Katalog

karbon elde edilir. Dengeye erişildiğinde tüm metabolizma ekzotermık bir özellik gösterir. Yükseltgenmereaksiyonlansonucu açığa çıkan enerji kısmen kimyasal sentez reaksiyonlarında kullanılır. Geriye kalan kısmı ortama ısı enerjisi olarak verilir. Bir kısmı da 'mekanik ve osmotik' işe dönüsür. Mikrobiyal metabolizma, birbirlerine baglı bir seri reaksiyon halkaları ve hücre içinde farklı yerlere dağılmış metabolik izler olarak düşünülebilir. Böyle bir metabolik yoldaki temel birim, bir enzim tarafından katalizlenen bir reaksiyondur. Tüm reaksiyonlar zincirinin izlediği yol, enzimlerin üretimini ayarlayarak veya enzimlerin faaliyetini hızlandırarak veya durdurarak mikroorganizmalar tarafından kontrol edilir. Mikrobiyal ürünlerin söz konusu olduğu hallerde endüstriyel amaç, toplam metabolizmanın bir bölümünü, belli bir biyokimyasal dönüşümü gerçeklestirmek için kullanmaktır. Bu da belli bir mikroorganizma türünün, arzu edilen nitelıklere sahip özel bir susunu seçerek ya da geliştırerek mikroorganizmamn yasaması için gerekli olan maddeleri onama ilave etmekle gerçekleştirilir. Eğer mümkiinse arzu edilen dönüşümü gerçeklejtirecek enzimlerin miktarını ve aktivitesini arttıracak ve istenilen ürünü parçalayıp yok edebilecek enzimleri durduracak önlemler alınır. Bu da ya reaksiyon karsunına (besi ortamına) uygun bazı kimyasal maddelerin ilavesi ya da genetik materyale müdahale ile yapılır. lanmaları fosil hammadde kaynaklarına bağımlılığı azaltır. Daha ucuz ve kolay bulunan hammaddeleri değerlendirirler. 2. Reaksiyonların çok ılımlı sıcaklık, basınç gibi ortamsal kosullarda gerçekleştirılebilmeleri enerji ve sabıt yatırım tasarrufu sağlar (etilen oksit üretimi). Üretim tesisleri basit, proses verimliliği yüksektir. 3. Birçok kez alışılagelmiş kimyasal sentez yolu ile üretilebilmesi mümkün olmayan ürünlerin bu yolla elde edilmesi mümkündür (penisilin, interferon, insülin). Özelîikle genetik mühendisliği teknikleri ile yeni prosesler gelistirilebilir. 4. Daha az tehlıkeli ve daha az çevresel kirliliğe neden olurlar. Bir üretim tesisinin iç görünüşü Sakıncalı yönlerl lar tarafından gerçeklestirilmiştir. Böylelikle Lamino asitlerden açilDL aminoasitlerin üretiminin masrafları % 40 düsürülebilmistir. Bu ekonomik kazanç, bu alandaki çalışmaları hızlandırmıştır. Bugün beş farklı şirket dört değisik immobilize enzim sistemini ve üç immobilize hücre sistemini endüstriyel olarak uygulamaktadır. ABD ve Japonya bajta olmak üzere bazı Batı ülkelerinde bu prosesler dısında sekiz sistem daha laboratuvarda başarı ile immobilize edilerek denenmij, fakat henüz üretim safhasına geçilmemiştir. Göruldüğü gibi immobilize edilerek denenmiş, fakat henüz üretim safhasına geçilmemistir. Göruldüğü gibi immobilize enzim ve hücre sistem leri çok iyi ve olumlu özellikleri olan endüstriyel üretim yolları olmakla beraber, bugün Batı ülkeleri için bile büyük masraflar eerektiren ve çok iyi değerlendirildikten sonra dikkatle ve acele etmeden uygulanan yöntemlerdir. Bugün için saflastınlmi} enzimlerin çok sayıda enzime ihtiyaç gösteren biyokimyasal dönüjümlerde ve anabolik reaksiyonların gerçeklestirilnKSİnde kullanılabifeciğini düşünmek pek gerçekçi olamaz. Çünkü teknık olarak mümkün olabilen hallerde dahi fermantasyon masraflarına ek olarak enzim izolasyonu, bazı hallerde immobilizasyon giderleri, saflastırılmış enzimin kullanılmasının potansiyel avantajları ile karsılastırdıp iyi değerlendirilmelidir. Bu üstünlüklerine karsılık bazı sakıncalı yönleri de mevcuttur. Bunlar arasında: 1. İleri düzeyde karmajık avırma ve saflaştırma ijlemleri şerektiren ürün karısımları elde edilmesi. 2. Sulu ortamlarda seyreltik çözeltilerle çalıjılıp düsük konsantrasvonlarda ürün elde edilmesi ve dolavısı ile çok miktarda sıvı ile çalışılması. 