Investigation of Growth Kinetics of Lactobacillus Brevis Microorganism by Response Surface Methodology (RSM)

Yıl 2013, Cilt: 18 Sayı: 1-2, 25 - 32, 01.06.2013

Aybek Yiğit Nahit Aktaş Tekin Şahan

Öz

Aim of this study is; to optimize the growth conditions of Lactobacillus Brevis a well-known bacteria culture together with developing technology in the industry by using Response Surface Methodology (RSM) and observe of growth kinetics. The scope of the study consists of two sections. In the first part, a suitable microorganism and its growth medium were determined. Also, the most important parameters influencing the growth rate were taken as pH, temperature (°C) and Cd ion concentration (mg/L) and the appropriate ranges of them were determined. In the second part, the specific growth rate was taken as response using Central Composite Design (CCD) within RSM and optimization of the parameters mentioned above has been studied. The optimum growth rate conditions of lactobacillus brevis were determined as pH 5.72, temperature 33.01 °C and Cd(II) concentration 34.01 mg/L, respectively. Under these optimum conditions, the maximum specific growth rate was calculated to be 0.0797 hour-1from the model equation. Furthermore, these results were confirmed by experiments. Keywords: Response Surface Methodology (RSM), Lactobacillus brevis, Central Composite Design (CCD), Optimization

Anahtar Kelimeler

Response Surface Methodology (RSM), Lactobacillus brevis

Lactobacillus Brevis Mikroorganizmasının Çoğalma Kinetiğinin Cevap Yüzeyi Yöntemi ile İncelenmesi

Öz

Bu çalışmada amaç gelişen teknolojiyle beraber endüstride iyi tanınan bakteri kültürlerinden Lactobacillus Brevis' in çoğalma koşullarını Cevap Yüzey Yöntemi (CYY) kullanarak optimize etmek ve çoğalma kinetiklerini araştırıp gözlemlemektir. Çalışma kapsamı 2 bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde; uygun mikroorganizma ve bu mikroorganizmanın büyüme ortamları belirlenmiştir. Ayrıca çoğalma hızını etkileyen en önemli parametreler; pH, sıcaklık (°C) ve Cd iyonu derişimi (mg/L) olarak alınmış ve bu parametrelerin uygun aralıkları tespit edilmiştir. İkinci bölümde; CYY içindeki merkezi kompozit tasarım (MKT) ile özgül çoğalma hızı yanıt olarak alınarak yukarıda bahsedilen parametrelerin optimizasyonu çalışılmıştır. Lactobacillus Brevis için en iyi özgün çoğalma hızı koşulları pH 5.72, sıcaklık 33.01°C ve Cd derişimi ise 34.01 mg/L olarak bulunmuştur. Bu optimum koşullar altında maksimum özgül çoğalma hızı 0.0797 1/saat olarak model eşitliğinden hesaplanmıştır. Ayrıca bu sonuç deneylerle doğrulanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Cevap Yüzey Yöntemi (CYY), Lactobasillus Brevis, Merkezi Kompozit Tasarım (MKT), Optimizasyon

Kaynakça

• Aktaş, N., 2003. Akıskan yatak biyofilm reaktörde (AYBR) peyniraltı atık suyunun arıtılması ve sistem performansının modellenmesi. Doktora tezi, Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Aktaş, N., 2005. Optimization of biopolymerization rate by response surface methodology Uslu,G,. 1999. Kurşun (II),Kadmiyum(II), Bakır (II) (RSM) , Enzyme and microbial technology 37: 441-447.
• Fredrickson, J., Zachara, J., Balkwill, D., 2004. Geomicrobiology of high-level nuclear waste contaminated vadose sediments at the Hanford site. Washington state.
• Johnson, M., Lucey, J., 2006. Major technological advances and trends in cheese. Journal of Dairy Science, 89 (4): 1174–8.
• Kanta., 2002. Bira bozulma bakteri ve hop direnç Lactobacillius brevis.Groningen Üniversitesi, Bölüm 1, S 5-6.
• Marcobal, A., Martinez Alvarez, P.J., Po, M.C, Munoz, R., & Moreno Arribas, M.V., 2006. Formation of biogenicanimes throught the industrial manufacture of red wine. J.Food Prot., 69, 391-396.
• Myers, R.H., Montgomery, D.C, 2002. Response Surface Methodology, Process and Product Optimization Using Designed Experiments. Second Edition.
• Özçelik, A., 1996. ‘‘Genel Mikrobiyoloji’’. Süleyman Demirel Üniv. Ziraat Fak. Isparta.
• Şahan, T., 2008. Atık sularda bulunan bazı ağır metallerin biyosorpsiyon ile uzaklastırılması ve biyosorpsiyon kosullarının optimizasyonu. (Doktora tezi), Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstütisi, Van. Optimization of removal conditions of copper ions from aqueous solutions by Trametes versicolor. Bioresource Technology, 101(12):4520-4526.