Havalandırma ve çalkalama hızının bacillus licheniformis UV-9 mutant ürünü olan alkalen proteaz üretimine etkisi

Effect of aeration and agitation rates on alkaline protease production by bacillus licheniformis UV-9 mutant

Abstract

Purpose: The aim of the present study was to investigate the most suitable value ofvolumetric mass transfer coefficient for the maximum yield of alkaline protease byB. licheniformis UV-9.Material and Methods: The effects of various aeration (0.5 to 2.5 vvm) and agitation rates (300-700 rpm) on cell growth, glucose consumption and protease production by B. licheniformis UV-9 were studied in a 2 L stirred tank bioreactor. Volumetric mass transfer coefficient values were measured by dynamics gassing-outtechniques at each aeration and agitation rate. Results and Conclusion: Maximum cell biomass (3.41 g/L) and protease yield(1270.20 PU/mL) were obtained at aeration rate of 2 vvm and agitation speed of 500rpm. Volumetric mass transfer coefficient and oxygen transfer rate were found tobe highly dependent on aeration and agitation rates. Their values in the fermentedbroth increased with the increase of aeration and/or agitation rates. However, thevalues of kinetic parameters were found maximum at 72 h-1 of volumetric masstransfer coefficient and 3.90 mol m-3 h-1 of oxygen transfer rate, correspondingto 2 vvm and 500 rpm. This correlation of volumetric mass transfer coefficientand yield coefficients would be used as an instructive tool in scale up process ofprotease production.

Özet

Amaç: Çalışmada B. licheniformis UV-9 tarafından üretilen alkalen proteazınyüksek düzeyde eldesi için, hacimsel kütle transferi katsayısının en uygun olduğudeğerlerin belirlenmesi amaçlanmıştır.Yöntemler: Farklı havalandırma (0.5-2.5 vvm) ve çalkalama (300-700 rpm)koşullarının hücre büyümesine, glukoz tüketimine ve proteaz üretimine olan etkisi2 L’lik biyoreaktörler kullanılarak incelenmiştir. Hacimsel kütle transfer katsayısıher bir havalandırma ve çalkalama koşulu için olmak üzere “dynamic gassing-out”tekniği kullanılarak ölçülmüştür.Bulgular ve Sonuç: En fazla hücre kütlesi (3.41 g/L) ve proteaz verimi (1270.20 PU/ mL) 2 vvm havalandırma ve 500 rpm çalkalama koşullarında elde edilmiştir. Haci- msel kütle transfer katsayısı ve oksijen aktarım hızının havalandırma ve çalkalamaya yüksek oranda bağlı olduğu bulunmuştur. Bu değerler fermente besi ortamındahavalandırma ve çalkalama hızlarının artması ile parallel olarak artmaktadır. Bununla birlikte, 2 vvm havalandırma ve 500 rpm çalkalama uygulandığında, kinetikparametreler, 72 h-1 hacimsel kütle transfer katsayısı ve 3.90 mol m-3 h-1 oksijenaktarım hızı olmak üzere en yüksek değere ulaşmaktadır. Hacimsel kütle transferkatsayısı ve verim katsayıları arasındaki bu ilişki proteaz üretiminin arttırılmasıişleminde öğretici olarak kullanılabilir.