جداسازی و شناسایی مخمره های تولید کننده کاروتنوئید و کاربرد آنها در صنعت

کاروتنوئیدها یکی از مهمترین و رایج ترین گروه پیگمانها در طبیعت بوده و وظایف بیولوژیکی مهمی را در موجودات زنده بر عهده دارند. تاکنون بیش از 600 نوع کاروتنوئید مختلف که از منابع طبیعی بدست آمده اند شناخته شدهاند که حدود 50 عدد از آنها دارای فعالیت مشابهی با ویتامین ‏‎a‎‏ بوده اند. سنتز طبیعی این دسته از ترکیبات تنها در گیاهان و برخی میکروارگانیسمها از جمله تعداد محدودی از مخمرهای صورت می پذیرد و حیوانات فاقد توانایی سنتز آنها می باشند. کاروتنوئیدها علاوه بر دارا بودن وظایف بیولوژیکی، رنگ مشخص و جذابی به بسیاری از حیوانات پرورشی می بخشند و تاثیرات مثبتی بر مرغوبیت فرآورده های حاصله و افزایش بازاریابی آنها می گذارندکه معمولا هزینه قابل توجهی را برای پرورش دهندگان در بر دارند. در دو دهه اخیر تحقیقات گسترده و دامنه داری در زمینه بکارگیری و استفاده از منابع ارزان قیمت کاروتنوئیدهای میکروبی صورت گرفته است تا از این ترکیبات به شکل مقرون به صرفه در صنایع غذایی، صنعت پرورش ماکیان و آبزیان و صنایع دارویی و .. استفاده شود. در این تحقیق که برای اولین بار در کشور به شکل بنیادی و کاربردی بدان پرداخته شده است، میکروفلور منابع مختلف طبیعی اعم از آب، خاک، گیاهان، جانوران، اتمسفر و ... از نظر حضور مخمرهای مواد کاروتنوئید مورد مطالعه قرار گرفت و گزینش اولیه بر اساس رنگ کلنی صورتی تا قرمز این دسته از میکروارگانیسمها صورت پذیرفت و در نهایت 16 سویه مخمری مختلف جداسازی گردید. با استخراج کاروتنوئیدها از سلولهای مخمری، طیف جذبی آنها مورد بررسی قرار گرفت و در تکمیل آن تکنیک ‏‎tlc‎‏ صورت پذیرفت. به دنبال آن، جهت گزینش نهایی اقدام به کشت هر یک از این مخمرها در شرایط یکسان در محیط مایع گردید و میزان کاروتنوئید تولیدی توسط هر یک، مورد مقایسه قرار گرفت و در نهایت دو سویه به عنوان سویه های برتر انتخاب شدند. مخمر اول دروترولا آکنیوروم بود که از شیره درختات توس طالقان جداسازی شد و علاوه بر تولید نسبتا بالای کاروتنوئید قادر به مصرف قند لاکتوز نیز بود. با توجه به اینکه این نوع از سویه ها درطبیعت به ندرت گزارش شده اند و تحقیقات کمی در مورد آنها صورت پذیرفته است اقدام به کشت این مخمر در سوبسترای صنعتی آب پنیر که به عنوان پساب کارخانه پنیر سازی محصوب می شود شد و با بهینه شرایط محیط کشت ‏‎290 g/g‎‏ معادل ‏‎2871 g/l‎‏ کاروتنوئید و بیوماس ‏‎9/9 g/l‎‏ ظرف مدت 5 روز در غلظت لاکتوز 5/7 درصد و غلظت سولفات آمونیوم ‏‎2g/l‎‏ و ‏‎ph=5/5‎‏ و دمای ‏‎22 c‎‏ و دور شیکر ‏‎250rpm‎‏ بدست آمد که نتایج حاصله، بیانگر دستیابی به تولید بالاتر نسبت به نتایج سایر محققین خارجی در دهه اخیر بود. مخمر دوم اسپوریدیوبولوس سالمونی کالر بود که از اتمسفر جداسازی شد و رنگ کلنی قرمز بسیار پررنگی داشت و در گزینش نهایی بالاترین میزان تولید را نشان می داد. از این مخمر جهت تولدی کاروتنوئید از سوبسترای صنعتی ملاس چغندرقند که به عنوان آخرین پساب کارخانه قند محسوب می شود استفاده شد و در نهایت تولید ‏‎756 g/g‎‏ معادل ‏‎5292/8 g/l‎‏ و بیوماس ‏‎7g/l‎‏ در ظرف 5 روز در شرایط بهینه محیط کشت شامل بریکس 18 و غلظت سولفات آمونیوم ‏‎5 g/l‎‏ و ‏‎ph=5‎‏ و دمای ‏‎20 c‎‏ و سرعت هوادهی ‏‎200rpm‎‏حاصل گردید. با توجه به ارزی بالای کاروتنوئیدها تحقیق حاضر قابلیت تولید این ترکیبات از سوبستراهای صنعتی ارزان قیمت مانند آب پنیر و ملاس چغندرقند را نشان می دهد.