bazı mikroorganizmalar toprağa karışan biyoplastik içindeki nişastaya ulaşmak için enzim salgılayarak plastiği parçalamaktadır. Bu nedenle çevre dostu malzemeler olarak söylenebilir. Günümüzün en büyük problemlerinden biri olan çevre kirliliği bu malzemelerle önlenmiş olabilir. Nişasta haricinde selüloz, naylon, lignin, polietilen, polilaktik asit, polipropilen ve Polihidroksialkanatlar (PHA) gibi polimerler de biyoplastik üretimi için biyolojik olarak sentezlenmeye başlanmıştır. Mısır nişastasından başlayarak elde ettiğimiz biyoplastik malzemeye göre karbon fiber, titanyum dioksit ve nanokil ile katkılanmış kompozit malzemelerin termal ve mekanik açıdan daha üstün oldukları tespit edilmiştir. Ambalaj sektöründe bu tür kompozitlerin kullanılabileceği görülmüştür. In this thesis, bioplastic production from corn starch was carried out by condensation polymerization. A natural enhancer such as glycerin was used to make the corn starch into a bioplastic material. Carbon fiber, titanium dioxide and nanoclay were added to improve the strength of the bioplastic materials. The characterizations of the bio-materials were made by FTIR-ATR, SEM, EDX, TGA-DTA and bending-pressure experiments. Biopolymers are a new generation of polymers produced by living organisms, examples of which are cellulose, protein, DNA, RNA, peptides, starch and chitin. The main aim of this study is to show bioplastics used as a package material in industry but it does not show harmful effect on the environment. Plastic materials which are known as very robust, lighter and cheaper materials than the others. Bioplastics can be formed by different methods and can be easily shaped via extruders. The materials known as bioplastic in recent years are innovative plastics made from renewable raw materials. Some microorganisms secrete enzymes to break down the plastic in order to reach the starch in the bioplastic involved in the soil. For this reason, it can be said as eco-friendly materials. One of today's biggest problem is the environmetal pollution that have been prevented by these materials. In addition to starch, polymers such as cellulose, nylon, lignin, polyethylene, polylactic acid, polypropylene and polyhydroxyalkanes (PHA) have also begun to be biologically synthesized for bioplastic production. According to the bioplastic material obtained from starch of corn, other materials such as carbon fiber, titanium dioxide and nanoclay were used to dopant material in bioplastic to enhance the thermal and mechanical properties of polymers. It has been seen that such composites can be used in the packaging sector.

Polimerlerde oksidasyon ısı, ışık, oksijen, basınç gibi birden çok etkenin varlığında kolaylıkla başlayabilen ve müdahale edilmediği sürece devam ederek polimerlerin kimyasal, fiziksel ve mekanik özelliklerinin bozulmasına yol açan, kullanım ömrünü kısaltan ve okside olmuş polimer ile temas eden canlı hücrelere zarar veren reaksiyonlardır. Bu nedenle polimer endüstrisinde oksidasyon problemleriyle çok sık karşılaşılmaktadır. Günümüz teknolojisinde geliştirilen katkı maddeleri ile oksidasyon kaynaklı problemler en aza indirilmiş olsa da, alternatif kaynaklara yönelim ile birlikte ve doğal kaynaklı antioksidan bileşiklerine olan ilgi de giderek artmaktadır. Düşük Yoğunluklu Polietilen (AYPE) ve Akrilonitril Bütadien Stiren (ABS) terpolimeri, plastik endüstrisinde oldukça yüksek miktarlarda kullanılan hammaddelerdir. Bununla birlikte doğal kaynaklara olan eğilimin artışıyla doğal kaynaklı bir polimer olan Poli(laktik asit)'in (PLA) kullanımı da giderek artmıştır. Poli(laktik asit) son yıllardaki teknolojik gelişmeler ile birlikte sıklıkla kullanılan ve biyomedikal uygulamalarda biyouyumluluk nedeniyle tercih edilen bir polimerdir. AYPE, ABS ve PLA, diğer polimerler gibi oksidasyon etkisi altında kullanım ömürleri azalan malzemelerdir. Antioksidan özellik içeren kimyasallar, serbest radikallerin zararlı etkilerini, yapılarındaki fazla elektronları vererek sönümleyebilen bileşiklerdir. Bu nedenle antioksidanlar hem insanlar için sağlıklı bir besin kaynağı, hem de polimerler için bir katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Bilimsel çalışmalarda alternatif antioksidanlara ve genel eğilime bağlı olarak da biyolojik esaslı antioksidanlara, düşük maliyet ve biyo-uyumluluk özellikleri nedeniyle ilgi artmaktadır. Bu çalışmada laboratuvarda sentezlenen fosfor bileşikleri ile biyo-kaynaklı bileşikler antioksidan katkısı olarak seçildi ve ticari antioksidan bileşikleriyle karşılaştırmalı performans değerlendirmeleri yapıldı.Örneklerin hazırlanması için 16 mm vida çapı ve L/D oranı 35 olan eş yönlü çift vidalı ekstruder, uygun vida hızı ile uygun kovan ve kalıp sıcaklığı ile kullanılmıştır. Hazırlanan örneklerin antioksidan performansları, Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) kullanılarak Oksijen Indükleme Süresi (OIT) analizi ile belirlendi. Ayrıca bileşiklerin mekanik özellikler üzerindeki etkilerini incelemek için uzama ve çekme dayanım testleri de örnekler üzerine uygulandı. Oxidation process is a very powerful chemical reaction presence of heat, light, oxygen and pressure that produce harmful free radicals can damage to the cells in living organism or the chains and can deterioration physical, mechanical and chemical properties in all polymer matrices. Therefore, polymer oxidation problems are being encountered frequently in polymer industry. Low density polyethylene (LDPE) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS) terpolymer are the raw materials which used in relatively high amounts in the plastic industry. However, with the increasing trend for using natural recources, it is increasing the use of natural sourced Poly(lactic asit). Polylactic acid (PLA) is often used in conjunction with technological advances in recent years, and it is the preferred polymer due to