3. Biyolojik sistemlerin yabancı mikroorganizmalar tarafından kirlenmeye (kontaminasyona) duyarhlığı. Blaktom antibiyotiklsrinin başlangıç maddesi penisilini üreten Penicillium chysogenum küf mantarı. oksidaz, invertaz, laktaz, selülaz ve pektinaz olarak belirtilebilir. Enzimler klasik metodlarla farklı suşlann veya mutant mikrooreanizmaların fermantasyonu yolu ıle bazen indüksiyon metodlanndan da yararlanılarak üretilirler. Fakat son zamanlarda modern genetik mühendisliği yöntemleri ue mikroorganizmaların arzu edilen herhangi bir enzimi ajırı miktarlarda üretmeleri, bunları kültür ortamına salgılamaları Veya hücre içinde tutmalan sağlanmıştır. Enzimler hücre içi (intrasellüler) ve hücre dışı (ekstrasellüler) olarak ikiye ayrılırlar. Hücre tarafından dışarıya salgılanan enzimlerin izolasyonu ve saflastırılması hücre içi enzimlerden daha kolaydır. Birçok organizmada hücre içi enzimler kalın bir hücre duvarı ile korunurlar. Fakat son yıllarda, glukoz oksidaz, penisilin açilaz gibı birçok hücre içi enzimin de endüstriyel olarak üretilmesine bajlanmıstır. Genel olarak endüstriyel bir enzimin reaktörde üretilmesi nisbeten kolaydır. Yüksek verime esas engel ürünün kültür onamında ayrılmasıdır. Bu safhada enzim aktivitesinde % 50'ye varan kayıpların olabildiği görülür. Saflastırılmış enzimler çözünebilirlikleri yüksek moleküllerdir ve onları katalizör vazifesi gördükleri proseslerin ürünlerinden ayırmak çok güçtür. Aynı sekilde bu jartlar altında enzimlerin tekrar kullanılabilmeleri de mümkün olmaz. Bu güçlüğü yenmek için enzimleri ınert bir dayanak maddesine farklı yöntemlerle bağlayarak hareketsiz kılmak (immobilize etmek) yoluna gidilmiştir. Bir enzimin stabilizasyonunun zor olduğu, bir seri enzimin kullanıldığı veya aktivite için bir kofaktörün gerekli olduğu hallerde ise bütün hücrenin veya organellerin immobilizasyonu yoluna gidilir. immobilize enzimlerin ilk endüstriyel uygulaması 1969'da Japon 4. Biyolojik sistemlerin doeasında olan değişkenlik (genetik farklılıklar veya hammadde özelliklerınin değişimi). 5. Genetik mühendisliği teknikleri ile çalı;ıldığında, çevresel etki yönünden alınan önlemlerin enerji yoğun prosesler olması sayılabilir. Ancak bu zorlukları da yenmek için çalıjmalar sürdürülmektedir. 1300'den fazla enzim Biyokatalizör olarak canlı hücrelerin kendileri yerine bunlardan elde edilen enzimlerin kullanılması da biyoteknolojide oldukça yaygındır. Enzim ekstraktları, mikroorganizmalar gibi tarih boyunca kullanılmışlardır. Bugün 1300'ün üzerinde enzim bilinmektcdir ve hemen hemen hepsi laboratuvar sartlarında izole edilmişlerdir. Bunların 120 kadarı piyasadan temin edilebilmektedir. Fakat endüstriyel olarak büyük çapta Uretilen ve kullanılan enzimlerin sayısı halen 20'yi geçmemektedir. Bunlar genel olarak gıda sanayiinde (ekmek yapımında, bira ve sarap sanayiinde, hazır yemekler ve invert şurup üretiminde, süt ve ürünleri endüstrisinde, meyve ve sebze işlemede, et yumuşatmada ve şekerlemeyi önleme proseslerinde), tıpta (tanıda yardımcı madde olarak), ilaç sanayiinde (sindirime vardımcı maddeler, test kâğıdı, reaktif ve yara tedavisinde), tekstil endüstrisinde (haşıl maddeli olarak) ve temizlikte kullanılmaktadır. Ayrıca enzim elektrotları yapılarak analizde de kullanılabilirler. Enzimlerin endüsriyel bakımdan en önemlileri amilaz, lipaz, proteaz, glukoz Soframızda enzimler EKMEKKRAKERBİSKÜVt Amilaz iyi kabarma, gevreklik, gcç bayatlama Proteaz ET Proteaz yumuşatma Pepsidaz PEYNİR Renın mayalama, olgunlaştırma V * > Paz Proteaz MARGARtN Lipaz daha sağlıklı ve daha iyi kalite SÜTYOĞURTDONDURMA Laktaz iyi kalite, hazmı kolaylaştırma, dayanıklüık .Sülfhidroksidazlipaz ŞEKERREÇELMARMELAT İntervaz daha tatlandırma, kristallenmeyi önleme Galaktosidaz ÇAY Pektinaz kolay demlenme Selülaz TEREYAĞI Katalaz dayanıklılığı arttırma Glukoz Oksidaz MEYVE SUYUŞARAP Pektinaz durultma, berraklaştırma, Selülaz rcnk kararhlığı Amiloz Glukoz Oksidaz'Kataloz BtRA Amilaz meyşelemede Amiloglukosidaz KAĞIT PEÇETE Amilaz beyazlaşmada, odunun işlenmesinde ielüloz Lij^ninaz Fenol Oksidaz MASA ÖRTÜSÜ Amilaz tekstil haşıl maddesi Selülaz, temizlik maddesi Proteaz Dosya 6 (a) Eylül 1 9 9 0 ' Biyoproseslerin üstünlüğü Biyoproseslerin, alışılmıj kimyasal yöntemlere göre bazı üstünlükleri vardır. 1. Hammade olarak şekerler, odun ve organik atıklar gibi yenilebılir hammadde kaynakiarıru kul