بهینه‌سازی تولید گاما-دکالاکتون توسط سویه جهش‌یافته مخمر یارروویا لیپولیتیکا با روش سطح پاسخ

امروزه مواد معطر کاربرد وسیعی در صنایع غذایی، دارویی و آرایشی دارند. با توجه به گرایش روزافزون مصرف‌کنندگان به استفاده از محصولات طبیعی، زیست‌تبدیلی با استفاده از میکروارگانیسم‌ها به یک روش جالب توجه برای تولید ترکیبات معطر تبدیل شده است. گامادکالاکتون یک استر حلقوی معطر با عطر و طعم مشابه هلو است. مخمر یارروویا لیپولیتیکا قادر به زیست‌تبدیلی سوبسترای ارزان قیمت روغن کرچک به ماده ارزشمند گامادکالاکتون می‌باشد. شروع این فرایند با هیدرولیز این روغن به وسیله آنزیم لیپاز به اسید ریسینولئیک آغاز شده سپس با کوتاه شدن زنجیره به وسیله بتااکسیداسیون ادامه یافته و در نهایت با لاکتونیزاسیون پایان می‌یابد. در این تحقیق، تولید گامادکالاکتون از طریق روش سطح پاسخ (rsm) توسط سویه جهش یافته این مخمر با توانایی تولید مقادیر بالای لیپاز بهینه شد. بدین منظور چهار عامل روغن‌کرچک، عصاره مخمر، پپتون و ph هرکدام در پنج سطح مورد بررسی قرار گرفتند. بر اساس تجزیه و تحلیل‌های آماری روابط حاکم بر متغیرهای آزمایش، یک مدل ریاضی برای روابط حاکم بین متغیرهای آزمایش بدست آمد. بهترین مقادیر برای روغن‌کرچک 35 میلی‌لیتر در لیتر، عصاره مخمر6 گرم‌در‌لیتر، پپتون 5/8 گرم‌در لیتر و برای ph عدد 4 به دست آمد. مقادیر پیشنهادی به صورت تجربی مورد آزمایش قرار گرفتند که در نتیجه 126 میلی گرم در لیتر گامادکالاکتون توسط سویه مخمر تولید شد که مقدار محصول تولید شده در مقایسه با شرایط غیربهینه 46 درصد افزایش را نشان داد. نتایج این تحقیق می‌تواند برای مقرون به صرفه کردن تولید زیستی گامادکالاکتون از روغن کرچک با فرآیند زیست‌تبدیلی میکروبی به کار رود.

Optimization of gamma-decalactone production by Yarrowia lipolytica mutant strain via Response surface methodology

Nowadays, aromatic componds are widely used in food, pharmaceutical, cosmetic and chemical industries. Due to the growing tendency of consumers to use natural products, biotransformation by microorganisms is an interesting method for the production of aromatic compounds. Gammadecalactone is a cyclic aroma with a peachlike flavor. The nonconventional yeast Yarrowia lipolytica can bioconversion the inexpensive castor oil substrate into the valuable gammadecalactone. The process begins with the hydrolysis of castor oil by the lipase to ricinoleic acid, then continues by shortening the chain by betaoxidation, and finally ends by lactonization. In this study, gammadecalactone production was optimized via Response surface methodology (RSM) by a mutant strain of this yeast with the ability to produce high amounts of lipase. For this purpose, castor oil, yeast extract, peptone and pH were studied as factors at five levels. Based on statistical analysis of the relationships between the experimental variables, a mathematical model was obtained for the governing relationships between the experimental variables. Based on the results, the best values were obtained for castor oil 35 ml/l, yeast extract 6 g/l, peptone 8.5 g/l and pH 4. To validate the mathematical model, the proposed values were tested and 126 mg/L of gammadecalactone was produced by the yeast strain, which shows a 46% increase compared to nonoptimal conditions. The results of this study can be used to make costeffective production of gammadecalactone from castor oil by microbial biotransformation process.