Röportaj Serisi-51: Konuk = Prof.Dr.Meltem Conk Dalay (Biyomühendislik)

​“11 Soru 11 Cevap” serimin elli birinci konuğu, davetimi nezaketle kabul eden, akademi dünyamızın kıymetli isimlerinden Sayın Prof. Dr. Meltem Conk Dalay olacaktır.​Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Biyomühendislik Bölümü Öğretim Üyesi olan Sayın Dalay; Biyomühendislik Anabilim Dalı bünyesindeki nitelikli çalışmalarının yanı sıra Ziraat, Orman ve Su Ürünleri temel alanındaki birikimi, özellikle de hidrobiyoloji ve su ürünleri yetiştiriciliği konularındaki uzmanlığıyla tanınmaktadır. Bilim dünyasına sunduğu katkılarla serime değer katan değerli hocama, tecrübelerini bizlerle paylaşacağı bu söyleşi için şimdiden teşekkür ederim.İzninizle sorularıma geçiyorum.

Soru 1: Öncelikle nasılsınız? Hayatınız ve akademik yolculuğunuz nasıl gidiyor? Sizi bu alana teşvik eden gelişmelerden bahseder misiniz?
Teşekkür ederim, akademik çalışmalarımız gayet iyi ilerliyor. Yakın zamanda tamamlanan projelerimizin ardından son günlerde yenilerini kaleme alma gayreti içerisindeyiz.

Bunlardan biri, İzmir Körfezi’ndeki Ulva (deniz marulu) türlerinin ekonomik değeri yüksek ürünlere dönüştürülmesini hedefleyen projemizdi. Bu çalışma kapsamında söz konusu biyokütleden biyo-plastik, biyo-gaz ve gıda renklendiricisi elde ettik. Bunun yanı sıra yine İzmir Körfezi’nde bulunan Ulva biyokütlesini temel alarak kozmetik sektörüne yönelik bir proje yürüttük ve bu kapsamda güneş koruyucu krem geliştirdik.

Soru 2: Mikroalgler ve siyanobakteriler üzerine çalışmalarınızda sizi en çok heyecanlandıran keşif ne oldu? Aslında bu alandaki çalışmaların tamamı beni ayrı ayrı heyecanlandırıyor. Ancak son dönemde özellikle mimari uygulamalar ve biyomalzemelere uyarlanma süreçleri oldukça dikkatimi çekiyor. Bu yaklaşımlar, diğer uygulama alanlarına kıyasla daha yeni ve yenilikçi bir nitelik taşıdığı için oldukça heyecan verici.

Soru 3: İzmir Körfezi'nde alglerin biyoteknolojik potansiyelini değerlendirirken hangi zorluklarla karşılaşıyorsunuz? Doğrudan doğal ortamla çalışmanın getirdiği birtakım zorluklar mevcut. İzmir Körfezi’nde zamana bağlı olarak farklı alg türlerinde aşırı çoğalmalar (patlamalar) yaşanabiliyor. Örneğin, körfezdeki azot ve fosfor oranı yüksek olmasına rağmen değişen doğa koşulları sebebiyle üzerinde çalıştığımız Ulva türünün bir dönem yeterince çoğalamadığına ve yerini başka türlere bıraktığına şahit olduk. Ayrıca mevsimsel dalgalanmalar ve kış aylarının beklenen soğukluğa ulaşmayıp sıcak seyretmesi gibi iklimsel etkenler, Ulva gelişimini beklediğimiz periyotlarda ürememesi, araştırma sürecimizi zorlaştırabilmektedir.

Soru 4: Fotobiyoreaktör sistemleri üzerine yaptığınız çalışmalardaki en büyük teknik engeller nelerdir? Fotobiyoreaktör tasarımlarında temel kural, türe özgü çalışmaktır. Her türün optimizasyon parametreleri farklılık gösterdiği için o türe en uygun reaktör tasarımı geliştirmek gerekir. Karşılaştığımız başlıca teknik engel ise üniversite bünyesinde doğrudan ve hızlı erişebileceğimiz imalat altyapısı ve teknik desteğin kısıtlı olmasıdır. Biyomühendislik alanı olarak tasarım boyutuna tamamen hakim olsak da işin mekanik imalat safhasını dışarıya yaptırmak zaman zaman süreçleri zorlaştırabilmektedir.

Soru 5: Araştırmalarınızın çevre kirliliğini azaltmaya ve sürdürülebilir enerji üretimine katkısı hakkında ne söyleyebilirsiniz? 
Süreçlerin tamamı birbiriyle entegre bir yapıya sahiptir. Algler atık su arıtımında kullanılırken aynı zamanda ciddi bir biyokütle elde edilir. Elde edilen bu biyokütle ise biyo-dizel, biyo-etanol veya biyo-gaz gibi enerji kaynaklarına dönüştürülebilmektedir. Böylece süreç hem karbon salınımını azaltmakta hem de atık suları arıtmaktadır. Biyo-enerji odaklı alg üretiminde atık su kaynaklarını kullanmak, maliyeti önemli ölçüde düşürdüğü için en ideal ve sürdürülebilir yöntemdir.

