http://www.TurkJBiochem.com ISSN 1303–829X (electronic) 0250–4685 (printed) 89 Effect of Aeration and Agitation Rates on Alkaline Protease Production by Bacillus licheniformis UV-9 Mutant [Havalandırma ve Çalkalama Hızının Bacillus licheniformis UV-9 Mutant Ürünü Olan Alkalen Proteaz Üretimine Etkisi] Research Article [Araştırma Makalesi] Türk Biyokimya Dergisi [Turkish Journal of Biochemistry–Turk J Biochem] 2009; 34 (2) ; 89–96. Yayın tarihi 24 Haziran, 2009 © TurkJBiochem.com [Published online 24 June, 2009] 1 Muhammad Nadeem, 1 Javed Iqbal Qazi, 2 Shahjahan Baig 1 Biotechnology and Food Research Center, PCSIR Laboratories Complex, Lahore-54600, Pakistan 2 Department of Zoology, University of the Punjab, Lahore-54590, Pakistan Yazışma Adresi [Correspondence Address] Muhammad Nadeem Senior Scientific Officer, Biotechnology and Food Resaerch Center, PCSIR Laboratories Complex, Lahore-54600, Pakistan Tel: ++92-42-9230689/296 Fax: ++92-42-9231835 E-mail: mnadeempk@yahoo.com Received: 20 November 2008; Accepted: 6 March 2009 [Kayıt Tarihi: 20 Kasım 2008; Kabul Tarihi: 6 Mart 2009] Purpose: The aim of the present study was to investigate the most suitable value of volumetric mass transfer coefficient for the maximum yield of alkaline protease by B. licheniformis UV-9. Material and Methods: The effects of various aeration (0.5 to 2.5 vvm) and agita- tion rates (300-700 rpm) on cell growth, glucose consumption and protease produc- tion by B. licheniformis UV-9 were studied in a 2 L stirred tank bioreactor. Volu- metric mass transfer coefficient values were measured by dynamics gassing-out techniques at each aeration and agitation rate. Results and Conclusion: Maximum cell biomass (3.41 g/L) and protease yield (1270.20 PU/mL) were obtained at aeration rate of 2 vvm and agitation speed of 500 rpm. Volumetric mass transfer coefficient and oxygen transfer rate were found to be highly dependent on aeration and agitation rates. Their values in the fermented broth increased with the increase of aeration and/or agitation rates. However, the values of kinetic parameters were found maximum at 72 h-1 of volumetric mass transfer coefficient and 3.90 mol m-3 h-1 of oxygen transfer rate, corresponding to 2 vvm and 500 rpm. This correlation of volumetric mass transfer coefficient and yield coefficients would be used as an instructive tool in scale up process of protease production. Key Words: Volumetric mass transfer coefficient, oxygen transfer rate, protease yield Amaç: Çalışmada B. licheniformis UV-9 tarafından üretilen alkalen proteazın yüksek düzeyde eldesi için, hacimsel kütle transferi katsayısının en uygun olduğu değerlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Yöntemler: Farklı havalandırma (0.5-2.5 vvm) ve çalkalama (300-700 rpm) koşullarının hücre büyümesine, glukoz tüketimine ve proteaz üretimine olan etkisi 2 L’lik biyoreaktörler kullanılarak incelenmiştir. Hacimsel kütle transfer katsayısı her bir havalandırma ve çalkalama koşulu için olmak üzere “dynamic gassing-out” tekniği kullanılarak ölçülmüştür. Bulgular ve Sonuç: En fazla hücre kütlesi (3.41 g/L) ve proteaz verimi (1270.20 PU/ mL) 2 vvm havalandırma ve 500 rpm çalkalama koşullarında elde edilmiştir. Haci- msel kütle transfer katsayısı ve oksijen aktarım hızının havalandırma ve çalkalama- ya yüksek oranda bağlı olduğu bulunmuştur. Bu değerler fermente besi ortamında havalandırma ve çalkalama hızlarının artması ile parallel olarak artmaktadır. Bu- nunla birlikte, 2 vvm havalandırma ve 500 rpm çalkalama uygulandığında, kinetik parametreler, 72 h-1 hacimsel kütle transfer katsayısı ve 3.90 mol m-3 h-1 oksijen aktarım hızı olmak üzere en yüksek değere ulaşmaktadır. Hacimsel kütle transfer katsayısı ve verim katsayıları arasındaki bu ilişki proteaz üretiminin arttırılması işleminde öğretici olarak kullanılabilir. Anahtar Kelimeler: Hacimsel kütle transfer katsayısı, oksijen aktarım hızı, pro- teaz verimi