Yüksek fruktozlu şurup üretimi için Concanavalin A bağlı süper makro gözenekli kriyojellere inulinaz immobilizasyonu

Abstract

Bu çalışmada Aspergillus niger inulinaz enziminin immobilizasyonu için Concanavalin A (Con A) bağlı poli(etilen glikol dimetakrilat) [poli(EGDMA)] kriyojelleri kullanılmıştır. Bu amaçla, monolitik kriyojel kolon, monomer olarak EGDMA ve çapraz bağlayıcı olarak N-N'-metilen bisakrilamidin radikalik kriyokopolimerizasyonu ile hazırlanmıştır. Daha sonra Con A, glutaraldehit aktivasyonuyla poli(EGDMA) kriyojeline kovalent olarak bağlanmıştır. Kriyojellerin karakterizasyonu FTIR, SEM, EDX ve şişme çalışmalarıyla gerçekleştirilmiştir. Kriyojeller, opak, süngerimsi ve elastiktir. Poli(EGDMA) kriyojelleri oldukça yoğun gözenekli ve gözenek boyutları yaklaşık olarak 50 µm dir. Con A bağlı poli(EGDMA) kriyojelleri, sulu çözeltiden inulinaz enziminin adsorpsiyonu için kullanılmıştır. Con A bağlı poli(EGDMA) kriyojeline inulinaz adsorpsiyonu sürekli sistemde gerçekleştirilmiş ve adsorpsiyona pH, inulinaz derişimi, sıcaklık, iyonik şiddet ve akış hızının etkisi araştırılmıştır. Maksimum inulinaz adsorpsiyonu, 1.0 mg/mL inulinaz derişiminde ve pH 4.0 asetat tamponunda 27.85 mg/g kriyojel olarak hesaplanmıştır. İmmobilize inulinaz sürekli sistemde yüksek fruktozlu şurup hazırlanmasında etkili bir şekilde kullanılmıştır. İnulin, sürekli sistemde fruktoza dönüştürülmüş ve 5 dakikalık hidroliz sonunda fruktoz derişimi 0,23 mg/mL olarak bulunmuştur. Şurubun yüksek fruktoz içeriği ince tabaka kromatografisi ile gösterilmiştir.

In this study, Concanavalin A (Con A) attached poly(ethylene glycol dimethacrylate) [poly(EGDMA)] cryogels were used for immobilization of Aspergillus niger inulinase. For this purposes, the monolithic cryogel column was prepared by radical cryocopolymerization of EGDMA as a monomer and N,N'-methylene-bisacrylamide as a crosslinker. Then Con A was attached by covalent binding onto poly(EGDMA) cryogel via gluteraldehyde activation. Characterization of cryogels was performed by FTIR, SEM, EDX and swelling studies. Cryogels were opaque, sponge like and elastic. Poly (EGDMA) cryogels were highly porous and pore size is approximately 50 µm. Con A attached poly(EGDMA) cryogels was used in the adsorption of inulinase from aqueous solutions. Adsorption of inulinase on the Con A attached poly (EGDMA) cryogel was performed in continuous system and the effects of pH, inulinase concentration, temperature, ionic strength and flow rate on adsorption were investigated. The maximum amount of inulinase adsorption was calculated to be 27.85 mg/g cryogel at 1.0 mg/mL inulinase concentration and acetate buffer at pH 4.0. Immobilized inulinase was effectively used in continuous preparation of high fructose syrup. Inulin was converted to fructose at continuous system and the fructose concentration was found to be 0,23 mg/mL at the end of 5 minute of hydrolysis. High fructose content of the syrup was demonstrated by thin layer chromatography.