بهینه سازی محیط کشت HS به منظور تولید نانوالیاف سلولز میکروبی با استفاده از باکتری استوباکتر زایلینیوم

Abstract

<em><strong>سابقه و هدف:</strong></em> سلولز باکتریایی سنتز شده توسط برخی میکروارگانیسم ها از جمله استوباکتر زایلینیوم به دلیل ویژگی های خاص کاربرد زیادی در صنایع مختلف پیدا کرده است. هدف از این پروهش بهینه سازی شرایط کشت برای تولید سلولز میکروبی در محیط کشت جدید می باشد.<br /> <br /> <em><strong>مواد و روش ها:</strong></em> در این مطالعه به صورت تجربی منابع جدید کربن و نیتروژن به محیط هسترین-شرام مایع حاوی استوباکتر زایلینیوم اضافه و به مدت 7 روز گرماگذاری شدند. منابع کربن شامل: گلوکز، گالاکتوز، فروکتوز، لاکتوز، ساکاروز، مالتوز، اتانول، متانول، اینوزیتول، گلیسرول، زایلوز، مانیتول و منابع نیتروژن شامل آمونیوم سولفات، آمونیوم نیترات، سدیم نیترات (1- 3- 6- 9) و پپتون و عصاره مخمر (5- 10- 15- 20) گرم در هر لیتر محیط کشت HS بودند. از آلژینات سدیم و استات سدیم نیز به منظور بررسی تاثیر ویسکوزیته و تنظیم pH استفاده شد. برای تایید تولید سلولز از میکروسکوپ الکترونی نگاره، پراش اشعه ایکس و تکنیک طیف سنجی FTIR استفاده گردید.<br /> <br /> <em><strong>یافته ها:</strong></em> چهار منبع کربن گلیسرول (بدون افت محسوس در pH)، گلوکز، فروکتوز و اینوزیتول به ترتیب بیشترین مقدار تولید سلولز را داشتند. منابع نیتروژن آلی و به ویژه پپتون، بر خلاف منابع نیتروژن معدنی تاثیر زیادی بر تولید داشتتند. میزان بهینه استفاده از آلژینات سدیم به عنوان عامل ویسکوز کننده و استات سدیم به عنوان بافر به ترتیب 1.2 و 3 گرم در هر لیتر محیط کشت به دست آمد. نتایج تفرق اشعه ایکس بیشترین اندیس کریستالینیتی را به ترتیب در محیط های گلوکز، فروکتوز، اینوزیتول و گلیسرول نشان داد. مقدار و شدت جذب فروسرخ حاصل از FTIR محصولات به دست آمده از دو محیط گلوکز و گلیسرول و مقایسه آن ها با سایر نمودارهای سلولزی مشابه تولید سلولز را تایید نمود. همچنین بررسی های انجام شده با میکروسکوپ الکترونی نگاره، ساختار نانوفیبریلی سلولزهای میکروبی در محیط کشت های با منابع برتر کربن را به وضوح نشان داد.<br /> <br /> <em><strong>نتیجه گیری:</strong></em> نتایج نشان داد که گلیسرول و پپتون بیشترین تاثیر را در تولید سلولز میکروبی دارند. همچنین مشخص شد که افزودن آلژینات سدیم به عنوان عامل ویسکوز کننده محیط کشت به میزان 1.2 گرم در لیتر و کنترل pH در حین فرایند با افزودن 3 گرم در لیتر استات سدیم به محیط کشت می توانند نقش موثری در تولید سلولز داشته باشند.