EN
TR
Python Tabanlı Bulanık Mantık Modeli ile Rumen Fungal Ksilanaz Enzim Aktivitesinin Tahmini: Mikrobiyal Üretim Koşullarının Analizi
Öz
Rumen fungal enzim ailesine ait olan ksilanaz enzimi, lignoselülozik yapının parçalanmasında önemli bir rol oynamaktadır. Ayrıca, bu enzim günümüzde çeşitli canlı gruplarından izole edilerek endüstriyel alanda etkin bir şekilde kullanılmaktadır. Ancak enzim aktivitesinin çevresel koşullara duyarlılığı, optimum üretim ve uygulama koşullarının belirlenmesini zorlaştırmakta ve bu noktada hesaplamalı yaklaşımlara olan ihtiyaç artmaktadır. Bu çalışmada, ksilanaz enziminin aktivitesini tahmin etmek ve modellemek amacıyla yapay zekâ destekli bir yaklaşım benimsenmiş; bu bağlamda, veri analizi ve algoritmik modelleme açısından geniş olanaklar sunan Python programlama dili tercih edilmiştir. Çalışmada proglama dilinin ayırtılı bir şekilde verilmesi başka bir ifade ile verilen komutların görevlerinin açıklanması gelecekte yapilacak olan rumen mikrobiyal temmelli enzim analizlerinin daha iyi bir sekilde anlaşılması hedeflenmiştir. Python’un bilimsel hesaplamalara yönelik güçlü kütüphaneleri (örneğin NumPy, Pandas, Scikit-Fuzzy, Matplotlib) aracılığıyla, biyolojik sistemlerin belirsiz ve doğrusal olmayan doğasını modellemeye elverişli bir yöntem olan bulanık mantık yaklaşımı uygulanmıştır. Modelleme sürecinde, ksilanaz enziminin aktivitesini etkileyen temel çevresel parametreler olarak sıcaklık, pH ve substrat konsantrasyonu seçilmiştir. Bu değişkenler, klasik keskin sınırlarla tanımlanmak yerine, bulanık kümeler aracılığıyla "düşük", "orta" ve "yüksek" olarak sınıflandırılmıştır. Belirlenen üyelik fonksiyonları yardımıyla, sistemin bu parametrelere karşı verdiği tepkiler bulanık mantık kuralları doğrultusunda analiz edilmiştir. Böylece, yalnızca optimum koşulları değil, aynı zamanda sınır koşullarındaki varyasyonları da değerlendirebilen esnek bir model ortaya konmuştur. Sonuç olarak, Python destekli bulanık mantık modeli sayesinde, ksilanaz enziminin farklı çevresel koşullardaki aktivite düzeyleri başarıyla öngörülmüş; bu enzimin optimal etkinlik gösterdiği pH aralığının 5.5-6.5, sıcaklık aralığının 50-60 °C ve substrat konsantrasyonunun yaklaşık 5 U/mL aralığında olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlar literatür ile karşılaştırıldığında bulanık mantığın, mikrobiyal enzim üretim süreçlerinin dijitalleştirilmesi ve optimizasyonunda alternatif bir yol olarak kullanılabileceği önerilmiştir. Elde edilen bulgular, biyoteknolojik süreçlerin modellenmesinde bulanık mantığın, özellikle biyolojik verilerin doğasında bulunan belirsizlikleri anlamlandırma noktasında önemli bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Badar, M., Ahmad, I., Mir, A. A., Ahmed, S., and Waqas, A. (2022). An autonomous hybrid DC microgrid with ANN-fuzzy and adaptive terminal sliding mode multi-level control structure. Control Engineering Practice, 121, 105036.
- Cai, S., Li, J., Hu, F. Z., Zhang, K., Luo, Y., Janto, B., ... & Dong, X. (2010). Cellulosilyticum ruminicola, a newly described rumen bacterium that possesses redundant fibrolytic-protein-encoding genes and degrades lignocellulose with multiple carbohydrate-borne fibrolytic enzymes. Applied and environmental microbiology, 76(12), 3818-3824.
- Çalışkan, R., Yağcı, S., & Kocabaş, D. S. (2014). Lignoselülozik biyokütlenin ekstrüzyon ile ön işlemi ve enzimatik yolla ksilooligosakkarit üretimi. Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Dergisi, 1(1), 156-171.
- Cao, S., Zeng, Y., Yang, S., and Cao, S. (2021). Research on Python data visualization technology. In Journal of physics: Conference series (Vol. 1757, No. 1, p. 012122). IOP Publishing.
