بهینه سازی تولید اگزوپلی ساکارید و بررسی تأثیر آنزیم های مصرف کننده ساکارز بر تولید آن در گونه های لاکتوباسیلوس

تأثیر متغیرهای مستقل دما، غلظت باکتوکازیتن و غلظت گلوکز به عنوان عوامل اثر گذار بر تولید اگزوپلی ساکارید توسط باکتری لاکتوباسیلوس بولگاریکوس sz2 در قالب روش سطح پاسخ بررسی و شرایط بهینه تولید معین شد. بیشترین مقدار اگزوپلی ساکارید تولیدی در محیط کشت mrs تغییر یافته (m1-mrs)، 2± 3/74 میلی گرم بر لیتر گزارش شد و سطوح بهینه متغیرهای مستقل مورد بررسی 7/38 درجه سانتی گراد، 5/24 و 6/29گرم بر لیتر به ترتیب برای دما، غلظت های باکتوکازیتن و گلوکز به دست آمد. برای مقایسه تولید اگزوپلی ساکارید در m1-mrsو شیر پس چرخ (sm) پروفیل رشد و تشکیل اگزوپلی ساکارید در m1-mrs ، sm ، شیر پس چرخ حاوی ساکارز (suc-sm) و شیر پس چرخ دارای باکتوکازیتن و پایه ازت مخمری by-smبررسی شد. با توجه به سینتیک تولید اگزوپلی ساکارید توسط لاکتوباسیلوس بولگاریکوس sz2 در کلیه محیط های کشت تعریف شده، اگزوپلی ساکارید عمدتاً در حین فاز لگاریتمی رشد تشکیل شد و تولید آن در فاز سکون نیز اندکی ادامه داشت. تولید اگزوپلی ساکارید در تمامی محیط های آزمایش شده وابسته به رشد تشخیص داده شد. نسبت eps/cell به ترتیب در suc-sm ، sm ، m1-mrs و by-sm ، 10-10 × 12/3، 10-10 × 43/1، 11-10 × 42/4 و 11-10 × 16/3 میلی گرم بر سلول گزارش شد؛ که به طور واضح تأثیر تغییر ترکیبات محیط را در مطالعات تولید اگزوپلی ساکارید نشان می دهد. در بخش دوم تحقیق، به منظور تعیین تأثیر غیر فعال کردن ژن های مولد فروکتوسیل ترانسفراز وساکارز فسفوریلاز بر توانایی لاکتوباسیلوس روترای lth5448 در مصرف ساکارز به عنوان منبع کربنی، رشد و متابولیسم سویه وحشی با سویه های موتانت لوان ساکاراز منفی و ساکارز فسفوریلاز منفی مقایسه شد. رشد و متابولیسم سویه وحشی و موتانت ساکارز فسفوریلاز منفی در محیط های کشت حاوی ساکارز و رافینوز تا حدود بسیار زیادی یکسان گزارش شد و این امر بیان گر عملکرد جانشینی آنزیم های فروکتوسیل ترانسفراز و ساکارز فسفوریلاز در این باکتری تلقی شد. سویه های وحشی و ساکارز فسفوریلاز منفی لاکتوباسیلوس روترای lth5448 ، ضمن رشد در محیط کشت suc100-mrs که تنها دارای قند ساکارز به عنوان منبع کربنی است؛ به ترتیب 4 و 5 گرم بر لیتر هوموپلی ساکارید لوان تولید کردند. حضور آنزیم لوان ساکاراز در سویه های وحشی و موتانت ساکارز فسفوریلاز منفی منجر به تشکیل چهار نوع فروکتوالیگوساکارید متفاوت شامل 1-کستوز، 1fos، نیستوز و 2fos گردید. غیر فعال کردن ژن مولد لوان ساکاراز مانع تشکیل فروکتوالیگوساکارید و پلی مر لوان شد، ولیکن تنها اثر کمی بر متابولیسم ساکارز نشان داد. در حقیقت، در این باکتری آنزیم لوان ساکاراز تنها عامل تشکیل فروکتوالیگوساکارید و لوان گزارش شد. اساساً آنزیم های گلیکوسیل ترانسفراز در مصرف ساکارز موثر گزارش شدند ولیکن آنزیم های جانشینی همچون ساکارز فسفوریلاز در عدم فعالیت گلیکوسیل ترانسفرازها مصرف ساکارز را میانجی گری کردند. سویه های وحشی و موتانت در خمیر ترش سورگوم منحنی رشد مشابهی داشتند و در پایان تخمیر به تعداد سلول یکسانی دست یافتند. خمیر ترش های تیمار شده با سویه های موتانت مقادیر یکسان لاکتات و استات با نمونه تخمیر شده توسط سویه وحشی تولید کردند. خمیر ترش سورگوم در این مطالعه به منظور بهبود بخشیدن کیفیت تکنولوژیکی نان فاقد گلوتن استفاده شد. اگرچه بیشینه مقدار لوان در خمیرترش مورد استفاده تولید شد؛ ولیکن به نظر می رسد این مقدار اگزوپلی ساکارید برای رسیدن به خواص تکنولوژیکی مطلوب کافی نبوده و لذا بر خواص بافتی نان همچون حجم و سفتی اثری نداشته است.