its biocompatibility in biomedical applications. Life times of LDPE, ABS, and PLA decreases under oxidation effect like other polymers.Polylactic acid (PLA) is a commonly used material in polymer applications recent years. In order to prevent of devastating effect of oxidation reactions, antioxidants were performed a very important role in both living organisms and polymers.Antioxidants can scavenge free radicals by donating electrons to them and changing harmless forms. Hence antioxidants are widely used both in dietary supplements for humans and in additives for polymers. Studies on more effective, economic and bio-based antioxidants were drew interest due to provide desired effects. In this study lab-synthesized various phosphorous compounds and bio-based compounds were investigated as antioxidant. Different commercial type of antioxidants were also used for comparison of performances in polymers. Preparation of samples were achieved by using co-rotating intermeshing twin screw extruder (16 mm, L/D ratio:35) under constant suitable rate at suitable temperature profile according to melting and degradation points of polymers.Antioxidant performances of all compounds were evaluated by determination of oxygen induction times (OIT) of obtained homogenous, well mixed samples with DSC equipment. Mechanical test such as tensile strenght and elongation test were also performed in order to expose of effects of antioxidant additives to mechanical properties. 91

Furan derivatives such as 5-hyroxymethylfurfural (HMF) which derived from the acid-catalyzed dehydration of carbohydrates, are used as precursor in the production of biofuels and bioplastics. Therefore, studies towards the use of cellulosic wastes and monosaccharides for HMF production, are increasing day by day. In many studies carried out, it has been determined that fructose is the sugar which has the highest percentage of conversion. For this purpose, in this study it is investigated that HMF production from waste coke with high fructose content. Conversion of fructose to HMF was performed in acidic biphasic environment at 150 oC under high pressure. HMF concentration was determined by HPLC, the reducing sugar concentration was determined by dinitrosalicylic acid (DNS) method. According to this, in the waste coke conversion percentage of sugar obtained as 96.29, HMF productivity as 67.26% and HMF selectivity as 69.85%, in media saturated with NaCl, containing DMSO. As a result by this study it is shown that HMF which is necessary for production both liquid biofuel and biodegredable plastic, can be produced with high productivity from waste drinks which have high fructose content, Karbonhidratların asit katalizli dehidrasyonundan elde edilen 5-Hidroksimetilfurfural (HMF) gibi furan türevleri, biyoyakıt ve biyoplastik üretiminde öncül madde olarak kullanılır. Bu nedenle selülozik atıklar ve monosakkaritlerin HMF üretiminde kullanılmasına yönelik çalışmalar gün geçtikçe artmaktadır. Yapılan birçok çaışmada dönüşüm yüzdesi en yüksek olan şekerin fruktoz olduğu belirlenmiştir. Bu amaçla bu çalışmada fruktoz içeriği yüksek olan atık koladan HMF üretimi incelenmiştir. Fruktozun HMF’ye dönüşümü asidik bifazik ortamda 150 °C’de yüksek basınçta gerçekleştirilmiştir. HMF konsantrasyonu HPLC ile, dönüşmeyen şeker konsantrasyonu ise Dinitrosalisilik asit (DNS) yöntemi ile belirlenmiştir. Buna göre atık kolada şekerin dönüşüm yüzdesi 96.29, HMF verimliliği % 67.26 ve HMF seçiciliği ise %69.85 ile NaCl ile doyurulmuş, DMSO içeren ortamda elde edilmiştir. Sonuç olarak bu çalışma ile fruktoz içeriği yüksek olan atık içeceklerden hem sıvı biyoyakıt hem de biyobozunur plastik üretimi için gerekli HMF’nin yüksek verimlilikle üretilebileceği gösterilmiştir.

Bu çalışmada, biyoplastik üreticisi olan alternatif bir mikrobiyal kaynağın bulunması hedeflenmiştir. Eskişehir Organize Sanayi bölgesinde hidrokarbonla kirlenmiş topraklardan izolasyon yapılmış ve bu izolatların Poli-β-hidroksibütirikasit (PHB) üretim yetenekleri araştırılmıştır. Bu çalışmada A1 izolatının hücre kuru ağırlığına oranla % 44,30 – 81,46 PHB üretiği tespit edilmiştir. En yüksek PHB vermine sahip A1 izolatının Bacillus megaterium XyC6 türüne benzediği belirlenmiştir. PHB üretim miktarını artırmak amacıyla, en uygun üretim koşullarını belirlemek için optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu amaçla, endüstriyel ve sentetik karbon kaynaklarının biyoplastik üretimine etkileri araştırılmış ve % 48,7 PHB verim ile en iyi karbon kaynağı melas olarak belirlenmiştir. Karbon kaynağı miktarının PHB üretimi üzerindeki etkisini belirlemek için % 1 – 30 aralığında karbon miktarı denenmiştir. Bu çalışmada % 52,13 PHB verim ile optimum karbon kaynağı miktarı % 5 melas olarak tespit edilmiştir. Belirlenen optimum koşullar korunarak pH 4 – 9 aralığında ortam pH’ı çalışılmış ve % 75,62 PHB verimi ile ortam pH’ı optimum pH 6 olarak belirlenmiştir. Ortam sıcaklığının PHB üretimindeki etkisini belirlemek amacıyla 25 – 40 oC aralığında sıcaklıklar denenmiş ve % 72,52 PHB verimi ile en iyi ortam sıcaklığı 35oC olduğu tespit edilmiştir. İnkübasyon süresinin PHB üretimindeki etkisini belirlemek amacıyla 12 – 72 saat aralığında 12 saatte bir örnek alınarak inkübasyon süresinin PHB üretimi üzerine etkisi araştırılmış ve % 78,63 PHB verimi ile en iyi sonucun 60. saatte olduğu belirlenmiştir. Bacillus megaterium XyC6’nın, sükroz ve melası karbon kaynağı olarak kullanmasıyla sentezlediği PHB’lerin fiziksel ve kimyasal özellikleri, Sigma Aldrich Cheme’den temin edilen PHB ve ticari suş olan Alcaligenes eutrophus’un sentezlediği PHB ile kıyaslanmıştır. Karakterizasyonu için Fourier Transform İnfrared Spektroskopi (FTIR) ve Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) kullanılmıştır. Ayrıca, mol ağırlığını belirlemek için Viskozimetrik yöntem ve termal davranışlarını takip etmek için Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) kullanılmıştır. In this study it is targeted to find an alternative microbial resource of bioplastic manufacturer. The isolations were carried out from hydrocarbon polluted soils obtained in Eskisehir Organized Industrial Zone and the PHB production capabilities of these isolates were determined. It was detected that isolate A1 produces % 44,30 – 81,46 PHB in proportion to its dry cell weight and the isolate A1 with the highest PHB yield is similar with the Bacillus megaterium XyC6 strain. Optimization studies were carried out to increase the amount of PHB production and to determine the optimum conditions. To this end, the effects of industrial and synthetic carbon sources on bioplastic production were investigated and molasses was determined as the best carbon source with 48,7% PHB yield. Carbon contents within the range of 1 – 30% were tested to determine the effect of carbon source amount on PHB production. The optimum carbon source amount was determined as 5% molasses as 52,13% PHB yield. The medium pH was studied within the range of pH 4 – 9 by preserving the determined optimum conditions and the medium pH was determined as pH 6 for optimum with 75,62% PHB yield. Temperatures between 25 – 40oC were tested to determine the effect of the medium temperature on the PHB production and the best yield was obtained at 35 oC with 72,52% PHB yield. The effect of incubation period on the amount of PHB production was examined by taking a sample every 12 hours in the range of 12 – 72 and the best result was obtained at 60th hour with 78,63% PHB. The physical and chemical properties of PHBs, synthesized by Bacillus megaterium XyC6 using sucrose and molasses as carbon sources, were compared with PHB obtained from Sigma Aldrich Cheme and PHB synthesized by a commercial strain Alcaligenes eutrophus. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) were used for the characterization. The viscometric method was used to determine the molar weight, and the Differential Scanning Calorimeter (DSC) was used to follow the thermal behaviours.

Günümüzde teknolojinin artan hızla gelişmesine paralel ilerleyen ve küreselleşen toplumsal yaşam tarzının, kaynaklarını tüketerek yaşadığımız dünya üzerinde yarattığı ekolojik baskı geri dönüşü olmayan zararlar vermeye başlamıştır. Doğal kaynakların tükenmesi veya kirlenerek kullanılamaz hale gelmesi sonucunda toplumsal bilinçlenme oluşmuştur. Bu baskı altında bilimsel ve teknolojik araştırmalar, toplumsal bilinçlenme ve yaşam tarzları sürdürülebilir bir dünya perspektifi çerçevesinde gelişmeye başlamıştır. Yenilenebilir kaynaklara yönelme artarken, bu kaynakları kullanan üretim teknolojileri geliştirilmiş ve bu prensiplerle üretilen ürün ve hizmetlerin tüketimi sonrasında da doğaya dost, ekolojiyi koruyan şekilde bertaraflarının sağlanabilmesi yönünde çalışmalar halen sürmektedir.Tüketilen kaynakların başında enerji gelmekte ve enerji konusu çözüm bekleyen bir problem olmuştur. Uzun vadede geleneksel petrol türevli enerji kaynaklarına alternatif yenilenebilir enerjilere geçilebilmek için ulusal ve uluslar arası programlar sürdürülmektedir. Sürdürülebilir enerji kaynaklarının en yaygın ve bilineni yenilenebilir doğal kaynaklardan gelen hammadde ile kimyasal işlemler sonucunda elde edilen biyodizeldir. Biyodizel üretimi sonucunda hacimsel olarak %10 gliserol çıkmaktadır. Artan enerji ihtiyacına paralel çoğalan biyodizel üretimi ile biriken gliserol miktarı da artmıştır. Yan ürün olan gliserol birçok alanda kullanılabilmesine rağmen birikmeye başlamış, piyasa değerinde düşüşle birlikte bertaraf problemleri ortaya çıkmıştır.Gliserolün ekolojik ve ekonomik bir çözüme ihtiyacı vardır. Bu bağlamda ekonomik değeri düşük olan gliserolden katma değeri çok yüksek ve çevreyle dost olan 1,3 propandiol'ün sürdürülebilir çerçevede biyoteknolojik yöntemlerle üretimi gelecek vaat etmektedir. 1,3 propandiol özellikle termoplastik türde polimer sentezinde de önemli bir monomerdir. 1,3 propandiolün polimer, tekstil kozmetik, gıda, yağ ve ilaç sektörlerinde pek çok uygulama alanı bulunmaktadır. Son yıllarda endüstriyel 1,3 propandiol üretimi, yeni bir polyester tipi olan ve tekstil endüstrisinde önemli uygulama alanı bulan politrimetilen terefitalat'ın sentezinde gerekli ve önemli monomerlerden biri olmasından dolayı kimya endüstirisi alanında ilgi kazanmıştır.Yapılan bu tez çalışmasında, 1,3 propandiol üretiminin en önemli girdisi ve maliyet etkeni olan hammadde, biyodizel üretim atığı konumundaki gliserolden temin edilerek çevreci, ekonomik ve sürdürülebilir bir proses yaratılmaya çalışılması üzerinde durulmaktadır. Bu amaçla seçilen biyoteknolojik yöntemler 1,3 propandiol konusundaki literatür çalışmalarına özgünlük katacak şekilde seçilmiş ve eksik olduğu görülen immobilize biyoreaktörler ile özgün çalışmalar yapılarak literatüre bilimsel yöntemlerle ?immobilize biyoreaktörlerde biyolojik 1,3 propandiol üretimi? çalışmalarının sonuçlarına ulaşılmıştır.Tez çalışmasındaki hedef biyoteknolojik yöntemlerle 1,3 propandiol üretiminde ki hacimsel verimliliğin, literatürde sunulan değerlerin üzerine çıkarılabilmesidir. İmmobilize sistemlerin bilinen avantajları ön plana çıkartılıp daha üretken ve ortam koşullarındaki fiziksel-fizikokimyasal değişimlere, organik yüklenmelere, toksik etkilere daha dayanıklı üretim metotlarının geliştirilmesi amaçlanmış ve çalışmalardaki denemeler bu yönde sürdürülmüştür. İmmobilize biyoreaktörlerin üst dayanma limitleri ve bu limitlerin zorlanmasının üretime etkisi incelenmiştir. Burada biyoteknolojik 1,3 propandiol üretimi için literatüre özgün bakış açıları ve metotlar ile bilimsel katkılar yapılabilmesi hedeflenmiş, hacimsel üretkenlik değerlerinin literatürde sununlan değerlerin üzerine çıkması için araştırmalar sürdürülmüş ve beklenen doğrultuda yüksek hacimsel üretkenlik