In this study, the effects of bioprocess parameters on glucose isomeraseproduction by Bacillus thermoantarcticus (DSMZ 9572) were investigated. Forthis purpose, firstly, in laboratory scale shake-bioreactors, a defined mediumwas designed in terms of its carbon and nitrogen sources, to achieve thehighest glucose isomerase activity. Optimum concentrations of mediumcomponents were determined by a statistical approach, namely ResponseSurface Methodology (RSM). RSM defined the relationship between theresponse, glucose isomerase activity and the independent variables, mediumcomponents. The highest glucose isomerase volumetric activity was obtainedas 1630 U L-1 in the optimized medium containing 10.64 kg m-3 xylan, 5.66 kgm-3 yeast extract, 5.92 kg m-3 (NH4)2SO4, 0.25 kg m-3 MgSO4.7H2O, 0.001 kgm-3 FeSO4.7H2O, 0.001 kg m-3 ZnSO4.7H2O , 0.000075 kg m-3 MnSO4. H2O,and 0.00001 kg m-3 CuSO4.5H2O at conditions: pH0= 6.0, T=55°C, N=200min-1. Then by using the designed medium, pH and oxygen transfer conditionsof the bioprocess were investigated in 3.0 dm3 pilot scale bioreactor. The effectof pH was analyzed at pH=6 uncontrolled and controlled operations with thefollowing conditions: air inlet rate of Q0/VR=0.5 vvm and agitation rate ofN=500 min-1. The effects of oxygen transfer parameters were examined, atpH=6 controlled condition, at an air inlet rate of Q0/VR=0.5 vvm and theagitation rates of N=300,500,750 min-1. The variations in glucose isomeraseactivity, cell, amino acid and organic acid concentrations with the cellcultivation time, specific cell growth rate, the oxygen uptake rate, the liquidphase coefficient by using the dynamic method, maintenance coefficient foroxygen and yield coefficients were determined. The highest glucose isomerasevolumetric activity and cell concentration, 1838 U L-1 and 2.26 kg m-3 at the24th of the cell cultivation were attained at 0.5 vvm, 500 min-1 and pH=6uncontrolled operation.Keywords: Glucose isomerase, production, thermophilic Bacillus, responsesurface methodology (RSM), bioprocess operation parameters.

Bu çalısmada, Bacillus thermoantarcticus (DSMZ 9572) ile biyoproses isletimparametrelerinin glikoz izomeraz üretimine etkileri incelenmistir. Bu amaçla, ilkolarak, laboratuvar ölçekli biyoreaktörlerde, en yüksek glukoz izomerazaktivitesini saglayacak karbon ve azot kaynaklarının etkileri arastırılaraktanımlanmıs ortam tasarlanmıstır. En uygun ortam bilesenlerini belirlemekamacıyla, istastik bir yöntem olan Cevap Yüzey Metodu kullanılmıstır. CevapYüzey Metodu, bu çalısmada cevap olarak nitelendirilen glukoz izomerazaktivitesi ile bagımsız degiskenler olarak nitelendirilen ortam bilesenleriarasındaki iliskiyi tanımlamıstır. En yüksek glukoz izomeraz aktivitesi, 10.64 kgm-3 ksilan, 5.66 kg m-3 maya özütü, 5.92 kg m-3 (NH4)2SO4, 0.25 kg m-3MgSO4.7H2O, 0.001 kg m-3 FeSO4.7H2O, 0.001 kg m-3 ZnSO4.7H2O ,0.000075 kg m-3 MnSO4. H2O, and 0.00001 kg m-3 CuSO4.5H2O içeren ortamdave pH0= 6.0, T=55°C, N=200 min-1 kosullarında, 1630 U L-1 olarak elde elmistir.Daha sonraki asamada tasarlanmıs üretim ortamı kullanılarak, 3.0 dm3 hacimlipilot ölçekli biyoreaktörde, pH ve oksijen aktarımı kosulları incelenmistir. pH'ınetkisi, hava giris hızının Q0/VR=0.5 vvm ve karıstırma hızının N=500 min-1oldugu oksijen aktarım kosulunda, pH=6 kontrollü ve kontrolsüz isletimkosullarında incelenmistir. Oksijen aktarım etkileri, baslangıç pH'ının 6 oldugukontrollü pH isletim kosullarında hava giris hızının Q0/VR=0.5 vvm ve karıstırmahızının N=300,500,750 min-1 oldugu üç farklı kosulda incelenmistir. Glukozizomeraz aktivitesi, hücre, amino asit, organik asit konsantrasyonlarının kalmasüresi ile degisimi; dinamik yöntem kullanılarak , biyoprosesin büyüme evresisüresince , oksijen tüketim hızı ve sıvı faz kütle aktarım katsayısı; verim veyasam katsayıları belirlenmistir. En yüksek glukoz izomeraz aktivitesi ve hücrekonsantrasyonu, 0.5 vvm, 500 min-1, pH=6 kontrolsüz kosullarında,biyoprosesin 24. saatinde sırasıyla 1838 U L-1 ve 2.26 kg m-3 olarak eldeedilmistir.Anahtar Kelimeler: Glikoz izomeraz, üretim, termofilik Bacillus, cevap yüzeymetodu, biyoproses isletim kosulları.