Bazı biyoteknolojik uygulamalar için bakteriyal levan üretimi ve optimizasyonu

Abstract

Levan, birçok mikroorganizma tarafından üretilebilen ekzopolisakkarit fruktan polimeridir. Film oluşturma yeteneği, esneklik, yenilenebilirlik, biyouyumluluk, biyolojik olarak parçalanabilirlik gibi özellikleriyle biyoteknolojik uygulamaları önem kazanmıştır. Bu çalışmada, 5 farklı bakteri izolatının levan üretimi %5 sükroz ilaveli Nutrient Broth (NB) besiyerinde gerçekleştirilmiştir. Üretilen levanın biyopolimer yapısı şeker testi ve NMR, FTIR analizleri ile karakterize edilmiştir. En yüksek levan üretimi Brachybacterium nesterenkovii NY-3 (2,806 g/L) bakteri izolatından elde edilmiş olup levan üretim optimizasyonuna bu izolatla devam edilmiştir. B. nesterenkovii NY-3 tarafından üretilen levanın antibakteriyal kumaş ve antifungal film koruyucu olarak kullanım potansiyeli belirlenmiştir. %20 (v/v) levan içeren boya örnekleri 7., 14. ve 21. gün periyotların da fungal büyümeyi engellemiş olup antifungal film koruyucu etkinliği tanımlanmıştır. %65 pamuk- %35 polyester yapısındaki levan ile muamele edilip kurutulan kumaş örneklerinin antibakteriyal etkinliği agar plaka ve kantitatif test yöntemleri ile belirlenmiştir. %20 (v/v) ve %10 (v/v) levan ile muamele edilen kumaşlar S. aureus ATCC 6538 karşı antibakteriyal aktivite gösterirken, levan ile muamele edilmiş kumaşların hiçbiri K. pneumoniae ATCC karşı antimiktobiyal aktivite göstermemiştir.

Levan is an exopolysaccharide fructan polymer that can be produced by many microorganisms. Its biotechnological applications have gained importance with its features such as film formation ability, flexibility, renewability, biocompatibility and biodegradability. In this study, levan production of 5 different bacterial isolates was carried out in Nutrient Broth (NB) medium supplemented with 5% sucrose. The biopolymer structure of the produced levan was characterized by sugar test, NMR and FTIR analyses. The highest levan production was obtained from the bacterial isolate Brachybacterium nesterenkovii NY-3 (2.806 g/L) and levan production optimization continued with this isolate. The antibacterial activity of the levan produced by B. nesterenkovii NY-3 was determined the by the potantial of levan for use as a antimicrobial fabric and antifungal film preservative. Paint samples containing 20% (v/v) levan inhibited fungal growth on the 7th, 14th, and 21st days, and its antifungal film preservative effect was defined. The antibacterial activity of 65% cotton- 35% polyester fabric samples impregnated with levan and dried were determined by quantitative test methods and agar plate. Fabrics treated with 20% (v/v) and 10% (v/v) levan showed antibacterial activity against S. aureus ATCC 6538, while none of the fabrics treated with levan showed antimicrobial activity against K. pneumoniae ATCC 4352.