بررسی پارامتر های موثر برتولید بیوپلیمر زانتان در محیط کشت شیره انگور و خرما

صمغ زانتان بیوپلیمری است طبیعی که از کشت باکتری زانتاموناس کمپستریس تولید می شود. خواص ویژه و منحصر به فرد این ماده سبب شده که در صنایع مختلف دارویی و بهداشتی، نفت، سرامیک، چاپ و غیره کاربرد های فراوانی داشته و مصرف سالیانه آن در جهان رو به افزایش است. در نتیجه سعی بر این است که با استفاده از سوبستراهای در دسترس و ارزانتر و اعمال روش های عملیاتی گوناگون هزینه های تولید را به منظور تولید هر چه بیشتر این ماده کاهش دهند. در این پروژه امکان تولید این بیوپلیمر از منبع قندی شیره انگور برای نخستین بار بررسی و میزان تولید آن با مقدار تولیدی همین ماده، از شیره خرما تحت شرایط مشابه مقایسه شد. بدین منظور در ابتدا سه پارامتر تاثیر گذار کربن (شیره انگور و شیره خرما) ، فسفر (k2hpo4) و نیتروژن (nh4no3) در محدوده های به ترتیب150 g/l – 30، 12-4 و 9-3 در نظر گرفته و آزمایشات به روش ترکیب مرکزی در سه سطح، با دو بار تکرار به صورت کاملا تصادفی طراحی و در دمای ثابت 28 درجه سانتی گراد و مدت زمان تخمیری 72 ساعت انجام شد. در این پروژه از روش وزن خشک برای اندازه گیری توده سلولی و محصول تولید شده استفاده گردید. با استفاده از نتایج حاصله، اثر پارامتر های مختلف بر میزان تولید محصول بررسی و مدل تولید زانتان و توده سلولی برای هر دو منبع کربنی شیره انگور و شیره خرما بدست آمد. سطوح بهینه و میزان زانتان تولیدی توسط نرم افزار در این سطوح تعیین شد سپس آزمایشات تجربی در این سطوح انجام گرفت. بیشترین میزان زانتان تولیدی تئوری و تجربی برای منبع قندی شیره انگور در سطوح97 g/l/86 منبع کربن، 2 g/l/8 منبع فسفر و g/l3 منبع نیتروژن به ترتیب برابر با g/l30/10و 16/10 و برای منبع قندی شیره خرما در سطوح g/l 3/77 منبع کربن 12 g/l منبع فسفر و3 g/l منبع نیتروژن به ترتیب برابر با g/l27/13و 74/12 حاصل شد. با توجه به این مطلب که فرآیند تشکیل صمغ زانتان به دو فاز رشد میکروارگانیسم (24 ساعت ابتدای فرآیند تخمیر) و تولید محصول تقسیم شده و شرایط بهینه دما و غلظت بهینه منبع کربنی در این دو فاز متفاوت است، در پایان اثر تغییر دما و خوراک دهی در فاز تولید بر میزان زانتان تولیدی بررسی شد. در 24 ساعت ابتدای تخمیر آزمایشات در دمای 28 درجه سانتی گراد و غلظت 30 گرم بر لیتر منبع کربن و سطوح بهینه فسفر و نیتروژن آغاز گردید و در فاز تولید دما تا 32 درجه سانتی گراد افزایش یافت و مابقی مقدار کربن که در سطوح بهینه تولید زانتان تعیین گردید تحت شرایط استریل به ارلن های تخمیری افزوده شد. در نتیجه این آزمایشات، برای دو منبع قندی شیره انگور و خرما 7/16 و 6/15 درصد افزایش، نسبت به آزمایشات انجام شده در دمای ثابت و بدون خوراک دهی در سطوح بهینه، در میزان تولید حاصل شد. واژگان کلیدی: بیوپلیمر زانتان، شیره انگور، شیره خرما،ccd ، خوراک دهی، تغییر دما.