2026 yılı bölümümüz yayınları
Ormosil hybrid coatings as a sustainable antibiofouling solution for microalgae cultivation in tubular photobioreactors
Bu çalışma, mikroalg yetiştiriciliğinde kullanılan tübüler fotobiyoreaktörlerde (PBR) biyofilm oluşumunu azaltmaya yönelik etkili bir antifouling strateji olarak sitrik asit–APTES (Ormosil) kaplamalarının potansiyelini ortaya koymuştur. Test edilen kaplamalar arasında CApTES2.7, havada süperhidrofilik ve su altında süperoleofobik davranış sergileyerek, kaplanmamış cam yüzeylere kıyasla Chlorella vulgaris hücrelerinin yüzeye tutunmasını anlamlı düzeyde azaltmıştır.
Işık geçirgenliği deneyleri ve mikroskobik analizler, kaplanmış yüzeylerde biyofilm birikiminin yüzde elliden fazla azaldığını ve bu sayede reaktör içerisinde optik açıklığın büyük ölçüde korunduğunu göstermiştir. Termodinamik yaklaşımlar ile DLVO ve XDLVO teorilerine dayalı modelleme çalışmaları da bu deneysel bulguları desteklemiş; Ormosil kaplı yüzeylerde alg hücreleri için daha düşük adezyon enerjileri hesaplanmış ve bu durum kaplamaların yüksek antifouling performansı ile tutarlı bulunmuştur.
CApTES2.7 kaplamasının tübüler PBR sistemlerinde uygulanması sonucunda, kaplanmamış sistemlere kıyasla ışık geçirgenliğinde yüzde 54,5 oranında artış sağlanmış ve mikroalg büyümesi için mevcut fotonik ortam önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Ayrıca, kaplanmış reaktörlerde yetiştirme döngüleri arasında kimyasal temizliğe ihtiyaç duyulmaması, büyük ölçekli sistemlerde işletme maliyetlerinin ve su tüketiminin azaltılmasına yönelik önemli bir potansiyele işaret etmektedir.
Sonuç olarak, bu çalışma, endüstriyel fotobiyoreaktörlerde biyofilm kaynaklı ışık zayıflamasını ortadan kaldırmaya yönelik çevre dostu ve sürdürülebilir bir yaklaşım sunmaktadır. Ormosil bazlı kaplamalar, PBR sistemlerinin hizmet ömrünü uzatmakla kalmamakta; aynı zamanda biyoyakıt, biyoplastik ve yüksek katma değerli biyomolekül üretimine yönelik mikroalg tabanlı biyoproseslerin ekonomik uygulanabilirliğini de önemli ölçüde artırmaktadır.
Effects of cultivation temperature on protein production of selected Spirulina strains under photobioreactor conditions
Spirulina, yüksek protein içeriği ve protein kalitesi nedeniyle gıda takviyesi uygulamalarında endüstriyel ölçekte yetiştirilmektedir. Bu çalışmada, dış ortam uygulamalarına yönelik olarak farklı sıcaklık koşulları ve kültür yaşı boyunca sürekli yüksek besin değerine sahip suşların belirlenmesi amacıyla, standartlaştırılmış kabarcık kolon fotobiyoreaktör koşulları altında yaygın olarak erişilebilir ve protein açısından zengin Spirulina suşlarının üretkenliği üzerindeki yetiştirme sıcaklığının etkisi değerlendirilmiştir. İlk aşamada beş suş 30 °C’de protein içeriği bakımından incelenmiş, kuru biyokütle bazında ≥%60 protein içeriğine sahip üç suş 25 °C, 35 °C ve 40 °C’de yetiştirilmek üzere seçilmiştir. Protein içeriği değişimleri belirlemek amacıyla günlük olarak ölçülmüş, protein kalitesi ise logaritmik ve durağan büyüme fazlarında değerlendirilmiştir. Ayrıca toksik ağır metal biyobirikim potansiyelini belirlemek amacıyla metal içeriği analiz edilmiştir.
Optimum sıcaklık olarak belirlenen 35 °C’de suşların biyokütle üretkenlikleri birbirine benzer bulunmuştur. Buna karşılık, protein içerikleri sıcaklığa ve suşa yüksek derecede bağımlı olarak değişkenlik göstermiştir. Aynı proses koşulları altında, suşa bağlı olarak, yetiştirme süreci boyunca yaklaşık %65 civarında görece kararlı bir protein içeriği veya %30 ile %70 arasında geniş bir değişim aralığı gözlenmiştir. 40 °C’de yapılan yetiştirme biyokütle üretkenliğini düşürürken protein içeriğini etkilememiş; 25 °C’deki yetiştirme ise hem biyokütle üretkenliğini hem de protein içeriğini azaltmıştır. S. platensis UTEX 2340 suşu, daha yüksek kümülatif esansiyel amino asit içeriği ve esansiyel amino asit indeksi değerleri ile yansıtıldığı üzere, sürekli olarak en yüksek protein kalitesini sergilemiştir. Bununla birlikte, 35 °C koşullarında bu suşta gıda takviyeleri için belirlenen güvenlik sınırlarını aşan cıva içeriği tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular, Spirulina bazlı ürünlerin besin değerinin korunmasında suş seçimi ve yetiştirme sıcaklığının kritik rolünü ortaya koymaktadır.
Microplastic Pollution and Risk Evaluation in the Gediz River
Mikroplastikler (MP’ler), çapı 5 mm’den küçük olan parçacıklar olup daha büyük plastiklerin parçalanması yoluyla sucul ekosisteme girerler. Dayanıklılıkları ve yüzebilirlikleri nedeniyle çevresel ortamlarda uzun süreler boyunca birikebilirler. Bu çalışmada, İzmir Körfezi’ne dökülen kentsel bir nehir olan Gediz Nehri’nde, farklı MP türleri için kirlilik düzeylerindeki mevsimsel değişimlerin oluşturduğu riskleri ortaya koymak amacıyla, kuru ve yağışlı mevsimler için hesaplanan Kirlilik Yük İndeksi (PLI) ve Polimer Tehlike İndeksi (PHI) kullanılarak beş farklı istasyonda MP risk değerlendirmesi yapılmıştır. Sonuçlar, MP’lerin bölgede yaygın olduğunu ve 13–211 parçacık/L arasında değiştiğini göstermiştir. Kuru mevsimde ortalama parçacık sayısı 67±57 iken, yağışlı mevsimde bu değer 50±37’ye düşmüştür. En yaygın polimer türü %62,4 ile polipropilen olup, bunu polietilen ve polietilen tereftalat (%8,3 ve %7,01) izlemiştir. En bol bulunan MP şekilleri ise %47,1 ile parçacıklar (fragmentler) ve %38,5 ile liflerdir. Kuru mevsimde PLI değerleri 0,99 ile 2,44 arasında değişirken, yağışlı dönemde bu değerler 1,08 ile 2,11 arasında bulunmuştur. Ayrıca, her istasyonda tespit edilen MP türleri için PHI değerleri 3,81 ile 7,91 arasında değişmiştir. Elde edilen sonuçlar, Gediz Nehri’nin İzmir Körfezi için önemli bir MP kaynağı olduğunu ve genel ekolojik durumu açısından ciddi bir tehlike oluşturduğunu göstermektedir.