- Chuensiri, S., Katchasuwanmanee, K., Wisessint, A., Jotisankasa, A., Soralump, C., Siriyakorn, V., ... and Sanposh, P. (2024). Implementation of Adaptive Network-Based Fuzzy Inference for Hybrid Ground Source Heat Pump. IEEE Access.
- Comlekcıoglu, U., FC, Y., Keser, S., BM, K., Battaloglu, G., & Ozkose, E. (2012). Neocallimastix sp. ve Orpinomyces sp.’nin Enzim Üretimleri Üzerine Karbon Kaynaklarının Etkisi. Kafkas Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, 18(5).
- Daole, M., Schiavo, A., Bárcena, J. L. C., Ducange, P., Marcelloni, F., and Renda, A. (2023). OpenFL-XAI: Federated learning of explainable artificial intelligence models in Python. SoftwareX, 23, 101505.
- Daway, H. G., Daway, E. G., and Kareem, H. H. (2020). Colour image enhancement by fuzzy logic based on sigmoid membership function. International Journal of Intelligent Engineering and Systems, 13(5), 238-246.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Veteriner Bilimleri (Diğer)
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
30 Nisan 2025
Gönderilme Tarihi
12 Şubat 2025
Kabul Tarihi
23 Nisan 2025
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2025 Cilt: 16 Sayı: 1
APA
Yücel, H., & Ekinci, K. (2025). Python Tabanlı Bulanık Mantık Modeli ile Rumen Fungal Ksilanaz Enzim Aktivitesinin Tahmini: Mikrobiyal Üretim Koşullarının Analizi. Mantar Dergisi, 16(1), 71-80. https://doi.org/10.30708/mantar.1638343
AMA
1.Yücel H, Ekinci K. Python Tabanlı Bulanık Mantık Modeli ile Rumen Fungal Ksilanaz Enzim Aktivitesinin Tahmini: Mikrobiyal Üretim Koşullarının Analizi. Değerlendirme süreci. 2025;16(1):71-80. doi:10.30708/mantar.1638343
Chicago
Yücel, Halit, ve Kübra Ekinci. 2025. “Python Tabanlı Bulanık Mantık Modeli ile Rumen Fungal Ksilanaz Enzim Aktivitesinin Tahmini: Mikrobiyal Üretim Koşullarının Analizi”. Mantar Dergisi 16 (1): 71-80. https://doi.org/10.30708/mantar.1638343.
EndNote
Yücel H, Ekinci K (01 Nisan 2025) Python Tabanlı Bulanık Mantık Modeli ile Rumen Fungal Ksilanaz Enzim Aktivitesinin Tahmini: Mikrobiyal Üretim Koşullarının Analizi. Mantar Dergisi 16 1 71–80.
IEEE
[1]H. Yücel ve K. Ekinci, “Python Tabanlı Bulanık Mantık Modeli ile Rumen Fungal Ksilanaz Enzim Aktivitesinin Tahmini: Mikrobiyal Üretim Koşullarının Analizi”, Değerlendirme süreci, c. 16, sy 1, ss. 71–80, Nis. 2025, doi: 10.30708/mantar.1638343.
ISNAD
Yücel, Halit - Ekinci, Kübra. “Python Tabanlı Bulanık Mantık Modeli ile Rumen Fungal Ksilanaz Enzim Aktivitesinin Tahmini: Mikrobiyal Üretim Koşullarının Analizi”. Mantar Dergisi 16/1 (01 Nisan 2025): 71-80. https://doi.org/10.30708/mantar.1638343.
JAMA
1.Yücel H, Ekinci K. Python Tabanlı Bulanık Mantık Modeli ile Rumen Fungal Ksilanaz Enzim Aktivitesinin Tahmini: Mikrobiyal Üretim Koşullarının Analizi. Değerlendirme süreci. 2025;16:71–80.
MLA
Yücel, Halit, ve Kübra Ekinci. “Python Tabanlı Bulanık Mantık Modeli ile Rumen Fungal Ksilanaz Enzim Aktivitesinin Tahmini: Mikrobiyal Üretim Koşullarının Analizi”. Mantar Dergisi, c. 16, sy 1, Nisan 2025, ss. 71-80, doi:10.30708/mantar.1638343.
Vancouver
1.Halit Yücel, Kübra Ekinci. Python Tabanlı Bulanık Mantık Modeli ile Rumen Fungal Ksilanaz Enzim Aktivitesinin Tahmini: Mikrobiyal Üretim Koşullarının Analizi. Değerlendirme süreci. 01 Nisan 2025;16(1):71-80. doi:10.30708/mantar.1638343
