بهینه سازی ترکیب محیط صنعتی کشت زانتاموناس کمپستریس (campestris Xanthomonas) به منظور افزایش بازده تولید زانتان به شیوه سطح پاسخ

Abstract

<strong>مقدمه:</strong> صمغ زانتان به دلیل رفتار سودوپلاستیک، نسبت به صمغ‌های نیوتنی احساس صمغی کم‌تری در دهان ایجاد کرده و به عنوان قوام‌دهنده و تعلیق‌کننده کاربرد زیادی در صنعت غذا دارد. زانتان صمغی باکتریایی است و فرایند تولید آن به‌شدت تحت تأثیر ترکیب محیط کشت قرار دارد. هدف از این مطالعه بهینه‌سازی محیط کشت صنعتی برای رسیدن به حداکثر بازده صمغ زانتان است. <strong>مواد و روش</strong><strong>­</strong><strong>ها: </strong>تولید صمع زانتان توسط باکتری زانتاموناس کمپستریس PTCC-1473 و در محیط‌های کشت مختلف در بیوراکتور هم‌زن‌دار باکنترل شرایط pH و اکسیژن محلول انجام شد<strong>. </strong>در این پژوهش از طرح فاکتوریل جزئی برای شناسایی فاکتورهای مؤثر بر تولید صمع زانتان توسط باکتری مذکور استفاده شد. شیوه سطح پاسخ و طرح مرکزی نیز برای برآورد اثر ساده و متقابل چهار متغیر معنی‌دار (گلوکز، ساکارز، عصاره‌ مخمر و سولفات آمونیوم) بر تولید توده‌ سلولی و صمغ زانتان در محیط کشت مایع استفاده شد. <strong>یافته‌ها</strong>: نتایج نشان داد هر دو منبع کربن و نیتروژن تأثیر زیادی بر تولید زانتان دارند، اما منبع کربنی و به ویژه گلوکز بیش‌تر از منابع نیتروژنی در رشد سلولی و تولید صمغ زانتان مؤثر است. نرم‌افزار، سطح بهینه‌ محیط کشت برای تولید صمغ زانتان 75/53 گلوکز (گرم/لیتر)، 8/27 ساکارز (گرم/لیتر)، 8/7 عصاره‌ مخمر (گرم/لیتر) و 6/5 سولفات آمونیوم (گرم/لیتر) برآورد کرد، در این محیط کشت تولید 43/12 گرم/لیتر پیش‌بینی شد. استفاده از محیط کشت بهینه شده در بیوراکتور 5 لیتری بعد از 36 ساعت تخمیر باعث تولید 44/0±26/12 زانتان شد، که مطابقت بالایی با میزان پیش‌بینی شده داشت. <strong>نتیجه‌گیری</strong>: محیط کشت بهینه‌ شده در این پژوهش می‌تواند توانایی بالایی در بهبود بازدهی و متعاقبا تولید مقرون به صرفه‌تر صمغ زانتان داشته باشد.