Endüstriyel ve tarımsal atıkların biyoteknolojik olarak değerlendirilmesinde yeni bir yaklaşım

Abstract

Ill ÖZET Bu çalışmanın amacı, beyaz-çürükçül funguslar kullanılarak tarımsal ve endüstriyel atıkların biyolojik yıkımının ve değerlendirilmesinin test edilmesidir. Bu araştırmada tarımsal atık olarak pamuk sapı ve endüstriyel atık olarak zeytin yağı fabrikası atıksuyu (ZYFA) ve vinas kullanılmıştır. Pamuk sapı, pamuk hasadından sonra bir yan ürün olarak Türkiye'de yılda ortalama 700.000 ton oluşan bir tarımsal atıktır. Vinas alkol fabrikası atık suyudur. ZYFA, zeytin yetişen Akdeniz Ülkelerinde yılda yaklaşık 3.1 07 m3,ün üzerinde üretilen ve yüksek kirlilik potensiyeline sahip olan bir atıktır. Bu çalışmada ilk olarak, dört beyaz-çürükçül fungusun (C. versicolor, F. trogii, P. sajor- caju, P. chrysosporium) lignin giderim yetenekleri yan katı fermentesyon esnasında belirlenmiştir. Bu deneyler esnasında sentetik ve doğal kültür ortamları (ZYFA ve vinas) kullanılmıştır. En yüksek lignin giderimi P. chrysosporium ile %44 olarak %30'luk ZYFA kültür ortamında elde edilmiştir. Diğer yandan, bu fungusların hücre dışı enzim üretim aktiviteleri test edilmiş ve ligninaz, Mn-peroksidaz ve NADH-peroksidaz aktiviteleri saptanamamıştır. Fakat, C. versicolor, F. trogii ve P. sajor- caju yüksek lakkaz, selülaz, amilaz ve ksilanaz aktivitesi göstermiştir. P. chrysosporium ile ekstraselüler lakkaz aktivitesi belirlenememiştir fakat yüksek selülaz, amilaz ve ksilanaz aktiviteleri saptanmıştır.Aynı zamanda beyaz çürükçül fungusların lakkaz aktivitesi üzerine endüstriyel atıkların indükleyici etkileri olduğu belirlenmiştir. Bu beyaz çürükçül funguslar ile endüstriyel atıkların biyolojik yıkımı da test edilmiştir. Sonuçlarımız ZYFA ve vinasın beyaz çürükçül funguslarla inkübasyonu sonucu endüstriyel atıkların KOİ, fenol ve renk içeriğinde giderimler olduğunu ve yüksek bir lakkaz aktivitesinin oluştuğunu göstermektedir. Vinas kültür ortamındaki en yüksek KOİ giderimi F. trogii ile pamuk sapı ve vinas kültür ortamında (%30) % 62 olarak gözlenmiştir. En yüksek renk giderimi C. versicolor ile pamuk sapı ve vinas kültür ortamında (%10) %71 olarak saptanmıştır. ZYFA kültür ortamındaki en yüksek KOİ giderimi F. trogii ile pamuk sapı ve ZYFA kültür ortamında (%30) %51 olarak gözlenmiştir. En yüksek fenol giderimi C. versicolor ile pamuk sapı eklenmemiş ZYFA kültür ortamında (%30) %96 giderim olarak saptanmıştır. En yüksek renk giderimi P. chrysosporium ile pamuk sapı ve ZYFA kültür ortamında (%20) %58 olarak saptanmıştır. Anahtar Kelimeler. Lignin Giderimi, Lakkaz, Selülaz, Ksilanaz, KOİ giderimi, Fenol giderimi, Renk Giderimi, Pamuk Sapı, Zeytin Yağı Fabrikası Atıksuyu, Vinas

SUMMARY The aim of this study was to test the biodegradation and evaluating the agricultural and industrial wastes with white rot fungi. In this research cotton stalk, agricultural and industrial wastes vinasse and olive oil mill wastewaters (OOMW) were used. Cotton stalk is a by-product of cotton cultivation and is available at around 700.000 tons, annually in Türkiye. Vinasse is a waste water of alcohol production plant. OOMW has high pollution potential and annual OOMW production in the meditterranean olive- growing countries is estimated to be over 3. 107 m3. First of all in this study the lignin degradation capacity of four white rot fungi (Coriolus versicolor, Funalia trogii, Pleurotus sajor-caju, Phanerochaete chrysosporium) was determined during the semi solid-state fermentation. During these experiments, synthetic and natural culture media such as OOMW and vinasse were used. P. chrysosporium showed the highest lignin degradation capacity with 44% in OOMW medium (30%). On the other hand, extracelullar enzyme production activities of these fungi were tested and no ligninase, Mn- peroxidase and NADH-peroxidase activities were determined. But, C. versicolor, F. trogii and P. sajor- caju exhibited high laccase, cellulase, amylase and xylanase activities. P. chrysosporium had no extracellular laccase activity. P. chrysosporium showed high cellulase, amylase and xylanase activities. Also, inducible effect of these two industrial wastes on laccase activity of white rot fungi were determined. Biotechnological degradation of industrial wastes with these white rot fungi was also tested. Our result showed that incubation of OOMW and vinasse with white rot w fungi reduced COD, phenol and color contents of industrial wastes and caused high laccase activities. F. trogii showed the highest 62% COD removal ability in cotton stalk and vinasse culture medium (30%). Highest 71% color removal was obtained C. versicolor in cotton stalk and vinasse culture medium (10%). F. trogii showed the highest 51% COD removal ability in cotton stalk and OOMW culture medium (30%). Highest 96% phenol removal was obtained with C. versicolor in OOMW culture medium (30%) without cotton stalk. Highest 58% color removal was obtained with P. chrysosporium in cotton stalk and OOMW culture medium (20%). Key Words: Lignin Degradation, Laccase, Cellulase, Xylanase, COD Removal, Phenol Removal, Color Removal, Cotton Stalk, Olive Oil Mill Wastewater, Vinasse