تولید میکربی صمغ زانتان با استفاده از نشاسته به عنوان سوبسترا

در تولید فرآورده های زیستی با ارزش افزوده پایین، انتخاب یک سوبسترای ارزان قیمت که دارای بازده بالایی از محصول باشد، می تواند قیمت تمام شده محصول را تا حد زیادی کاهش دهد. در این تحقیق فرآیند تولید صمغ زانتان توسط دو سویه زانتوموناس پلارگونی ptcc1474 و زانتوموناس کمپستریس ptcc1473 با استفاده از سوبستراهای مختلف بررسی شده است. به این منظور با انجام آزمایش های رگرسیون، تاثیر متغیرهای نوع سوبسترا (نشاسته هیدرولیز شده و گلوکز)، نوع سویه (زانتوموناس پلارگونی و زانتوموناس کمپستریس)، غلظت سوبسترا ( g/l 20، 30 و 40) و زمان محصول گیری (24، 48 و 72 ساعت) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد نوع سویه، غلظت سوبسترا و زمان محصول گیری عوامل بسیار موثر بر تولید بوده ولی نوع سوبسترا تاثیر چندانی بر میزان تولید زانتان ندارد. همچنین با انجام آزمایش های بهینه سازی برای هر دو سویه، مقدار منابع کربن (نشاسته هیدرولیز شده، نشاسته میوه بلوط)، منبع نیترژن و فسفر با استفاده از روش پاسخ سطح باکس-بنکن بهینه شد. برای منبع کربن آب پنیر نیز منبع فسفر و منیزیم با استفاده از روش پاسخ سطح باکس-بنکن بهینه شد. برای سویه زانتوموناس کمپستریس سطوح بهینه g/l21/53 منبع کربن (نشاسته هیدرولیز شده)، g/l50/8 منبع نیتروژن و g/l10 منبع فسفر، برای تولید g/l 88/9 صمغ زانتان و همچنین برای سویه زانتوموناس پلارگونی سطوح بهینه g/l70 منبع کربن (نشاسته هیدرولیز شده)، g/l17/8 منبع نیتروژن و g/l10 منبع فسفر برای تولید g/l 98/9 صمغ زانتان توسط نرم افزار به دست آمد. در یک فرمانتور 5 لیتری با دور همزن rpm400 و %60 هوادهی، غلظت های g/l40 منبع کربن (نشاسته هیدرولیز شده)، g/l4 منبع نیتروژن و g/l10 منبع فسفر، g/l 3/16 از صمغ زانتان تولید شد. برای سویه زانتوموناس کمپستریس سطوح بهینه g/l100 منبع کربن (نشاسته میوه بلوط)، g/l3 منبع نیتروژن و g/l5 منبع فسفر جهت تولید g/l 93/19 صمغ زانتان و برای سویه زانتوموناس پلارگونی سطوح بهینه g/l100 منبع کربن (نشاسته میوه بلوط)، g/l12 منبع نیتروژن و g/l5 منبع فسفر جهت تولید g/l 07/19 صمغ زانتان بدست آمدند. برای سویه زانتوموناس کمپستریس سه سطح بهینه g/l03/68 منبع کربن (آب پنیر)، g/l09/13 منبع فسفر و g/l25/1منبع منیزیم جهت تولید g/l 67/16 صمغ زانتان و همچنین برای سویه زانتوموناس پلارگونی سه سطح بهینه g/l75/79 منبع کربن (آب پنیر)، g/l33/5 منبع فسفر و g/l62/0 منبع منیزیم جهت تولید g/l 80/12 صمغ زانتان به دست آمد. به منظور استفاده مجدد از سلول ها، ابتدا تثبیت سلولی برای هر دو سویه با استفاده از کلسیم آلژینات بررسی شد. سپس برای بهبود تثبیت سلولی از روش تثبیت تلفیقی از دو ماده کلسیم آلژینات و پلی وینیل الکل استفاده شد. تولید صمغ زانتان توسط سلول های تثبیت شده و با استفاده از دو سوبسترای گلوکز و نشاسته هیدرولیز شده بررسی شد. دانه های به دست آمده از روش تثبیت تلفیقی از استحکام مکانیکی بسیار بالاتری برخوردار بوده و در تعداد چرخه بیشتری قابل استفاده بودند. همچنین سلول های تثبیت شده به روش تلفیقی دارای بازده تولید زانتان بسیار بالاتری نسبت به سلول های تثبیت شده در کلسیم آلژینات بودند.