Simultaneous Optimization of Protease and Biopesticide Productions: A Case Study with Industrial Perspective

Proteaz ve Biyopestisit Üretimlerinin Eşzamanlı Optimizasyonu: Endüstriyel Bakış Açısında Bir Durum Çalışması

Abstract

Bacillus sphaericus is a biopesticide that is highly effective for the control of mosquitos under harsh conditions such as polluted areas and UV light. In addition to its bioactivity, it produces proteases. In this present study, the composition of media comprising corn steep liquor (CSL) and molasses was optimised using response surface methodology (RSM) with a central composite design (CCD). Four different scenarios were arranged involving sole biopesticide and protease optimization (Scenarios 1 and 2), biopesticide optimization with protease as a by-product (Scenario 3) and protease optimization with biopesticide as a by-product (Scenario 4). The optimization of the simultaneous production of biopesticide and protease was not satisfactory to obtain large amounts of both products; however, when the production aim was a sole production with a by-product, optimal working conditions could be achieved. Also, according to industrial view, Scenario 1 is the only possible process for large scale systems.

Özet

Bacillus sphaericus biyopestisit olup, kirli alanlar ve UV ışık altı gibi zorlu koşullarda bile böcekler üzerinde yüksek etkiye sahiptir. Bu biyoaktivitesiyle beraber, proteaz enzimi de üretir. Bu çalışmada, mısır ıslatma şurubu (MIS) ve melastan oluşan ortam bileşenlerinin yüzey yanıt yönteminden (YYY) merkezi birleşik dizayn ile optimize edilmesi çalışılmıştır. Optimizasyon, dört farklı senaryo üzerinden yapılmıştır. Bunlar, sadece biyopesitisitin ve proteazın optimizasyonu (Senaryo 1 ve 2), proteazın yan ürün olduğu biyopesitist optimizasyonu (Senaryo 3) ve biyopesitisitin yan ürün olduğu proteaz optimizasyonu (Senaryo 4). Eşzamanlı optimizasyonlar, yüksek miktarlarda ürünlerin elde edilmesinde başarılı sonuçlar vermemiştir. Ancak, üretim hedefi yan ürünlü üretim şeklinde olursa, en uygun üretim koşullarına ulaşılabilir. Aynı zamanda, endüstriyel bakış açısıyla incelenecek olursa, Senaryo 1, büyük ölçekli üretim sistemi açısından uygulanabilir tek üretim yoludur.