Lakkaz enzimi ile birlikte aracı kullanılarak yapılan dekolorizasyon

Çalışma kapsamında 3.2.2.’de belirtilen tarama çalışmasının sonucunda Reaktif Red 198, Rem Red RR ve Rem Yellow RR boyarmaddelerinin lakkaz enzim aktivitesi yüksek kültür süpernatantı ile dekolorizasyonunun yapılamadığı görülmüştür. Ancak, literatür bilgisine dayanarak aracılı sistem kullanılarak lakkaz enziminin substurat çeşitliliğinin artırılabileceği bilinmektedir. Bu nedenle, çalışma sürecinde lakkaz aktivitesi yüksek kültür süpernatantının tek başına dekolorize edemediği Reaktif Red 198, Rem Red RR ve Rem Yellow RR boyarmaddelerinin dekolorizasyonunda çeşitli aracılar kullanılarak, lakkaz aracı sistemlerin kullanılabilirliği incelenmiştir. Bu amaçla dimetoxyphenol (DMP), fenol, vanilin, guiacol, veratril alkol, L-tirozin reaksiyon ortamına ilave edilerek aracı olarak etkinlikleri araştırılmıştır.

Lakkaz aracılı sistemlerinin etkinliğini araştırmak üzere yapılan çalışmalarda 3.2.2.’de belirtilen koşullar sabit tutulmuştur. Tarama çalışmasında her bir boya için 50 mg/l boya konsantrasyonunda, pH 5.0, sıcaklık 35 °C, 1 ml enzim ve 1 ml aracı ilave edilerek toplam 10 ml hacimde çalışılmıştır. Çalışmalar birbirinden bağımsız ve en az 3 tekrarlı olarak yapılmıştır. Çalışma sonucunda en etkin aracı madde olarak vanilin belirlendiği için, bundan sonraki optimizasyon çalışmalarında sadece vanilin kullanılmıştır.

Çalışmada kullanılan 3 boyarmaddeden Reaktif Red 198, Rem Red RR aracı etkinliği denenen hemen hemen tüm aracı maddeler ile dekolorize edilebildiği ve ancak Rem Yellow RR, boyar maddesinin hiçbir aracı madde ilavesi ile dekolorize edilemediği görülmüştür. Bu nedenle bundan sonraki optimizasyon çalışmaları Reaktif Red 198, Rem Red RR ile yapılmıştır.

3.2.4.1. Reaktif Red 198 ve Rem Red RR Boyar Maddelerinin Lakkaz Aracılı Sistem Kullanılarak Dekolorizasyonu için Optimum Koşulların Belirlenmesi

Reaktif Red 198 ve Rem Red RR boyar maddelerinin enzimatik dekolorizasyonunun optimum koşullarının belirlenmesi için; pH, başlangıç boya konsantrasyonu, enzim miktarı, inkübasyon süresi, sıcaklık ve aracı konsantrasyonu

parametreleri çalışılmıştır. Enzimatik dekolorizasyon için kullanılan enzim kaynağı, Trametes versicolor ATCC200801’in buğday kepeği ilave edilmiş PDB besiyerinde inkübe edilerek elde edilen ve lakkaz aktivitesi yüksek olan kültür süpernatantıdır.

3.2.4.1.1. Ortam pH Değerinin Enzimatik Dekolorizasyona Etkisi

Bu çalışmada ortam pH değerinin enzimatik dekolorizasyona etkisini belirlemek için 3 - 3.5 – 4 – 4.5 – 5- 5.5 – 6 - 7 – 8 pH değerleri denenmiştir. pH 3-5.5 için 0.2 M asetat tamponu, pH 6-8 için 0.2 M fosfat tamponu kullanılmıştır. Çalışma tepkime tüplerinde toplam hacim 10 ml olacak şekilde belirtilen pH değerlerinde hazırlanmış 50 mg/l konsantrasyondaki boya çözeltisinden 8 ml, 1ml 24.4 U/ml enzim aktivitesine sahip enzim ve aracı olarak 1 ml vanilin ilave edilerek yapılmıştır. Đnkübasyon süresi 30 dk, inkübasyon sıcaklığı ise 35 °C’ dir. Sonuçlar 525 nm (Reaktif Red 198 için) ve 521 nm (Rem Red RR için) dalga boyunda spektrofotometrede okunmuştur. Kontrol grubu olarak diğer koşullar sabit tutulup enzim yerine denatüre enzim ve boya çözeltisi kullanılmıştır.

