بهینه سازی فرمولاسیون محیط کشت قارچ موکورایندیکوس به منظور حداکثر کردن تولید کیتوزان

کیتوزان کوپلیمری حاوی دو مونومر گلوکزآمین و ان استیل گلوکزآمین است که به صورت رندم توزیع شده اند. گلوکزآمین مونومر غالب در کیتوزان است وبیش از 60 درصد آن را تشکیل می دهد. این بیوپلیمر با ارزش در دیواره سلولی قارچ های زیگومایست از جمله موکورایندیکوس به مقدار قابل توجهی وجود دارد. کیتوزان در دیواره سلولی این قارچ ها شدیدا به شرایط کشت بستگی دارد. برای مقایسه تولید کیتوزان تحت شرایط مختلف، استفاده از یک روش دقیق، آسان و تکرار پذیر ضروری است. تاکنون روش های مختلفی برای اندازه گیری کیتوزان در دیواره سلولی قارچ ها ارائه شده است. در این تحقیق ابتدا عملکرد بهترین روش در دسترس بررسی شد. در این روش کیتین و کیتوزان طی واکنش های متوالی با سولفوریک و نیتروز اسید به هیدرومانوز تبدیل شدند. سپس هیدرومانوز با دو معرف 3- متیل-2- بنزوتیوزولن- هیدرازن-هیدروکلراید(mbth) و کلریدآهن (fecl3) واکنش داده و به یک کمپلکس آبی رنگ تبدیل شد. مقدار این کمپلکس توسط روش رنگ سنجی تعیین گردید. اما کمپلکس رنگی پایدار نبود و جذب آن با گذشت زمان به طور قابل توجهی کاهش یافت. در مقابل هیدرومانوز قبل از تبدیل به کمپلکس رنگی پایدار بود و غلظت این ماده با به کار گیری کروماتوگرافی مایع با راندمان بالا (hplc) به طور دقیق اندازه گیری شد. بنابراین در این پروژه یک روش جدید برای تجزیه و تحلیل دقیق و مستقل از زمان دیواره سلولی ارائه شد. گام بعدی این پروژه تغییر شرایط کشت قارچ در جهت بهبود تولید کیتوزان در دیواره سلولی قارچ موکورایندیکوس بود. برای بررسی تاثیر مورفولوژی های مختلف قارچ موکورایندیکوس بر تولید کیتوزان در دیواره سلولی از روش جدید اندازه گیری استفاده شد. نتایج نشان داد که سلول ها با مورفولوژی رشته ای شکل بیش ترین مقدار گلوکزآمین را دارند (46/0 گرم به گرم دیواره سلولی). در مقابل تنها نیمی از این مقدار در دیواره سلول های مخمری شکل وجود دارد. علاوه بر این نتایج به طور مشابه نشان داد که مورفولوژی رشته ای شکل بیش ترین مقدار ان استیل گلوکزآمین را هم در خود جای داده است (18/0 گرم به گرم دیواره سلولی). در مقابل با تغییر مورفولوژی به بیش تر مخمری شکل و مخمری شکل خالص مقدار این متغیرکاهش می یابد. بعلاوه مورفولوژی رشته ای شکل کمترین میزان فسفات را دارد ( 06/0 گرم به گرم دیواره سلولی) در حالی که با تغییر مورفولوژی به بیش تر مخمری شکل و مخمری شکل خالص مقدار این متغیر افزایش می یابد. جالب توجه است که مجموع مقادیر فسفات و ان استیل گلوکزآمین در هر سه مورفولوژی تقریبا ثابت و برابر 24 درصد می باشد. بنابراین آزمایش های بعدی با استفاده از فرم رشته ای شکل سلول ها انجام شد. در گام بعدی تاثیر میزان فسفات برتولید کیتوزان توسط این مورفولوژی بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت تا 5/0 گرم بر لیتر پتاسیم دی هیدروژن فسفات در محیط کشت، تقریبا تمامی فسفات توسط قارچ مصرف می شود در حالی که در غلظت های بالاتر بخش قابل توجهی از فسفات دست نخورده باقی می ماند. به عبارت دیگر با وجود افزایش قابل توجه در مقدار فسفات موجود در محیط کشت تغییرات اندکی در میزان فسفات مصرفی توسط قارچ دیده می شود. علاوه بر این بخش عمده فسفات مصرفی در خود سلول قرار دارد در حالی که تنها مقدار بسیار کمی در دیواره سلولی نهفته است ( حدود 01/0 گرم بر لیتر). نتایج نشان داد که در محیط کشت فاقد پتاسیم دی هیدروژن فسفات بیش ترین تولید کیتوزان قابل دستیابی است.