Sıvı Kültür Nedir? Batık Fermantasyonla Misel Üretimi

Bir mantar miselini büyütmenin iki temel yolu var: katı bir malzemenin üzerinde ya da bir sıvının içinde. İkinci yola batık kültür ya da batık fermantasyon denir ve mantarlar bu iki ortamda aynı biçimde büyümez; yapıları yüzeyde ve sıvı içinde, besiyerinin türüne ve fiziksel ortama göre farklılaşır (Papagianni, 2004). Bu yazı sıvı kültürü bir biyoproses olarak ele alıyor: peletler, oksijen, karıştırma, besiyeri ve kültür mantarı yetiştiriciliğindeki sıvı tohumluk.

Batık kültürde neler değişken?

Bir derleme batık kültürde misel yapısını etkileyen etkenleri iki grupta toplar: karbon kaynağının türü ve derişimi, azot ve fosfat düzeyleri, eser mineraller, çözünmüş oksijen ve karbondioksit, pH ve sıcaklık bir yanda; fermentör geometrisi, karıştırma sistemi, reoloji ve kesikli, beslemeli ya da sürekli kültür modu öbür yanda (Papagianni, 2004). Sürekli kültürün büyük ölçekte nasıl işletildiğine bir örnek mikoprotein nedir yazısında anlatılıyor.

Pelet mi, dağınık misel mi?

Sıvı kültürde ipliksi mantarlar ya dağınık hifler hâlinde ya da hiflerin kümelenmesiyle oluşan küresel peletler hâlinde büyür; pelet yapısı, süreç kontrolü ve verimlilik birbirine sıkı sıkıya bağlıdır (Veiter ve ark., 2018). Aynı derlemeye göre biyoreaktörde süreç kontrolü akışkanlık sorunları nedeniyle genellikle küçük ve sıkı peletler ister, ürün verimliliği ise daha gevşek ve daha büyük bir yapıyla ilişkili olabilir (Veiter ve ark., 2018). Hiflerin uçtan nasıl uzayıp kümelendiğini hifa nedir, mantar nasıl büyür yazısında anlattık.

Oksijen peletin içine ne kadar ulaşır?

Pelet yapısı batık kültürde kütle aktarımını ve madde dönüşümünü belirgin biçimde etkiler ve biyokütle pelet yarıçapı boyunca eşit dağılmaz (Hille ve ark., 2005). Aspergillus niger peletlerinde konfokal mikroskopi görüntüleri aynı peletlerde yapılan mikroelektrot ölçümleriyle birleştirildiğinde, oksijenin sınırlı olmadığı dış bölgeler tanımlanmış ve yapıyı anlatan ölçütlerin oksijen eğimlerini ortalama biyokütle yoğunluğundan daha iyi açıkladığı görülmüştür (Hille ve ark., 2005).

Oksijen ve pH yalnız büyümeyi değil, hangi metabolitin biriktiğini de değiştirebilir. Karıştırmalı tank biyoreaktörde yürütülen bir Ganoderma lucidum fermantasyonunda hücre büyümesi ile metabolit sentezinin pH ve çözünmüş oksijen düzeyine farklı yanıt verdiği bildirilmiştir (Tang ve ark., 2009). Aynı çalışmada ilk 6 gün yüzde 25, sonraki 6 gün yüzde 10 çözünmüş oksijenle yürütülen iki aşamalı kültür, ganoderik asit birikimini sabit yüzde 25 koşuluna göre yüzde 43 artırmış ve pH kaydırma stratejisiyle birleştirilen beslemeli süreçte litrede 754,6 mg'a ulaşmıştır (Tang ve ark., 2009). Buradaki bulgu bir biyoproses sonucudur; molekülün kendisine dair bir değerlendirme içermez.

Karıştırma, kütle aktarımı ve mikropartiküller

Batık kültürdeki ipliksi mantarların yapısı sıkı küresel peletlerden viskoz misele kadar değişebilir ve bu yapı karıştırma ile havalandırmayla verilen güçten, kütle aktarımından, pH'tan, ozmolaliteden ve ortamdaki katı mikropartiküllerden güçlü biçimde etkilenir (Krull ve ark., 2013). Aynı derleme spor ve hif yüzey özelliklerinin de rol oynadığını ve son yıllarda yapıyı bilinçli olarak yönlendirmeyi amaçlayan "morfoloji mühendisliği" çalışmalarının arttığını aktarır (Krull ve ark., 2013).

Mikropartikül eklemenin etkisi somut bir deneyle ölçülmüştür. Sallanan şişe kültürlerine 5-250 mikrometre çapında partiküller eklenmiş; ağırlıkça yüzde 2 talk, A. niger'in ürettiği 2-feniletanol derişimini 1,3 kat artırarak litrede 1430 mg'a, yüzde 2 demir oksit ise Trichoderma atroviride'nin ürettiği 6-pentil-α-piron derişimini 2 kat artırarak litrede 40 mg'a çıkarmıştır (Etschmann ve ark., 2015). Yazarlar etkinin suşa ve partikül türüne özgü olduğunu vurgulamıştır (Etschmann ve ark., 2015). Aynı cinsin mantar yetiştiriciliğindeki bambaşka yüzü Trichoderma ve yeşil küf sorunu yazısında, sıvı fermantasyonun bilinen bir endüstriyel ürünü ise sitrik asit ve Aspergillus niger yazısında.