değerleri elde edilerek, değerli bilimsel sonuçlar bu tez'de sunulmuştur. Nowadays, in parallel to the technological developments, globallized social life-style causes rapid depletion in natural resources and increases ecological pressure on the Earth. On the other hand, as in most developed countries, social awareness on global environmental pollution and climate change have been progressively increasing in a way to create environmentally friendly and sustainable approaches in industrial productions. Furtheremore, global interest on the maximum use of renewable resources has also increased. Production technologies, which use renewable resources, have improved. People have still been researching and trying to improve the waste treatment processes from the sustainability and eco-friendly life point of view.Energy is one of the most common and problematic global issue that builds significant pressure on the sustainability of natural resources. International and national programs have been promoting the use of renewable energy resources instead of conventional fosil based energy. In this regard, biodiesel, which is based on biological resources (energy plants or algae), has been one of the most attaractive choice among most countries. On the other hand, increasing biodiesel production all over the world has resulted in another side product or waste product, namely glycerol, which is 10% of the total production.Excess glycerol needs economically viable and ecologically acceptable solution. Increasing amount of waste glycerol in parallel to the biodiesel production dropped the market price of glycerol resulting in huge amount of waste that needs to be solved. It is clear that eco-friendly conversion of glycerol into a value added chemical, namely product of 1,3 propanediol with biotechnological methods is promising. 1,3 propanediol has mainly been used in new kind of thermoplastic production. Furtheremore, 1,3 propanediol is an attractive precursor for many products such as textile, solvent production, laminates, adhesives, cosmetic products and human hygiene products. 1,3 propanediol production has also drawn the chemical industry?s attention due to the fact that 1,3 propanediol is an important raw material in chemical synthesis of new kind of polyester called politrimethylene theraphitalate.Glycerol is the most important and the cost effective input for biotechnological 1,3 propanediol production. Using crude glycerol, which comes from biodiesel production, could make biological production of 1,3 propanediol economically and ecologically sustainable. This is the main driving force of why the evaluation and enhancement of the current process of 1,3 propanediol production was chosen in this thesis. A detailed literature review indicated that there is a lack on the use of immobilized cell bioreactors for 1,3 propanediol production. Therefore, novel bioreactor configurations in which various immobilization materials were used were comparatively investigated in this thesis in order to enhance the current 1,3 propanediol production approaches given in the literature.The major aim of this thesis is to increase the volumetric productivity of 1,3 propanediol production by biotechnological methods above the literature values. Another purpose is to provide a robust production method to overcome fluctuation organic loadings, toxic effcets and operational conditions. Furthere more, all the bioreactor configuratiosn were also tested under extreme loading conditions to test their limit of tolerance. Thereby, it is aimed to provide an enhanced biotechnological production of 1,3 propanediol which is in most cases better thatn the lireture values. It was demonstrated that almost lal the immobilized bioreactor configurations were significantly successful in improved 1,3 propanediol production and the results, especially volumetric production rates, were better than the literature values. 246

BAZI ENTEROCOCCUS CİNSİ BAKTERİLERİN ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTE, POLİ-p-HİDROKSİBÜTİRAT (PHB) ÜRETİMLERİ, PLAZMİD DNA VE PROTEİN PROFİLLERİNİN İNCELENMESİ (Yüksek Lisans Tezi) Rasta HAJİKHANİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Haziran 2003 ÖZET Araştırmada Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis ve Enterococcus durans türlerine ait toplam 12 adet suş kullanılmıştır. Bakterilerin toplam hücre proteinlerinin SDS-PAGE analizi Laemmli yöntemine göre yapılmış, proteinlerin moleküler ağırlıkları 18-125 kDa arasında olduğu bulunmuştur. SDS-PAGE analizi, aynı türe ait suşların protein profillerinin birbirine benzer olduğunu ve türler arasında farklılıklar olduğunu göstermiştir. Enterococcus bakterilerin PHB üretimleri spektrofotometrik olarak belirlenmiştir. Bakterilerin PHB üretimlerinin hücre kuru ağırlığına göre %2, 15-1 4,68 arasında değiştiği bulunmuştur. Enterococcus bakterilerinin bazı patojen ve kontaminant bakteriler (Escherichia coli NRRL B-704, Pseudomonas aeruginosa ATCC 29212, Proteus vulgaris RSKK 96026, Bacillus megaterium RSKK 578, Bacillus thuringiensis RSKK 380, Bacillus cereus F2, Bacillus subtilis ATCC 6633, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Micrococcus flavus, Micrococcus luteus NRRL B-4375, Yersinia ehterocolitica ATCC 1501 ve11 Listeria monocytogenes 134D) üzerine antimikrobiyal aktiviteleri agar difüzyon yöntemiyle belirlenmiştir. B. thuringiensis, B. megaterium ve L. monocytogenes bakterilerin Enterococcus' ların antimikrobiyal aktivitesinden daha fazla etkilendikleri tespit edilmiştir. Enterococcus' ların bakteriosin üretimleri genel inhibisyon yetenekleri dikkate alınarak aynı test bakterileri üzerinde uygulanmıştır ve yalnız E. faecium F7 ve F18' in 8. thuringiensis üzerinde bakteriosin etki gösterdiği bulunmuştur. Enterococcus bakterilerin birbirleri üzerine ve bazı laktik asit bakterileri üzerine de