تولید بیوسورفکتانت توسط لاکتیک اسید باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم با استفاده از منابع مغذی مناسب

بیوسورفکتانت ها متابولیت های تولید شده توسط میکروارگانیسم ها هستند که به دلیل دارا بودن ویژگی های سودمند فراوان، از قابلیت های بالقوه و کاربردی گسترده ای در صنایع مختلف برخوردار می باشند. علی رغم مزایای بسیار، به دلایل فنی و اقتصادی از جمله راندمان پایین، هزینه بالای تولید و فرآوری، و نوع سویه های تولید کننده، استفاده تجاری از بیوسورفکتانت ها به ویژه در صنایع غذایی و دارویی محدود می باشد. اکثر میکروارگانیسم های تولید کننده ی بیوسورفکتانت ها که تاکنون مورد بررسی قرار گرفته اند، سویه هایی بیماری زا بوده که کاربرد بیوسورفکتانت خام حاصل از آن ها در مصارف صنعتی و زیست محیطی به ویژه در صنایع غذایی، دارویی، آرایشی و بهداشتی براحتی قابل پذیرش نخواهد بود. از این رو، مطالعه حاضر با هدف ارزیابی و تولید حداکثری بیوسورفکتانت متصل به سلول توسط لاکتیک اسید باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم (atcc 8014) از طریق تغییر و بهینه سازی میزان منبع کربنی اصلی محیط کشت میکروبی اختصاصی انجام گرفته است. بدین منظور، سه ترکیب محیط کشت با میزان گلوکز متفاوت، از نظر تولید توده ی سلولی و بیوسورفکتانت در فلاسک های هم خورنده و همچنین در بیوراکتور غیرمداوم (تحت شرایط دما، ph و سرعت همزدن کنترل شده) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تخمیر هم در آزمایشات مربوط به فلاسک ها و هم در بیوراکتور، نشان دهنده ی حداکثر غلظت توده ی سلولی (92/3 و 17/4 گرم بر لیتر) و حداقل کشش سطحی (17/41 و 48/40 میلی نیوتن بر متر) و در نتیجه حداکثر میزان بیوسورفکتانت تولیدی در محیط کشت حاوی 30 گرم بر لیتر گلوکز می باشند. همچنین، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز نشان داد که بیوسورفکتانت تولید شده مخلوطی از پروتئین، پلی ساکارید و احتمالاً گروه فسفات می باشد و دارای ساختار گلیکوپروتئینی است.

biosurfactant production by lactic acid bacterium lactobacillus plantarum using appropriat nutrient sources

biosurfactants are metabolites produced by microorganisms which have potential capabilities in various industries due to abundant beneficial properties. in spite of great advantages, commercial utilization of biosurfactants especially in food industry and pharmaceuticals are limited for the reasons of technical and commercial such as low yield, high production cost, and the type of producing strain. majority of biosurfactant producer microorganisms have ever evaluated, are pathogenic strains which are not acceptable in industrial and environmental utilization particularly in health and cosmetics, pharmaceuticals and food industries. however, the present study aims to investigate high production of cell-bound biosurfactant by lactic acid bacterium lactobacillus plantarum through optimization of the main carbon source of specific culture medium. therefore, three culture media with different amount of glucose were evaluated for biomass and biosurfactant (by surface tension reduction of phosphate buffered saline) production in shake flasks and bioreactor (controlled temperature, ph and agitating speed). the results from both shake flasks fermentation and bioreactor showed the maximum biomass concentration of 3.9 and 4.17 g/l, the minimum surface tension of 41.17 and 40.48 mn/m and subsequently the maximum biosurfactant production in culture medium including 30 g/l of glucose, respectively. furthermore, fourier transform infrared spectroscopy analysis indicated the biosurfactants are structurally a mixture of protein, polysaccharide and possibly phosphate group, possessing glycoprotein structure.