Buğday sapından nanoselüloz üretiminde farklı enzimatik ön muamele işlemlerinin etkisi

Enzimatik ön muamele işlemleri sonrasında gerçekleştirilen HPLC analizleri; artan enzim konsantrasyonlarında yapıdan daha fazla miktarda karbonhidratın uzaklaştırıldığını ve yüksek basınç altında gerçekleştirilen homojenizasyon sonrasında alınan SEM görüntüleri liflerin CNF üretiminde homojen bir şekilde nano boyuta indirgendiğini (ortalama 20-50 nm lif çapı) ortaya koymuştur.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯

Amaç & Hipotez:Kök, sap, saman, yaprak ve kabuk vb. gibi lignoselülozik hammadde kaynaklarından elde edilebilen nanoselüloz, kullanım potansiyeli ile orman ürünleri alanında önemli bir malzemedir.

📊

Temel Bulgular & Veri:Tarımsal faaliyetler sonucu ortaya çıkar ve sahip olduğu fiziksel, kimyasal ve morfolojik özellikleri ile kullanıldığı nihai ürünlere olumlu etkiler sağlar.

💡

Sonuç & Katkı:Enzimatik ön muamele işlemleri sonrasında gerçekleştirilen HPLC analizleri; artan enzim konsantrasyonlarında yapıdan daha fazla miktarda karbonhidratın uzaklaştırıldığını ve yüksek basınç altında gerçekleştirilen homojenizasyon sonrasında alınan SEM görüntüleri liflerin CNF üretiminde homojen bir şekilde nano boyuta indirgendiğini (ortalama 20-50 nm lif çapı) ortaya koymuştur.

🔬Tür:Literatür & Derleme Çalışması

📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem

⚙️Değişkenler:buğday sapı · ön muamele · enzimatik hidroliz

Özet

Kök, sap, saman, yaprak ve kabuk vb. gibi lignoselülozik hammadde kaynaklarından elde edilebilen nanoselüloz, kullanım potansiyeli ile orman ürünleri alanında önemli bir malzemedir. Tarımsal faaliyetler sonucu ortaya çıkar ve sahip olduğu fiziksel, kimyasal ve morfolojik özellikleri ile kullanıldığı nihai ürünlere olumlu etkiler sağlar. Literatürde nanoselüloz üretim yöntemi olarak sıklıkla kullanılan alkali veya asidik üretim yöntemine nazaran enzimatik hidroliz yöntemi daha az araştırılmıştır. Genel olarak, enzimatik hidroliz yoluyla nanoselüloz üretim süreçleri ile selüloz nanofibriller (CNF) üretilirken, enzimatik olmayan işlemler ile kristal nanoselülozlar (CNC) üretilmektedir. Bu çalışmada ilk kez buğday sapından elde edilen soda-NaBH4 ağartılmış kağıt hamuru liflerine iki farklı enzimatik ön muamele (hemiselülaz Pulpzyme HC 2500 ve selülaz Celluclast 1.5 L ticari enzimleri) ve ardından gerçekleştirilen homojenizasyon işlemi ile CNF elde edilmiş, homojenizasyon işlemi sonrası elde edilen CNF’ nin kimyasal, morfolojik, termal ve reolojik özelliklerindeki değişimler incelenmiştir. Enzimatik ön muamele işlemleri sonrasında gerçekleştirilen HPLC analizleri; artan enzim konsantrasyonlarında yapıdan daha fazla miktarda karbonhidratın uzaklaştırıldığını ve yüksek basınç altında gerçekleştirilen homojenizasyon sonrasında alınan SEM görüntüleri liflerin CNF üretiminde homojen bir şekilde nano boyuta indirgendiğini (ortalama 20-50 nm lif çapı) ortaya koymuştur.

Anahtar kelimeler

buğday sapı ön muamele enzimatik hidroliz cnf homojenizasyon

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

SERTKAYA, S., ARSLAN, R., TOZLUOĞLU, A., FİDAN, H., EROL, Ö., ÜNAL, H. İ., CANDAN, Z. (2023). Buğday sapından nanoselüloz üretiminde farklı enzimatik ön muamele işlemlerinin etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 38 - Sayı: 4, 2055–2068. https://ajindex.com/articles/886058

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

Yeni Sekmede Aç ↗

↗Yeni Sekme

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (13)

Yıldırım N., Nanoteknoloji ve Geleceğin Çevreci Polimeri Nanoselüloz, Ormancılık Araştırma Dergisi, 5(2), 185-195, 2018
Güven O., Monteiro SN., Mourac EAB., Drelich JW., Re-emerging field of lignocellulosic fiber-polymer composites and ionizing radiation technology in their formulation, Polymer Reviews, 56(4), 702-736, 2016
GEA Company. Doğa, yenilenemeyen malzemelere yeşil bir alternatif sunmaktadır. https://www.gea.com/tr/stories/nanocellulose.jsp. Yayın tarihi Aralık 13, 2016. Erişim tarihi Aralık 13, 2016
Bilek S., Yalçın Melikoğlu A., Cesur S., Tarımsal Atıklardan Selüloz Nanokristallerinin Eldesi, Karakteristik Özellikleri ve Uygulama Alanları, Akademik Gıda, 17(1), 140-148, 2019
Ribeiro R.S., Pohlmann B.C., Calado V., Bojorge N., Pereira N., Production of nanocellulose by enzymatic hydrolysis: Trends and challenges, Engineering in Life Sciences, 19, 279-291, 2019
Poyraz B., Arslan R., Akıncı A., Tozluoğlu Modifiye nanoselülozun kimyasal ve morfolojik analizi, Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 1–9, 2018
Tozluoğlu A., Poyraz B., Candan Z., Yavuz M., Arslan R., Biofilms from micro/nanocellulose of NaBH4-modified kraft pulp, Bulletin of Materials Science, 40(4), 699–710, 2017
Sluiter, A., Hames, B., Ruiz, R., Scarlata, C., Sluiter, J., Templeton, D., NREL Biomass Program: Determination of Structural Carbohydrates and Lignin in Biomass, Biomass Analysis Technology Team, Laboratory Analytical Procedure 2004, Department of Energy, A.B.D., 2004
Barroca M. J. M. C., Marques P. J. T. S., Seco I. M., Castro J. A. A. M., Selectivity Studies of Oxygen and Chlorine Dioxide in the Pre-Delignification Stages of a Hardwood Pulp Bleaching Plant, Ind. Eng. Chem. Res., 40, 5680-5685, 2001
Linde M., Jakobson E-L., Galbe M., Zacchi G., Steam Pretreatment of Dilute H2SO4-Impregnated Wheat Straw and SSF With Low Yeast and Enzyme Loadings for Bioethanol Production, Biomass Bioenergy, 32, 326-332, 2008
Rajan K., Carrier D.J., Effect of Dilute Acid Pretreatment Conditions and Washing on the Production of Inhibitors and on Recovery of Sugars During Wheat Straw Enzymatic Hydrolysis, Biomass and Bioenergy, 62, 222-227, 2014
Marcos M., Garcia-Cubero M.T., Benito G.G., Coca M., Bolado S., Lucas S., Optimization of the Enzymatic Hydrolysis Conditions of Steam-Exploded Wheat Straw for Maximum Glucose and Xylose Recovery, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 88, 237-246, 2013
Fu D., Mazz