جداسازی و شناسایی مخمرهای تجزیه کننده کافئین و بررسی کاربرد آن در صنعت

در سال‏های اخیر استفاده از میکروارگانیسم‏ها به‏عنوان زیست‏ واکنشگرهای مبتنی بر شیمی سبز جهت حذف کافئین سمی از پساب‏های صنعتی و محصولات غذایی بسیار مورد توجه قرار گرفته‏ است. در بخش اول این پژوهش سویه‏های مخمری با قابلیت تحمل‏پذیری بالا نسبت به کافئین غربالگری شد و حذف زیستی کافئین تحت سلول‏های رویشی مورد بررسی قرار داده شد. در این راستا، 75 سویه‏ی‏ مخمری از مناطق مختلف ایران جداسازی شد و تحمل‏پذیری ذاتی آنها با استفاده از روش رقت در آگار مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج به‏دست آمده، سلول‏های رویشی سویه‏ی‏ مخمری tfs9 که قابلیت حذف 8/84 درصد کافئین را بعد از 60 ساعت گرماگذاری داشت، به‏عنوان سویه‏ی برتر انتخاب گردید و بر اساس ویژگی‏های ریخت‏شناسی، فیزیکوشیمیایی و فیلوژنتیک با استفاده از تکثیر توالی‏های‏ its1–5.8s–its2 rdna به‏عنوان ساکارومیسس سروزیه tfs9 (genbank accession number kf414526) شناسایی گردید. در بخش دیگر این پژوهش، بهینه‏سازی فرآیند حذف زیستی کافئین توسط سلول‏های رویشی سویه‏ی بومی مخمری ساکارومایسس سرویزیه tfs9 با استفاده از روش آماری تاگوچی مورد بررسی قرار گرفته است که میزان حذف زیستی کافئین، با درجه اطمینان 95 درصد، 8/82 درصد به‏دست آمد در حالی که قبل از آزمایشات بهینه‏سازی، سویه‏ی tfs9 تنها قادر به حذف 5/25 درصد از کافئین با غلظت اولیه 5 گرم در لیتر بعد از 48 ساعت گرماگذاری بوده است که با توجه به افزایش 2/3 برابری کارآیی بالای تکنیک طراحی تاگوچی را به‏خوبی اثبات می‏کند. در قسمت دوم این پژوهش، جداسازی و شناسایی مخمرهای با پتانسیل زیست‏تبدیلی کافئین به تئوفیلین و پارازانتین مطالعه شد. براساس نتایج به‏دست آمده از آنالیزهای tlc و hplc، سلول‏های در حال استراحت سویه‏ی مخمری rhodotroula sp. cw03 ، دارای پتانسیل تبدیل‏کنندگی کافئین به تئوفیلین و پارازانتین بود. داده‏های حاصل از پژوهش نشان می‏دهد که حذف میکروبی کافئین یک فرآیند ساده و مقرون‏به‏صرفه می‏باشد و رویکرد امیدوار‏کننده‏ای را جهت توسعه‏ی فرآیندهای بی‏خطر به‏منظور حذف کارآمد کافئین از پساب‏های صنعتی فراهم ساخته و همچنین پتانسیل بیوتکنولوژیک کافئین به‏عنوان یک سوبسترای ارزان‏قیمت در فرآیندهای زیست‏تبدیلی جهت تولید محصولات باارزش، مانند تئوفیلین و پارازانتین را نشان داد.