Soru 6: Afyonkarahisar ili jeotermal su kaynaklarından izole edilen siyanobakteriler üzerine yürüttüğünüz “Therapeutic and economic aspects of cyanobacteria from geothermal sources in Afyonkarahisar province” (ISOPS 2018) ve “Afyonkarahisar İli Jeotermal Su Kaynaklarından İzole Edilen Bazı Siyanobakteriler Üzerinde Kimyasal İçerik ve Biyolojik Etki Çalışmaları” (Bitkisel İlaç Hammaddeleri Toplantısı, 2018) çalışmalarınızda; ekstrem sıcaklık, pH ve mineral zenginliği gibi jeotermal koşulların siyanobakterilerin hem metabolit profili hem de biyolojik aktivite (örneğin antioksidan/terapötik potansiyel) üzerindeki etkilerini nasıl değerlendiriyorsunuz ve bu tür ekstrem habitatların biyoteknolojik ürün verimini artırma potansiyeli hakkında ne düşünüyorsunuz?

Afyonkarahisar jeotermal su kaynaklarından izole ettiğimiz siyanobakteriler, ekstremofilik (aşırı) koşullara adapte olmuş canlılardır. Biyokimya ve biyoteknoloji açısından ekstremofilik ortamlardan tür izole etmek büyük bir önem taşır; çünkü bu organizmalar biyoaktif potansiyeli son derece yüksek olan özgün ikincil metabolitler üretirler. Bu nedenle jeotermal kaynaklar veya aşırı tuzlu habitatlardan izole ettiğimiz türlerin metabolit profilleri üzerinde çalışmayı önceliklendiriyoruz. Bahsettiğiniz çalışma bir öğrencimizin yüksek lisans tezi kapsamında yaptığı çalışmalara  verdiğimiz destekle gerçekleştirilmiştir *.

*Şensoy M., DOĞAN Z., DALAY M., DEMİREL GÖKALP Z., SARAÇOĞLU İ. 12th International Symposium on Pharmaceutical Sciences (ISOPS), 26 - 29 Haziran 2018, (Özet Bildiri)

Soru 7: Alglerden biyoyakıt üretimi konusunda ülkemizdeki potansiyeli nasıl değerlendiriyorsunuz? Türkiye, alg biyoçeşitliliği açısından oldukça zengin bir potansiyele sahiptir. Kendi bünyemizde yer alan kültür koleksiyonumuz vasıtasıyla sürekli yeni türlerin izolasyonunu gerçekleştiriyor, bunları koleksiyona dahil ederek biyoaktif özelliklerini analiz ediyoruz. Araştırma odağımız genel olarak bu yönde olsa da ülkemizdeki yerli alg türlerinin biyo-yakıt üretimi açısından da son derece yüksek bir potansiyel taşıdığını söyleyebilirim.

Atık su arıtımı, fotosentez yoluyla atmosfere oksijen sağlamak ve karbondioksiti azaltmak ve bunun yanısıra eneji üretebilmek önemli bir katkı ve gelecekte önemi daha da anlaşılacak bir konu.

Soru 8: Spirulina ve fikosiyanin üzerine mikroenkapsülasyon ve stabilite çalışmalarınız esnasında gıda teknolojisi açısından değerlendirildiğinde bu pigmentlerin raf ömrü problemini çözmede en etkili yaklaşım nedir?

Yürüttüğümüz bir proje kapsamında gerçekleştirilen mikroenkapsülasyon çalışmalarının temel amacı tam olarak bu ihtiyaca yanıt vermektir. Bu yöntemle hem pigmentlerin raf ömrünü uzatmak hem de asidik veya yüksek tuz içeren farklı gıda matrislerinde yapısal stabilite kaybını önlemek hedeflenmiştir. Çalışmanın enkapsülasyon aşamasını gıda mühendisliği bölümünden araştırmacı grubumuz üstlenirken, biz alglerin üretimi ve pigment ekstraksiyonu süreçlerini yürüttük. Elde edilen veriler, enkapsülasyonun pigment stabilitesini koruma ve raf ömrünü artırma noktasında oldukça başarılı sonuçlar verdiğini göstermiştir**.

* *Ilter, I., Akyil, S., Koc, M., Demirel, Z., Dalay, M. C., & Ertekin, F. K. (2017). Microencapsulation of phycocyanin by spray drying technique. JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY, 256, S26-S26. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2017.06.639

Soru 9: Mikroalgler ve siyanobakterilerle yürüttüğünüz projelerde karşılaştığınız en önemli bilimsel ve teknik zorluklar nelerdir? Zorluklar projenin niteliğine göre değişkenlik göstermektedir. Teknik bakımdan en çok zaman alan konu, daha önce belirttiğim gibi prototip imalatı veya mekanik aksamların sanayi ortamında özel olarak ürettirilmesi sürecidir. Bilimsel tarafta ise zaman zaman bütçe ve kaynak kısıtları sınırlayıcı olabilmektedir. Ancak bu tür finansal engelleri aşmak adına TÜBİTAK’ın hızlı destek projelerine başvurarak süreçlerimizi destekliyoruz.