antimikrobiyal etkileri incelenmiştir. Enterococcus suşlarından yalnız E. durans E5 susu E. faecium E11, F5 ve E. faecalis F31 suşlarını etkilerken, diğer laktik asit bakterileri üzerine inhibisyon etkilerinin olmadığı bulunmuştur. Çalışmamızda laktik asit bakterilerinden, Lactobacillus acidophilus, Lb. casei, Lb. bulgaricus, Lb. plantarum ve Lactococcus lactis suşlarının Enterococcus suşları üzerinde yalnız genel inhibisyon etki gösterirken, Leuconostoc cremoris, Lac. cremoris ve Lac. diacetylactis suşları Enterococcus9 lar üzerinde genel inhibisyonun yanı sıra bakteriosin etki gösterdikleri de tespit edilmiştir. Farklı antibiyotiklerin ve Enterococcus bakterilerinin patojenler üzerine olan inhibisyon etkileri incelenmiştir. Antibiyotiklerin Enterococcus' lar üzerindeki etkisinin incelemek amacıyla, disk difüzyon metodu kullanılmış ve Enterococcus suşlarının amoksisilin, vankomisin, teikoplanin, siprofloxasin, klaritromisin, streptomisin, tetrasiklin, sulbaktam+amp., azitromisin, kloramfenikol, sefazolin, penisilin-G ve sefalotin' e karşı duyarlılıkları incelenmiştir. Enterococcus suşlarının tümü p-laktam grubu antibiyotiklere karşı dirençli olarak tespit edilirken, yalnız 3 adet susun vankomisin' e karşı dirençli olduğu bulunmuştur.in Enterococcus suşlarının plazmid DNA' profilleri çıkarılarak, moleküler ağırlıkları tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre yalnız 1 adet susun plazmid DNA içermediği, diğer 11 adet susta plazmid sayısının 1 ile 5 arasında değiştiği, moleküler ağırlıklarının 3,71 ile 28,25 kb arasında olduğu bulunmuştur. Bilim Kodu Anahtar Kelimeler Sayfa adedi Tez Yöneticisi :216 Enterococcus, antimikrobiyal aktivite, bacteriosin, antibiyotik duyarlılığı, biyoplastik (PHB) üretimi, plazmid DNA, protein profili :144 : Prof. Dr. Yavuz BEYATLI IV THE STUDY OF ANTIMICROBIAL ACTIVITY, BACTERIOCIN, POLY-p- HYDROXYBUTYRATE (PHB) PRODUCTION, PLASMID DNA AND PROTEIN PROFILES OF SOME ENTEROCOCCUS BACTERIA (M. SC. Thesis) Rasta HAJIKHANI GAZİ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY June 2003 ABSTRACT In this study from Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis and Enterococcus durans species totally 12 strains were used. The bacterial total cell proteins were analysed by SDS-PAGE method as described by Laemmli (1970), the molecular weight of the proteins were about 18-125 kDa. The protein profiles of the same species were similar, but there were differences between species. The PHB production of Enterococcus strains was measured spectrophotometrically. The amount of PHB production by the strains according to dry cell weight was found between 2,15-14,68%. The antimicrobial activities of Enterococcus strains on some of pathogenes and contaminant bacteria (£. coli NRRL B-704, P. aeruginosa ATCC 29212, Pr. vulgaris RSKK 96026, B. megaterium RSKK 578, S. thuringiensis RSKK 380, B. cereus F2, B. subtilis ATCC 6633, S. aureus ATCC 25923, M. flavus, M. luteus NRRL B-4375, Y. enterocolitica ATCC 1501 ve L. monocytogenes 134D) were observed by agar diffusion method. B. thuringiensis, B. megaterium and L monocytogenes were more affected by enterococcal antimicrobialactivities than the others, in addition bacteriocin activitiy of tested enterococci were found to be effective on B. thuringiensis only by £. faecium F7 and F18. E. durans E5 was showed some inhibitory effect on E. faecium E11, F5 and E. faecalis F31. On the other hand Enterococcus species had no more effect on the other tested lactic acid bacteria. In the study of inhibitory effect of lactic acid bacteria on enterococci, Lactobacillus acidophilus, Lb. casei, Lb. bulgaricus, Lb. plantarum and Lactococcus lactis were shown only general inhibitory activity on Enterococcus strains. However, Leuconostoc cremoris, Lac. cremoris and Lac. diacetylactis had also bacteriocin inhibitory effect on the tested bacteria. Antibiotic resistance among enterococci was examined and tests were performed by amoxicillin, vancomycin, teicoplanin, ciprofloxacin, clarithromycin, streptomycin, tetracyclic sulbactam+amp., azithromycin, chloramphenicol, cephazolin, penicillin-G and cephalothin with use of disc diffusion method. This test revealed that all of the tested Enterococcus strains were resistant to p-lactam antimicrobials and only 3 strains were resistant to vancomycin. Number and molecular weight of plasmid DNAs isolated from Enterococcus strains were ranged between 1-5 and 3,71-28,25 kb respectively. Only one strain did not contain plasmid DNA.VI Science Code Key Words Page Number Advisor :216 Enterococcus, antimicrobial activity, bacteriocin, antibiotic resistance, bioplastic (PHB) production, plasmid DNA, protein profiles :144 : Prof. Dr. Yavuz BEYATLI 144

Tez (yüksek lisans) - Anadolu Üniversitesi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji Anabilim Dalı, Kayıt no: 173894, Polihidroksialkanoatlar (PHA) ailesinin en iyi bilinen üyesi olan Poly 3-hidroksibütirat (PHB) farklı mikroorganizmalar tarafından intraselular olarak sentez edilerek biriktirilen karbon ve enerji depo materyali olarak kullanılır. Ham materyallerden biyoindirgenebilir ve biyouyumlu plastik materyalin üretilebilmesi son derece verimli olabilmesi nedeni ile son zamanlarda çok fazla ilgiyi üzerine çekmektedir. PHB yi içeren olası uygulamalar; paketleme elemanları, biyoindirgenebilir taşıyıcılar (kontrollü ilaç salınımı), tek kullanımlık malzemeler, cerrahi uygulama materyalleri (iplik,iğne), cerrahi tamponlar ve kemik kaplamalar olarak sıralanabilir. Bu çalışmada farklı bölgelerden alman toprak örneklerinden izole edilen bakterilerin PHB üretim yetenekleri incelenmiştir. PHB üretimi için melas, peyniraltı suyu, şeftali pulbu gibi farklı substratlarm kullanılabilirliği araştırılmıştır. Temel mineral ortamda çalkalamalı kültürde %72.2 PHB verimi elde edilirken fermentörde elde edilen verimler çok düşük olmuştur.

