In the present study, batch cultivation of S. cerevisiae with a substrate contains glucose as a carbon source has been performed and extracellular metabolites and intracellular storages were measured by using HPLC and FTIR spectroscopy, comparatively. Additionally, sequential batch fermentations with gradually increasing initial glucose concentrations were run to obtain ethanol tolerant S. cerevisiae. Comparative batch fermentations were applied with higher initial glucose concentrations (125 and 150 g/L) to evaluate metabolic response of wild and adapted S. cerevisiae strains in relation to ethanol productivity and carbohydrate storage. Ethanol titration, fermentation efficiency, and ethanol productivity were calculated for adapted S. cerevisiae and wild type of S. cerevisiae. The results showed that all these three parameters were higher for adapted cells. In addition to extracellular product, intracellular storages were also monitored along the fermentation period for determining yeast ethanol tolerance for both strains. The results showed that, maximum values for carbohydrate storages (trehalose and glycogen) were higher in adapted strains relatively to wild strains in both concentrated media (125, 150 g/L). Fermentation kinetics of glucose conversion in terms of extracellular products and intracellular storages were also calculated. Experimental results revealed that, adapted yeast with higher carbohydrate content displayed more ethanol tolerance with higher ethanol productivity, which allow the yeast cells to cope with fermentation-related stresses. This study also showed that, analysis of intracellular storage compounds by FT-IR spectroscopy for whole S. cerevisiae cells without cell pretreatment has valuable advantages compared to HPLC with intensive sample handling. Therefore, this study strongly contributes to the understanding of carbohydrate storage mechanism in wild and adapted S. cerevisiae cells in relation to ethanol stress with the aid of FT-IR spectroscopy.Keywords: Bioethanol production, Saccharomyces cerevisiae, carbohydrate storages.

Bu çalışmada S. Cerevisiae kültürü ile glükozun tek karbon kaynağı olarak kullanıldığı kesikli kültürlerde fermentasyon gerçekleştirilmiş ve fermentasyon ürünleri ve hücre içi depolama ürünleri HPLC ve FT-IR spektroskopisi yöntemleri ile karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Çalışmada ayrıca etanol toleransı yüksek kültür elde etmek amacıyla artan glükoz konsantrasyonlarında ardışık fermentasyonlar uygulanmıştır. Elde edilen adapte ve doğal S. Cerevisiae kültürleri, yüksek başlangıç glükoz konsantrasyonları ile (125 ve 150 g/L) gerçekleştirilen fermentasyonlarda, kültürlerin bu koşullara metabolik cevapları fermentasyon ürünlerinin oluşumu ve hücre içi karbonhidrat depolama miktarları bakımından değerlendirilmiştir. Etanol titrasyonu, fermentasyon verimliliği ve etanol üretimi farklı başlangıç glükoz konsantrasyonlarında adapte ve doğal S. Cerevisiae kültürleri için hesaplanmıştır. Deneysel sonuçlar adapte kültür için hesaplanan bu üç parametrenin doğal kültürden daha yüksek olduğunu göstermiştir. Fermentasyon deneylerinde ayrıca, her iki kültürün hücre içi depolama ürünlerinin oluşumu izlenmiştir. Sonuçlar, adapte kültürde her iki farklı durumda (125 ve 150 g/L), hücre içinde depolanan karbonhidratların (trehaloz ve glikojen) maksimum konsantrasyonlarının, doğal kültürde depolanandan daha yüksek olduğunu göstermiştir. Fermentasyon kinetiği, glükozun hücre dışı fermentasyon ürünleri ve hücre içi depolama ürünlerine dönüşümü bakımından değerlendirilerek hesaplanmıştır. Sonuçlar adapte kültürün daha yüksek hücre içi karbonhidrat depolamak suretiyle fermentasyon sırasında oluşan stres koşulları ile başa çıkarak etanol toleransını yükselttiği ve daha çok etanol ürettiğini göstermiştir. Ayrıca, hücre içi karbonhidrat depolamasının FT-IR spektroskopi analizi ile hücrelerin ön işleme tabi tutulmadan doğrudan ölçülmesinin, zahmetli ve zaman alıcı ön işlemler gerektiren HPLC ile analizine göre önemli avantajlara sahip olduğu görülmüştür.Anahtar kelimeler: Biyoetanol üretimi, S. cerevisiae, karbonhidrat depolama.