تراکم بالای سلولی lactococcus lactis و افزایش میزان تولید نایسین با فیلتراسیون غشایی فیبر توخالی

نایسین یک نگهدارنده طبیعی پپتیدی تولید شده توسط lactococcus lacis با کاربرد در صنایع غذایی است. با توجه به اثر بازدارنده اسید لاکتیک تولید شده، روش های متعددی برای حذف اسید لاکتیک و دستیابی به تراکم بالای سلولی به کار رفته است. استفاده از صافی غشایی از روش­های کم هزینه و پرکاربرد است. به این منظور lactococcus lactis utmc 106 در بیوراکتور 2 لیتری حاوی محیط با پایه mrs براث دارای آب پنیر کشت و در دمای oc 28 در 120 rpm انکوباسیون شد. هر 12 ساعت یک بار محتوی بیوراکتور از صافی غشایی فیبر توخالی پلی­پروپیلن µm 22/0 عبور داده شد و غلظت سلول و نایسین تولید شده در مایع تخمیر قبل و بعد از فیلتراسیون (تراوه) مقایسه شد. بازیابی سلول­ها با شستشوی معکوس بخش ناتراوه از فیلتر انجام شد. این بخش در mrs براث تلقیح و در شرایط پیشین انکوباسیون شد. این کار تا 5 مرحله تکرار شد. نتایج به دست آمده نشان می دهدکه بازده میزان نایسین تولید شده به سوبسترای مصرف شده در تخمیر بچ تکرارشونده باکتری لاکتیک اسید نسبت تخمیر بچ متداول 10درصد افزایش بازده داشته است نتایج این پژوهش نشانگر زنده­مانی و فعالیت سلول­های جداشده با فیلتراسیون و امکان استفاده چندباره از آنها است. نتایج این پژوهش نشانگر امکان استفاده از سیستم­های فیلتراسیون غشای توخالی پلی­پروپیلن برای دستیابی به غلظت­های بالای سلولی l. lactis، افزایش سرعت انتقال جرم بین لایه‌های محدودکننده، جداسازی مواد سمی مهارکننده رشد و تولید، و افزایش بهره­وری است.

high cell density cultivation of lactococcus lactis and increasing nisin production by hollow fiber membrane filtration

nisin is a natural peptide preservative produced by lactococcus lacis and used in the food industry. due to the inhibitory effect of lactic acid produced, several methods have been used to remove lactic acid and achieve high cell density. the use of membrane filtration is a low-cost and widely used method for this purpose. in this study, lactococcus lactis utmc 106 was cultured in a 2-liter bioreactor containing mrs broth basal medium supplemented by whey and incubated at 28 oc with shaking at 120 rpm. every 12 hours, the liquid content of the bioreactor was passed through a 0.22 µm polypropylene hollow fiber membrane filter, and the concentrations of cells and nisin produced in the fermentation broth were measured and compared before and after filtration. the recovery of cells was done by backwashing the retentate portion of the filter. this section was inoculated into mrs broth and incubated under the same conditions. this work was repeated 5 times. the results indicated that the yield of nisin produced to the consumed substrate in the repeated batch fermentation of lactic acid bacteria has increased by 10% compared to batch culture. the finding of this research approved the viability and activity of the cells isolated through filtration and the potential of multiple cell recycling. additionally, the results suggest the possibility of using polypropylene hollow membrane filtration systems to achieve high cell density of l. lactis, enhance the rate of mass transfer across limiting layers, separate toxic substances that inhibit growth and production, and ultimately increase productivity.