Kültür mantarında sıvı tohumluk

Sıvı kültürün yetiştiricilikteki karşılıklarından biri tohumluktur. Bir çalışmada yaygın kullanılan dört tohumluk tipi talaş, tahıl, sıvı ve çubuk tohumluk olarak sayılmış; istiridye mantarı miseli sıvı besiyerinde küçük taşıyıcı bloklar üzerinde büyütülmüş ve bu blok tohumluklarla talaş tohumluk arasında ürün alma süresi ve verim bakımından anlamlı fark bulunmamıştır (Zhang ve ark., 2019). Aynı çalışmada mısır koçanı bloğuna tutunan tohumluk 6 aylık depolama boyunca meyve verme yeteneğini korumuştur (Zhang ve ark., 2019).

Bir başka Pleurotus türüyle yapılan daha eski bir karşılaştırmada katı ve sıvı aşılama kültürleri mantarın gelişimini farklı etkilememiş, sıvı besiyerinden hazırlanan tohumluklar daha ucuz, daha homojen ve daha az kontamine bulunmuştur (Rosado ve ark., 2002). Her tür için bu kadar kolay değil. Karmaşık mikrop topluluğu ve iki biçimli büyümesi nedeniyle sıvı aşısı zor hazırlanan Tremella fuciformis'te katı tohumluğun sıvılaştırılmasıyla hazırlanan aşı, katı tohumluğa göre verimi yüzde 8,2 artırmış ama partiden partiye belirgin dalgalanma göstermiştir (Lin ve ark., 2025). Aynı çalışmada T. fuciformis ve Annulohypoxylon stygium misellerinin saf ön kültürleriyle hazırlanan sıvı tohumluk yüzde 11,1 artış ve partiler arasında tutarlı verim sağlamış, yazarlar bu kararlılığı mikrop topluluğunun dengeli yapısına bağlamıştır (Lin ve ark., 2025).

Sıvı kültür bir üretim yöntemidir; miselin mantarın hangi evresi olduğu ve meyve gövdesiyle farkı miselyum ve meyve gövdesi arasındaki fark yazısında, tohumluk hattının kaynağı ve izlenebilirliği ise sertifikalı misel yazısında ele alınıyor.

Genellemenin sınırı

Batık kültürde süreç değişkenleri, ürün oluşumu ve misel yapısı arasında kesin genel ilişkiler çıkarmak zordur, çünkü bu ilişkileri etkileyen parametre sayısı yüksektir ve birçoğunun rolü tam anlaşılmamıştır (Papagianni, 2004). Pelet yapısı ile verimlilik arasındaki bağı birden çok mantar türü üzerinden değerlendiren çalışmalar da azdır (Veiter ve ark., 2018). Yukarıdaki sayıların her biri belirli bir suş, besiyeri ve reaktör için geçerlidir.

Bilimsel referanslar

Etschmann, M.M. et al. (2015). Improving 2-phenylethanol and 6-pentyl-α-pyrone production with fungi by microparticle-enhanced cultivation (MPEC). Yeast, 32(1), 145-57. PMID 24910400. DOI 10.1002/yea.3022.

Hille, A. et al. (2005). Oxygen profiles and biomass distribution in biopellets of Aspergillus niger. Biotechnol Bioeng, 92(5), 614-23. PMID 16136592. DOI 10.1002/bit.20628.

Krull, R. et al. (2013). Characterization and control of fungal morphology for improved production performance in biotechnology. J Biotechnol, 163(2), 112-23. PMID 22771505. DOI 10.1016/j.jbiotec.2012.06.024.

Lin, H. et al. (2025). Analysis of Microbial Community Structure and Cultivation Performance Assessment in Tremella fuciformis Liquid Inoculum. J Fungi (Basel), 11(12), 825. PMID 41440651. DOI 10.3390/jof11120825.

Papagianni, M. (2004). Fungal morphology and metabolite production in submerged mycelial processes. Biotechnol Adv, 22(3), 189-259. PMID 14665401. DOI 10.1016/j.biotechadv.2003.09.005.

Rosado, F.R. et al. (2002). Alternative method of inoculum and spawn production for the cultivation of the edible brazilian mushroom Pleurotus ostreatoroseus SING. J Basic Microbiol, 42(1), 37-44. PMID 11925760. DOI 10.1002/1521-4028(200203)42:1<37::AID-JOBM37>3.0.CO;2-S.

Tang, Y.J. et al. (2009). Performance analyses of a pH-shift and DOT-shift integrated fed-batch fermentation process for the production of ganoderic acid and Ganoderma polysaccharides by medicinal mushroom Ganoderma lucidum. Bioresour Technol, 100(5), 1852-9. PMID 19010665. DOI 10.1016/j.biortech.2008.10.005.

Veiter, L. et al. (2018). The filamentous fungal pellet-relationship between morphology and productivity. Appl Microbiol Biotechnol, 102(7), 2997-3006. PMID 29473099. DOI 10.1007/s00253-018-8818-7.

Zhang, W.R. et al. (2019). Development of a Novel Spawn (Block Spawn) of an Edible Mushroom, Pleurotus ostreatus, in Liquid Culture and its Cultivation Evaluation. Mycobiology, 47(1), 97-104. PMID 30988993. DOI 10.1080/12298093.2018.1552648.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 9  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya