Düşük ranklı kömürlere mikroorganizma ve enzim etkisi Phanerochaete chrysosporium HRP: Horseradish peroxidase

Abstract

Kömürün biyolojik kökenli olması, yapısının parçalanması ya da depolimerize edilmesinde mikroorganizma ve enzimlerin kullanıldığı mikrobiyal yöntemlerin faydalı olacağını düşündürmektedir. Mikrobiyolojik yöntemlerle kömür işleme, daha az enerji gereksinimi, yüksek verimle çalışma, biyolojik reaksiyonların düşük sıcaklıkta (25-75°C) ve atmosfer basmcmda yürütülmesi açısından oldukça avantajlı görülmektedir. Bu çalışmada, düşük ranklı kömürlerin mikroorganizma (Phanerochaete chrysosporium) etkisiyle sıvılaştınlması ve elde edilen ürünlerin kimyasal yapılarının aydınlatılması amaçlanmıştır. Ayrıca linyitten ekstrakte edilen hümik asidlerin HRP {Horseradish peroxidase) enzimiyle depolimerizasyonu ve enzimatik etkinin yapıda meydana getirdiği değişimler incelenmiştir. Bu amaçla, Türkiye'nin farklı kömür bölgelerinden (Bolu-Himmetoğlu, Bursa-Kestelek, Konya-Ilgın, Kütahya-Seyitömer ve Muğla- Yatağan) alman linyit numuneleri nitrik asidle (8 M HNO3) kimyasal oksidasyon tabi tutulmuştur. Oksidlendirilmiş numuneler, petri kaplarında üretilen mikroorganizma ortamına konularak sıvılaştırılmıştır. Elde edilen sıvı ürünler santrüfüjlenerek çözelti ve çökelti kısımlarına ayrılmış ve kimyasal özellikleri UV- Vis, FTIR ve GC-MS teknikleriyle incelenmiştir, ikinci bölümde, Bolu-Himmetoğlu linyiti hidrojen peroksit (% 4 H2O2) ve nitrik asidle (% 30 HNO3) ayrı ayrı oksidlendirilmiş, oksidli numunelerden hümik asid ekstraksiyonu yapılmıştır. Ekstrakte edilen hümik asidler mikroorganizma etkisiyle sıvılaştırılmış ve ürünler UY-Vis, FTIR ve GC-MS teknikleriyle analiz edilmiştir. Üçüncü bölümde ise hümik asid numuneleri substrat olarak kullanılmış ve HRP enzimiyle reaksiyona sokulmuştur. Reaksiyon bitiminde çözeltiler santrüfüjlenerek çözelti ve çökelti fraksiyonlarına ayrılmış ve her bir fraksiyon FTIR spektoskopisiyle incelenmiştir. Mikroorganizmanın oksidlendirilmiş kömür numunesinde azot ve karbonil/karboksil gruplarına etki ettiği, oluşan sıvı ürünlerin suda tamamen çözünen aromatik yapılı bileşiklerin bir karışımı olduğu ve polar özellik taşıdığı tespit edilmiştir. Enzimle yapılan denemelerde ise enzimin yapıda depolimerizasyona yol açtığı en fazla etkinin ham linyitten ekstrakte edilen hümik asidlerde olduğu sonucuna varılmıştır. HRP enziminin hümik asit moleküllerinin oksidasyonuna ve yapıda çeşitli grupların oluşumuna yol açtığı belirlenmiştir.