بهینه سازی تولید پروتئین تک یاخته درکشت ناپیوسته از قارچ آسپرژیلوس نایجر با روش تاگوچی

افزایش روز افزون جمعیت جهان نیاز به تولید بیشتر پروتئین را مطرح می سازد. پروتئین تک یاخته به عنوان جایگزینی مناسب برای پروتئین های حیوانی و گیاهی در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق تولید پروتئین تک یاخته در یک فرآیند ناپیوسته تخمیر حالت غوطه ور با استفاده از قارچ آسپرژیلوس نایجر مورد بررسی قرار گرفت. طراحی آزمایش ها جهت بهینه سازی محیط کشت تولید پروتئین تک یاخته با استفاده از نرم افزار qualitek – 4 و روش آماری تاگوچی انجام شد. در این تحقیق اثر پارامترهای غلظت گلوکز، سولفات منیزیم، سولفات هیدوژن پتاسیم، پ هاش هریک در چهار سطح مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از روش آماری تاگوچی به منظور کاهش تعداد آزمایش ها طراحی آزمایشات صورت گرفت و نرم افزار تعداد 16 آزمایش را پیشنهاد داد. نتایج حاصله از بررسی های آزمایشگاهی در تولید پروتئین تک یاخته توسط نرم افزار تجزیه و تحلیل شد. شرایط بهینه انجام آزمایش جهت بدست آوردن بیشترین وزن خشک سلولی توسط نرم افزار ارائه شد. شرایط بهینه در دمایی 27 درجه سانتی گراد و سرعت همزدن 200 دور در دقیقه، برای پارامترهای غلظت گلوکز، سولفات منیزیم، فسفات هیدروژن پتاسیم، و پ هاش برای دستیابی به بیشینه وزن خشک سلولی معادل با 45 گرم بر لیتر، به ترتیب برابر با 70، 2، 7 گرم بر لیتر و 5 به دست آمد. سپس تولید پروتئین تک یاخته با شرایط بهینه در آزمایشگاه انجام شد. میزان تولید محصول در این شرایط برابر با 42 گرم بر لیتر به دست آمد که 6% با مقدار پیش بینی شده توسط نرم افزار تفاوت داشت. سهم هریک از فاکتورهای مورد بررسی در میزان تولید پروتئین تک یاخته توسط نرم افزار مشخص گردید. طبق نتایج به دست آمده غلظت گلوکز مهم ترین فاکتور موثر در این فرآیند بوده و عامل سولفات هیدوژن پتاسیم دارای کمترین میزان تاثیر بر تولید پروتئین تک یاخته در این فرآیند بوده است. نمودارهای تغییرات غلظت گلوکز و وزن خشک سلولی در 16 آزمایش مورد بررسی قرار گرفت. بررسی این تغییرات نشان داده که فاز رشد لگاریتمی آسپرژیلوس نایجر در اغلب محیط های کشت مورد استفاده در این تحقیق، پس از گذشت 30 ساعت از تلقیح اسپورها آغاز شده و تا 120 ساعت به بیشینه رشد خود رسیده است. غلظت گلوکز نیز در طول فاز رشد لگاریتمی تقریبا به طور خطی با شدت 368/0گرم در ساعت کاهش پیدا کرده است.