3.2.4.1.2. Aracı Konsantrasyonunun Enzimatik Dekolorizasyona Etkisi

Aracı konsantrasyonunun enzimatik dekolorizasyona etkisini belirlemek amacıyla, daha önce belirlenen koşullar sabit tutularak, aracı konsantrasyonu 25-1000 µM arasındaki derişimler kullanılarak çalışılmıştır. Çalışma, pH 6.0, başlangıç boyar madde konsantrasyonu 10 mg/l, 1ml 25,5 U/ml enzim aktivitesine sahip lakkaz içeren kültür süpernatantı ve aracı olarak belirtilen derişimlerde hazırlanan 1 ml vanilin kullanılarak sıcaklık 30 °C’de sabit tutulmuş ve deneme 30 dakika sürdürülmüştür.

3.2.4.1.3. Başlangıç Boya Konsantrasyonunun Enzimatik Dekolorizasyona Etkisi Başlangıç boya konsantrasyonunun enzimatik dekolorizasyona etkisini belirlemek amacıyla kısım 3.2.4.1.1.’ de yapılan çalışmanın sonucuna göre belirlenen pH 5 de ve 5–150 mg/l arasında hazırlanan konsantrasyonlardaki boya çözeltileri ile

çalışılmıştır. Çalışmada diğer koşullar; tepkime tüplerinde toplam hacim 10 ml olacak şekilde; 8 ml belirtilen konsantrasyonlarda ve pH da hazırlanmış boya çözeltisi, 1ml 24.4 U/ml enzim aktivitesine sahip lakkaz enzimi, aracı olarak 1 ml vanilin ilave edilmiştir ve inkübasyon süresi ve sıcaklığı 30 dk ve 35 °C’de sabit tutulmuştur.

Sonuçlar 525 nm (Reaktif Red 198 için) ve 521 nm (Rem Red RR için) dalga boyunda spektrofotometrede okunmuştur. Kontrol grubu olarak diğer koşullar sabit tutulup enzim yerine denatüre enzim ve boya çözeltisi kullanılmıştır.

3.2.4.1.4. Enzim Miktarının Enzimatik Dekolorizasyona Etkisi

Enzim miktarının enzimatik dekolorizasyona etkisini belirlemek amacıyla 0.5-4 ml arasında değişen miktarlarda ve 24,4 U/ml aktivitede enzim kullanılmıştır. Çalışma koşulları pH 5, 50 mg/l başlangıç boya konsantrasyonu, inkübasyon süresi 30 dk ve inkübasyon sıcaklığı 35°C’ dir. Sonuçlar 525 nm (Reaktif Red 198 için) ve 521 nm (Rem Red RR için) dalga boyunda spektrofotometrede okunmuştur. Kontrol grubu olarak diğer koşullar sabit tutulup enzim yerine denatüre enzim ve boya çözeltisi kullanılmıştır.

3.2.4.1.5. Ortam Sıcaklığının Enzimatik Dekolorizasyona Etkisi

Ortam sıcaklığının enzimatik dekolorizasyona etkisini belirlemek için 20-70 °C arası sıcaklıklar denenmiştir. Diğer çalışma koşulları pH 5, 50 mg/l boya konsantrasyonu, 1 ml 25,3 U/ml aktiviteye sahip enzim ve inkübasyon süresi 30 dk’ dır.

Sonuçlar 525 nm (Reaktif Red 198 için) ve 521 nm (Rem Red RR için) dalga boyunda spektrofotometrede okunmuştur. Kontrol grubu olarak diğer koşullar sabit tutulup enzim yerine denatüre enzim ve boya çözeltisi kullanılmıştır.

3.2.4.1.6. Đnkübasyon Süresinin Enzimatik Dekolorizasyona Etkisi

Đnkübasyon süresinin enzimatik dekolorizasyona etkisini belirlemek amacıyla 5.-15-30-45-60-120 dk ve 12 - 24 saatler denenmiştir. Daha önce belirlenen parametreler sabit tutularak denemeler yapılmıştır. Çalışma koşulları pH 5, 50 mg/l başlangıç boya konsantrasyonu, 1ml 25,3 U/ml enzim aktivitesine sahip enzim ve inkübasyon sıcaklığı 30 °C’ dir. Sonuçlar 525 nm (Reaktif Red 198 için) ve 521 nm (Rem Red RR için) dalga boyunda spektrofotometrede okunmuştur. Kontrol grubu olarak diğer koşullar sabit tutulup enzim yerine denatüre enzim ve boya çözeltisi kullanılmıştır.

3.2.4.1.7. Aracı miktarının enzimatik dekolorizasyona etkisi

Bu çalışmada aracı miktarının enzimatik dekolorizasyona etkisini belirlemek amacı ile aracı konsantrasyonunda belirlenen optimum değerde 05-3 ml arasında miktarla çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar uygun absorbans değerlerinde spektrofotometre cihazında okunmuştur.

Tüm optimizasyon çalışmaları bir birinden bağımsız ve en az 3 tekrarlı olarak yapılmıştır. Elde edilen çalışma sonuçları bu tekrarlı denemelerin ortalama değerleri olarak hesaplanmıştır.