بهینهسازی تولید آلژینات توسط سویههای ازتوباکتر کروکوکوم جدا شده از خاک با استفاده از عصاره شیره خرما
محورهای موضوعی : میکروب شناسی غذایی
حنانه توفیقی
1
,
شکوفه غازی
2
*
,
مریم بلادی
3
1 - میکروبیولوژی محیطی، واحد علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 - گروه میکروبیولوژی، واحد علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
3 - دانشکده میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم پزشکی تهران، تهران، ایران.
کلید واژه: آلژیناتها, ﺍﺯﺗﻮﺑﺎﮐﺘﺮکروکوکوم, اگزوپلیساکارید, شیره خرما.,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: آلژینات (Alginate) اگزوپلیساکاریدی متشکل از (1-4) β-D-مانورونیک اسید است که در صنایع غذایی و دارویی کاربرد دارد. با توجه به هزینه بالای واردات این ماده، مطالعه حاضر با هدف بهینهسازی تولید آلژینات توسط سویههای بومی ازتوباکتر جداشده از خاک منطقه سرخهحصار تهران انجام شد.
مواد و روشها: نمونه های خاک جمع اوری و طی روش پورپلیت در محیطهای مانیتولآگار و نشاستهآگار ازتوباکتر ها جداسازی گردیدند. سویه های جداسازی شده با تستهای بیوشیمیایی اکسیداز، کاتالاز و رنگآمیزی گرم شناسایی و سویه منتخب با بالاترین بازده تولید طی توالییابی16S rRNA تعیین هویت شد. بهینهسازی شرایط تولید آلژینات شامل منابع کربن (گلوکز، لاکتوز و شیره خرما)، منابع نیتروژن (آلی و معدنی) و شرایط فیزیکی (pH، دما و دور شیکر) انجام شد. آلژینات استخراجشده با روش طیف سنجی مادون قرمز انتقالی (FTIR) مورد تایید قرار گرفت.
یافتهها: ازمیان پنج سویه جداسازیشده، ازتوباکتر کروکوکوم(Azotobacter chroococcum) بهعنوان بهترین سویهی تولیدکننده آلژینات انتخاب شد. نتایج بهینه سازی نشان داد که بیشترین تولید آلژینات معادل ۲۴ گرم بر لیتر در محیط ابیکا (Obika) حاوی گلوکز، عدم منبع نیتروژن، دمای 35 درجه سلسيوس،pH معادل ۷ و دور شیکر RPM 180 حاصل شد. همچنین استفاده از شیره خرما بهعنوان منبع کربن جایگزین، مقدار تولیدی نزدیک به گلوکز (حدود 23 گرم در لیتر) نشان داد.
نتیجهگیری: سویه بومی ازتوباکتر کروکوکوم توانایی مطلوبی در تولید آلژینات نشان داد. مچنین شیره خرما میتواند بهعنوان یک منبع کربن اقتصادی جایگزین گلوکز و ساکارز در تولید آلژینات باکتریایی مطرح شود و مسیر را برای تولید انبوه این بیوپلیمر در مقیاس صنعتی هموار سازد.
Background & Objectives: Alginate is an exopolysaccharide composed of β-D-mannuronic acid and its C-5 epimer α-L-guluronic acid(G), widely used in food and pharmaceutical industries. Due to the high importing cost for this compound to Iran, the present study aimed to optimize alginate production process by native Azotobacter strains isolated from the soil Sorkhe Hesar, a region around Tehran.
Material and Methods: Soil samples were collected, and Azetobacteriacea isolation were copmleted by pourplateing at Manitol Agar and Strach Agar media. Isolates were characterized by biochemical tests such as oxidase, catalase, and gram staining. Superior strain with the greatest alginate production yield was identified by 16S rRNA sequencing. Optimization for Alginate production condition such as carbon sources (Glucose, Lactose, and Date molasses ),Nitrogen sources(organic and inorganic), and physical parameters (pH, temperature, and agitation speed) were performed. The extracted Alginate were confirmed by FTIR method.
Results: Among five isolated strains, Azotobacter chroococcum was identified as the best alginate producer. The highest alginate yield 24 gr/l was achieved in Obika medium optimized with glucose as the carbon source ,absence of nitrogen source, under conditions of 35 Celsius, pH 7, and 180 RPM. Moreover, using date palm sap as an alternative carbon source represents the Alginate production yield equal to 23 gr/l similar to Glucose, suggesting its potential as an economical substitute.
Conclusion: The native strain of Azotobacter chroococcum demonstrated a promising capability for alginate production. Date palm sap can serve as a cost-effective alternative for expensive carbon sources such as glucose and sucrose, paving the way for large-scale commercial production of bacterial alginate, also ease the way for industrial production of this valuable biopolymer.