Rhizobium CİNSİ BAKTERİLERİN POLİ-B-HİDROKSİBÜTİRAT ÜRETİMLERİNİN BELİRLENMESİ, SODYUM DODESİL SÜLFAT POLİAKRİLAMİD JEL ELEKTROFOREZİ (SDS-PAGE) İLE ELDE EDİLEN TOPLAM PROTEİN PROFİLLERİNİN VE PLAZMİD DNA'LARININ İNCELENMESİ (Doktora Tezi) Nazime MERCAN GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Haziran 2002 ÖZET Araştırmada Rhizobium meliloti, Bradyrhizobium japonicum, Rhizobium phaseoli, Rhizobium leguminosarum, Rhizobium viciae ve Rhizobium sp. türlerine ait toplam 31 adet suş kullanılmıştır. Bakterilerin karbon kaynaklarını kullanma yetenekleri belirlenmiş ve suşlann monosakkarit olarak glukoz, dekstroz ve mannitolu kullandıkları gözlenirken, trehaloz, ksiloz, rafinoz, maltoz, galaktoz, sukroz, laktoz ve pirüvik asit-sodyum tuzunu kullanma yeteneklerinde farklılık gösterdikleri tespit edilmiştir. Genel olarak Rhizobium suşların asidik ortamda üremedikleri gözlenirken, suşlardan yalnız R viciae F69, Fiil, R phaseoli Fa28, Fa41, R cicer Nl, N2, N4, N6'nın pH 4,5'te üredikleri ve bu suşların asite tolerant olduktan tespit edilmiştir. Bakterilerin toplam hücre proteinlerinin SDS-PAGE analizi yapılmış, proteinlerin moleküler ağırlıktan 11-215 kD arasında olduğu bulunmuştur. SDS-PAGE analizi, aynı türe ait suşların protein profillerinin birbirine benzer olduğunu, diğer türlerden farklı olduğunu göstermiştir. Rhizobium bakterilerin PHB üretimleri spektrofotometrik olarak belirlenmiş, hücredeki polimer içeriğinin kalitatif tayininde ise Nile Blue A kullanılmıştır.Bakteri kolonilerin PHB miktarına bağlı olarak 254 nm UV ışığı altında rengin pembeden turuncuya doğru değişiklik gösterdiği gözlenmiştir. Bakterilerin PHB üretimleri hücre kuru ağırlığına göre %5,37-57,09 arasında değiştiği bulunmuştur. Maksimum PHB üretimi gösteren R viciae F111 (%57,09), R meliloti Y11 (%39,25) ve B. japonicum S irat Fab (%34,43) suşlarının farklı karbon ve azot kaynaklarında PHB üretimleri araştırılmıştır. R meliloti Y11 ve B. japonicum S irat Fab suşları karbon kaynağı olarak glukoz besi ortamında maksimum PHB verimi gösterirken (sırasıyla, %83,75 ve %34,31), R viciae Fiil suşu mannitol içeren besiyerinde yüksek oranda (%41,22) PHB üretmiştir. Suşların azot kaynaklarında (Fiil dışında) PHB verimlerinin yüksek olmadığı bulunmuştur. Azot kaynağı olarak proteaz pepton içeren besi ortamında R meliloti Y11 suşu maksimum %26,23 ve B. japonicum S irat Fab suşu %26,78 PHB üretirken, R viciae F111 suşu asparajin azot kaynağında maksimum %48,13 oranında PHB üretmiştir. Ayrıca kültür ortamının asitliği arttıkça PHB içeriğinde azalma olduğu bulunmuştur. Yüksek PHB üreten suşlar arasından R meliloti Y11 suşu seçilerek mutasyonun PHB üretimine etkisi incelenmiştir. Fiziksel mutajen olarak farklı sürelerde 254 nm dalga boyunda UY ışını, kimyasal mutajen olarak da farklı konsantrasyonlarda akriflavin, 5-bromourasil ve nitrosoguanidin uygulanmıştır. Muhtemel mutant suşlar ile atasal susun PHB üretimleri tespit edilmiş ve bir yıl arayla suşların PHB sentez yetenekleri incelenmiştir. Muhtemel mutant suşlar ilk ölçümlerde atasal susa kıyasla daha düşük oranlarda PHB üretirken, bazı suşların bir yıl sonraki ölçümlerde PHB üretimlerinde yükselme olduğu tespit edilmiştir. Araştırmada, farklı melas konsantrasyonlarında R meliloti Y11, B. japonicum S irat Fab ve R. viciae F 111 suşları üretilmiş ve bu besi ortamlarında suşların PHB üretimleri incelenmiştir. R meliloti Y11 suşu melasın %0,5 konsantrasyonunda maksimum %56,31 oranında PHB üretirken, R viciae Fiil ve B. japonicum S irat Fab suşlarında PHB üretimin düşük olduğubelirlenmiştir. R. viciae F111 suşunda kültür ortamındaki viskozitenin artışına bağlı olarak PHB veriminde bir azalma olduğu gözlenmiştir. Rhizobium bakterilerin bazı test bakterileri üzerinde genel inhibisyon etkileri agar difüzyon metodu ile incelenmiştir. Kullanılan test bakterileri üzerinde Rhizobium bakterilerin inhibisyon etkilerinin olmadığı bulunmuştur. Rhizobium suşlarının plazmid DNA profilleri çıkarılarak, bunların moleküler ağırlıkları tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre yalnız 13 adet susun plazmid içerdiği, diğer suşlarda plazmidin bulunmadığı gözlenmiştir. Bakterilerde plazmidlerin moleküler ağırlıkları 13,5-16,74 kb arasında bulunmuştur. Bilim Kodu Anahtar Kelimeler Sayfa adedi Tez Yöneticisi : 401.02.00 : Rhizobium, izolasyon, karbon kaynaklarını kullanım yeteneği, biyoplastik (PHB) üretimi, farklı karbon ve azot kaynakları, şeker pancarı melası, antimikrobiyal aktivite, protein profili, plazmid DNA :175 : Prof. Dr. Yavuz BEYATLI IV DETERMINATION OF PRODUCTION OFPOLY-p- HYDROXYBUTYRATE (PHB) OF SOME Rhizobium BACTERIA, DISCRIMINATION OF STRAINS BY TOTAL CELL PROTEIN PROFILES OBTAINED BY SODIUM DODECYL SULPHATE POLYACRYLAMTOE GEL ELECTROPHORESIS (PAGE) AND ISOLATION OF PLASMH) DNA (Ph.D.Thesis) Nazime MERCAN GAZİ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY June 2002 ABSTRACT In the research, a total of 31 of Rhizobium strains (R melihti, R japonicum, R phaseoli, R leguminosarum, R viciae, Rhizobium sp.) were used. Determination of carbon source utilization showed that these strains could use glucose, dextrose and mannitole as monosaccharides while they showed differences in the utilization of trehalose, xylose, raffinose, maltose, galactose, sucrose, lactose and pyruvic acid-sodyum salt. Generally, Rhizobium strains did not grow at low pH, but R. viciae F69, Fill, R phaseoli Fa28 and Fa41, R cicer Nl, N2, N4, N6 strains were able to grow at pH 4,5 and these strains were characterized to be acid tolerant. Total cell protein profiles of bacteria were analysed using SDS- PAGE and molecular weights of proteins were found between 11-215 kD. Based on the protein profiles, it was possible to distinguish all of the strains. According to the SDS-PAGE analysis, it has been found strains belonging to the same species showed similarities in their protein patterns and differences from other species. PHB production by Rhizobium bacteria was determined by a spectrophotometry method. A qualitative method using Nile Blue A reagent T, «EiMET-M VMM 'lrt!i^SY0Mwas used for the detection of PHB in the cells. The color of the colonies under 254 nm-ultraviolet ligth at 254 nm ranged from pink to orange depending on the amount of PHB in the cells. It was found that the PHB contents of the strains the cell dry weight were between 5,37-57,09%. The effects of different carbon and nitrogen sources on the production of PHB by some of the strains were examined. For this purpose the strains R viciae Fill (57,09%), R meliloti Yll (39,25%) and B. japonicum S irat Fab (34,43%) which had been shownto have the highest PHB production were used. The maximum yield of PHB îor R, meliloti Yll and R japonicum S irat Fab strains were 83,75% and 34,31% of the cell dry weight respectively when they were grown in glucose medium as the carbon source. R viciae Fill produced a high level of PHB (41,22%) in the mannitol medium. The percentage yield of PHB by the strains (except Fill) was not found high in the media containing nitrogen sources. While the highest PHB accumulation was obtained with the strain R meliloti Yll (26,23%) and B. japonicum S irat Fab (26,78%) grown in the medium containing protease peptone, R viciae Fill was produced 48,13% of PHB in medium containing asparagine. The PHB concentration of the cells decreased with decreasing pH of the cultures. Amoung the strains showing the highest production of PHB R meliloti Yll was selected for mutation studies. Acriflavine, 5-bromourasiI, nitrosoguanidine as chemical mutations and UV irridiation at 254 nm as physical mutation were applied on the selected strain. The PHB production by parent and mutant strains were determined periodically and continued one year interval. Compared with the parent strains the percentage were determined in the first period of measurement The amount of PHB in some mutant strains increased in the second period measurement. In addition, the effects of physical and chemical mutations on the production of PHB by the strains were different. Ability of strains in the production of PHB by R meliloti Yll, B. japonicum S irat Fab and R viciae Fill grown in different concentration of beet molasses were studied. While R meliloti Yll strain produced maximum of PHB asVI 56,31% in medium containing 0,5% beet molasses, R viciae Fill and R japonicum S irat Fab strains in beet molasses medium showed production of PHB at lower percentage. A lower yield of PHB for R viciae Fill was observed with increasing viscosity of the medium. The agar diffusion method was used to study the general inhibitory effect of Rhizobium strains on some test bacteria. None of the strains were shown to have any inhibitory affect on test bacteria. Plasmid DNA profiles of Rhizobium strains and their molecular weight were determined. According to the results, only 13 strains carried plasmid, while the did not carry. Molecular weights of plasmids ranged between 13,5-16,74 kb. Science Code Key Words Page number Advisor : 401.02.00 : Rhizobium, isolation, utizilation of carbon sources, bioplastic (PHB), different carbon and nitrogen sources, beet molasses, antimicrobial activity, protein profile, plasmid DNA :175 : Prof. Dr. Yavuz BEYATLI 197