Soru 10: Alglerin gıda, ilaç veya kozmetik endüstrisinde kullanımına yönelik gelecek planlarınız nelerdir? 
Geliştirdiğimiz projelerin çıktıları yeni araştırma alanlarına kapı aralamaktadır. Örneğin, Ulva biyokütlesinden katma değerli ürünler elde ettiğimiz projenin ardından TÜBİTAK 1005 programına başvurumuzu gerçekleştirdik ve konuyu farklı bir boyuta taşıyarak güneş koruyucu  krem yapmak üzere özel sektör iş birliği ile TÜBİTAK 1005 programına başvurumuzu gerçekleştirdik. Bu tür uygulamaya dönük ve disiplinler arası açılımları içeren projeler birbirini destekliyor.

Soru 11: Genç araştırmacılara ve öğrencilerimize önerileriniz nelerdir? Hangi alanlara odaklanmalarını tavsiye edersiniz? Farklı disiplinlerdeki genç araştırmacılarda alg biyoteknolojisine dair bir farkındalık oluşturmayı çok önemsiyorum. Bu doğrultuda Ege Üniversitesi bünyesinde Bilgisayar Mühendisliği, Biyoloji, Su Ürünleri ve hatta Coğrafya gibi pek çok farklı bölüm öğrencisinin katılabildiği seçmeli dersler yürütüyorum. Ne yazık ki mevcut eğitim müfredatlarında alglerin biyolojik ve endüstriyel potansiyeli yeterince yer yeralmamaktadır. Örneğin, atmosferdeki oksijenin yaklaşık %50-60’ının denizel algler tarafından üretildiği gerçeği göz ardı edilerek bu rolün yalnızca karasal ormanlara atfedilmesi toplumsal bir bilgi eksikliğidir. Bir Makine Mühendisinin reaktör tasarımındaki rolünden bir Gıda Mühendisinin işleme süreçlerine kadar algler, çok disiplinli bir kesişim kümesindedir. Genç araştırmacılara belirli bir alt başlıkla sınırlandırmaksızın alg araştırmalarına daha fazla yönelmelerini tavsiye ediyorum; çünkü karbondioksit tutumu, oksijen üretimi ve elde edilen biyokütlenin çok yönlü kullanımı geleceğin en kritik başlıkları arasındadır.

Soru 12: Önümüzdeki 5–10 yılda mikroalg araştırmalarında “oyun değiştirici” olacak alan sizce enerji mi, gıda mı, yoksa karbon yakalama teknolojileri mi?
Önümüzdeki 10 ila 30 yıllık periyotta alglerin stratejik önemi katlanarak artacaktır. Küresel çevre krizlerinin derinleşmesini beklemeden alglerin hem oksijen kaynağı hem de alternatif biyokütle olarak günlük hayatımıza entegre edilmesi gerekmektedir. Dolayısıyla gıda, enerji ve karbon yakalama alanlarının tamamı birbirini tamamlayan bütüncül birer unsur olarak öne çıkacaktır.

Soru 13: Su ürünleri yetiştiriciliği açısından bakarsak, mikroalgler balık yetiştiriciliğinde neden bu kadar önemli bir yem kaynağı olarak görülüyor? 
Algler, sucul ekosistemlerdeki besin zincirinin ilk halkasını oluşturur ve primer prodüktivitenin (birincil üretimin) temel taşıdır. Artan dünya nüfusunun besin ihtiyacını yalnızca doğal avcılıkla karşılamak mümkün değildir. Karasal tarım ve hayvancılıkta olduğu gibi, denizel gıda kaynaklarında da su ürünleri yetiştiriciliği (akvakültür) zorunlu bir gelecektir. Sürdürülebilir su ürünleri yetiştiriciliği için ise temel yem kaynağı olan mikroalg üretimi kritik bir rol oynamaktadır.

Soru 14: Son olarak, halkın en basit haliyle bilmesi gereken şu soru: “Mikroalgler gelecekte hayatımızda neyi değiştirecek?
Mikroalgler gelecekte beslenme alışkanlıklarımızdan kullandığımız malzemelerin içeriğine, hatta tükettiğimiz yakıtların kaynağına kadar pek çok alanda hayatımıza dahil olacaktır. Nitekim son yıllarda alg içerikli gıda ürünlerini market raflarında daha sık görmeye başladık. Bunun yanı sıra, petrol bağımlılığını azaltacak alternatif biyo-yakıt kaynağı olarak kullanımı da geleceğimizi şekillendirecek en temel unsurlardan biri olacaktır.

Hocam, değerli vaktinizi ayırdığınız için çok teşekkür ederim. Çalışmalarınızı, anladığım kadarıyla ihtimam ile takip edeceğim. Sağlık, mutluluk ve başarı dolu bir yaşam diliyorum. İşlerinizde kolaylıklar diler, saygı ve sevgilerimi sunuyorum.