BAZI RHİZOBİUM BAKTERİLERİNİN MELAS BESİORTAMINDA POLİ-p- HİDROKSİBÜTÎRAT (PHB) ÜRETİMİ İLE PROTEİN PROFİL VE PLAZMÎD DNA'LARININ İNCELENMESİ (Yüksek Lisans Tezi) Eyat ALİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Haziran 2002 ÖZET Bu çalışmada 2 adet Rhîzobîum japonicum ve bir adet Bradyrhizobium japonicum ile 2 adet Rhîzobîum sp. suşunun PHB üretimleri tespit edilmiştir. Bakteriler YEM Broth besiyerinde 30 °C sıcaklıta 48 saat süre ile aktifleştirilmiştir. Santrifüj ile elde edilen biyomas kurutulmuş, ultrasonifikasyon ile PHB elde edilmiştir. Elde edilen PHB sülfürik asit ile krotonik aside dönüştürülmüştür ve bu maddenin miktarı UV spektrofotometrede 235 nm'de ölçülmüştür. Çalışmada kullanılan bakterilerin PHB verimleri (hücre kuru ağırlığına göre) %2,2-51,1 arasında olduğu tespit edilmiştir. Araştırmada PHB üretimi yüksek bulunan Rhîzobîum sp. MR90 (%30,0) ve Rhîzobîum sp. 3172 (%51,1) suşlarının farklı karbon (Glukoz, Laktoz, Sukroz) ve azot (Asparajin, Glisin, KN03, Proteaz pepton) kaynaklardaki PHB üretimleri de araştırılmıştır. Her iki suşunda farklı karbon ve azot kaynaklarında PHB üretimleri kontrole göre az bulunmuştur.11 Araştırmada kullanılan bakterilerinin farklı melas (%0.5; %1; %1.5; %2) konsantrasyonlarda PHB verimleri araştırılmıştır. Suşlarının farklı melas konsantrasyonlarına göre en yüksek PHB verimi, Rhizobium japonîcum 379 suşunun %1.5 melas konsantrasyonunda (%46,7) olarak bulunmuştur. Çalışmada kullanılan 5 adet bakterilerinin plazmid DNA profilleri çıkarılmıştır. Rhizobium japonicum 379, Rhizobium sp. MR90, Bradyrhizobium japonicum 1809 suşlarında plazmid DNA bulunmamıştır. Diğer suşlarda birer adet plazmid DNA'ya rastlanmıştır ve bunların moleküler ağırlıklarının 19,94 ile 29,97 kb arasında değiştiği gözlenmiştir. Ayrıca çalışmada kullanılan 5 adet Rhizobium bakterilerinin SDS-PAGE ile protein profilleri analize edilmiştir. Suşlardaki proteinlerinin moleküler ağırlıkları 22-275 kd arasında olduğu bulunmuştur. Genel olarak protein profillerinin suşlarda farklılık gösterdiği gözlenmiştir. Bilim Kodu : 401.02.00 Anahtar Kelimeler : Rhizobium, biyoplastik (PHB) üretimi, farklı karbon ve azot kaynakları, şeker pancarı melası, protein profili, plazmid DNA Sayfa adedi : 76 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Yavuz BEYATLI m STUDY OF POLY-P-HYDROXYBUTYRATE (PHB) PRODUCTION IN MOLASESS MEDIUM WITH PROTEIN PROFILE AND PLASMID DNA OF SOME RHIZOBIUM BACTERIA (M.Sc. Thesis) GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY JUNE 2002 ABSTRACT In this research, production of PHB by two Rhizobium japonicum, one Bradyrhizobium japonicum and two Rhizobium sp. strains were investigated. Bacteria were grown in YEM Broth medium at 30 °C for 48 hours and biomass were obtained by centrifugation. PHB were obtained by ultrasonification. PHB crystals were converted into crotonic acid by sulfuric acid. The amount of the crotonic acid were measured by using UV spectrophotometre at 235 nm. Amount of PHB produced by bacterial strains to dry cell weight were ranged between 2,2-51,1%. In this research, Rhizobium sp. MR90 (30,0%) and Rhizobium sp. 3172 (51,1%) which had showed higher PHB production were examined with carbon (Glucos, Lactos, Sucros) and nitrogen ( Asparajin, Glisin, KN03, Proteaz pepton) reference. The PHB production of these two bacteria in carbon and nitrogen sources are found lower than control.IV All Rhizobium bacteria which were employed in this research, were also examined with different molasess concentration (0.5%; 1%; 1.5%; 2%). According to different molasess concentration a higher amount of production were obtained with Rhizobium japonicum 379 in 1.5% molasess concentration (46,7%). All strains were used for studing thier plasmid DNA profiles. The profiles of plasmid DNAs of the strains were identified. It was determined that Rhizobim japonicum 379, Rhizobium sp. MR90 and Bradyrhizobium japonicum 1809 did not contained plasmid DNA. Other strains contained one plasmid. The Molecular weights of plasmid DNAs were found to range from 19,94 to 29,97 kd. In addition protein profils of 5 Rhizobium strains were analysed by SDS-PAGE. The protein molecular weights which founded in this strains were ranged between 275-22 kd. Generally differences among the strains protein profiles were observed. Key words Science code Page numbers Adviser : 401.02.00 : Rhizobium, bioplastic (PHB) production, different carbon and azot sources, molasess, protein profile, plasmid DNA :76 : Prof. Dr. Yavuz BEYATLI 76