بخشی از مقاله


استفاده از ضایعات خرما به عنوان محیط کشت میکروبی


چکیده
امروزه استفاده تجاری از میکروارگانیسم های با قابلیت بیوتکنولوژیکی برای تولیـد تـوده ی سـلولی ، رنگدانـه هـای

طبیعی مانند کاروتنوئید و غیره، به علت هزینه تولید بالای آن محدود گشته است. اگرچه که هزینه تولیـد را میتـوان بـا بهینه سازی روش فرآیند، استفاده از میکروارگانیسم های با قابلیت تولید بـالا کـه در محصـولات فرعـی ارزان قیمـت

صنایع به عنوان منبع تغذیه کشت شده اند، به حداقل برسد. از این رو تحقیقاتی وسیع جهت یافتن محیط کشتی ارزان قیمت انجام گرفته است. یکی از محصولات جانبی و ضایعاتی که به خوبی مورد توجه میباشد ضـایعات خرمـا اسـت. در این گرد آوری استفاده از ضایعات خرما به عنوان محیط کشت جهت تولید توده ی سلولی و نیز تولید رنگدانه های طبیعی مانند کاروتنوئید مورد ارزیابی قرار گرفته است. بر این اساس میتوان منابع کربن و نیتروژن محـیط کشـت را بـا عصاره قند قسمت گوشتی خرما، هسته ی خرمای تجزیه شده و آمونیوم نیترات جایگزین و ایـن محـیط کشـت تغییـر

شکل یافته را با خاکستر و روغن هسته ی خرما غنی سازی کرد.

کلید واژه: عصاره ی خرما، محیط کشت، ضایعات کشاورزی.

1 -مقدمه

امروزه فرآورده های ناشی از میکروارگانیسم ها با اقبال رو به رشدی مواجه شده است . از میان این میکروارگانیسم ها

میتوان به توایدکننده های رنگدانه ها ، مخمر نانوایی و استارتر های لاکتیک اسید ماست اشاره کرد. اخیرا، میزان

زیادی از رنگدانه های تجاری از طریق راه های سنتزی تهیه میشوند. کاروتنوئید یکی از با ارزش ترین دسته ی ترکیبات را برای کاربرد در صنایعی مثل داروسازی، مواد شیمیایی، مواد غذایی تشکیل میدهد. رنگ یک صفت مهم

است که میزان مشتری پذیری محصول را نشان میدهد. از آنجا که در صنایع غذایی و آرایشی ، استفاده از کاروتنوئید

های شیمیایی سنتزی به علت خاصیت سمی آن دارای محدودیت است. تولید کاروتنوئید از طریق میکروارگانیسم ها

به علت بازده بالا و روش کار ساده آن مورد بررسی قرار گرفته است. در این میان هزینه تولید را میتوان با بهینه سازی
روش فرآیند، استفاده از میکروارگانیسم های با قابلیت تولید بالا که در محصولات فرعی ارزان قیمت صنایع به عنوان

منبع تغذیه کشت شده اند، به حداقل برسد. از این رو تحقیقاتی وسیع جهت یافتن محیط کشتی ارزان قیمت انجام
گرفته است.

باتوجه به سطح بالای زیر کشت نخلستان های خرما در ایران و ایجاد ضایعات ناگزیر، امروزه آنچه اهمیت دارد

توانایی در بهره گیری از امکانات تولید و مصرف ضایعات حاصل میباشد. آنچه در این مقاله بررسی میشود امکان
استفاده از ضایعات خرما در محیط های کشت تخمیری است. سالانه به دلایل مختلفی مقدار زیادی از محصول خرما از دست میرود. این ضایعات که مستقیما از ایستگاه های آماده سازی خرما و نخلستان ها می آمدند برای مصرف

انسانی مناسب نیستند.

میوه ی درخت خرما به طور گسترده در نواحی خاورمیانه و مدیترانه کشت میشود. رشد میوه خرما به سه مرحله تقسیم میشود: خلال، رطب، تمر. در مرحله خلال، خرماها نارس و دارای بافتی سخت، رنگ زرد، قرمز و یا صورتی و
مواد جامد محلول با بریکس40-30 3 و گس و خوراکی هستند. در مرحله رطب، خرماها در نوک میوه نرم هستند با

مواد جامد محلول با بریکس 55-60 ، آزاد از طعم گسی و خوراکی میباشند. در مرحله تمر، خرماها به طور کامل رسیده اند با مواد جامد محلول با بریکس 84-60 و خوراکی.

خرماها به طور کلی در مرحله تمر وقتی که قسمت گوشتی خرمای کاملا رسیده شده شامل دوسوم شکر و یک چهارم آب و بقیه آن سلولز، پکتین، خاکستر و ویتامین ها میباشد، چیده میشود. آنالیز های شیمیایی گوشت خرما و هسته ی خرما آشکار کرد که آنها حاوی درصد زیادی از قند به ویژه گلوکوز، فروکتوز و ساکارز می باشند. آنها همچنین حاوی پروتئین(3/7-2 %)، روغن((%9/3 -0/8، مواد معدنی(0/9 - 1/9 %)، فیبر(حدود(% 3 و آب ( حدود7

%) میباشد.متوسط درصد مقدار روغن و پروتئین هسته ی خرما بالاتر از گوشت خرما است. شانزده آمینو اسید در

هسته و گوشتی هیدرولیز شده خرما یافت شد. به ترتیب کاهش مقدار آنها از حدود 200 - 400 به 10 - 50 (میلیگرم بر لیتر) در هسته یا گوشت خشک شده خرما به ترتیب، گلوتامیک اسید، آسپارتیک اسید، گلایسین، سرین، لیزین، لوسین، آرژنین، تیروزین، آلانین، ایزولوسین، ترئونین، والین، فنیل آلانین، هیستیدین، متیونین و پرولین پیدا شد.چهار عنصر معدنی اصلی عبارتند از : کلسیم ( 65 و 35 میلی گرم بر صد گرم برای گوشت و هسته)، فسفر 48) و 100 میلی گرم بر صد لیتر به ترتیب)، پتاسیم 1000) و 280 میلیگرم بر صد گرم به ترتیب)، منیزیم (میلی گرم بر صد گرم

برای هر دو قسمت). همچنین دیگر مواد معدنی به صورت جزئی دیگر.

بر اساس منابع قند و مدت زمان نگهداری نسبتا طولانی آنها، خرما میزان زیادی احتمالات تکنیکی را پیشنهاد

میکند. آنها به عنوان مواد خام برای تولید محصولات مختلفی مثل سیتریک اسید، اکسی تتراسیکلین، اتانول، خوراک
گاو مورد آزمایش قرار گرفت.

2

-2 نتایج و بحث

آزمایشهای انجام گرفته شامل جایگزینی منابع کربن و نیتروژن محیط های کشت تخمیری نیمه سنتزی با عصاره قند گوشت خرما و هسته ی خرمای هیدرولیز شده و غنی کردن محیط های کشت طبیعی ( محلول عصاره قند گوشت
خرما) با NH4NO3 و KH2PO4، خاکستر هسته خرما و روغن هسته خرما میباشند.

(1-2 تاثیر عصاره قند گوشت خرما4 ، به عنوان منبع کربن، بر روی سرعت رشد و بازده با تمرکز روی مخمر نانوایی
ساکارومایسس سرویزیه :

این آزمایشها در فرمنتور با محیط کشت اس اس اف ام 5 حاوی گلوکز(کنترل شده) یا عصاره قند گوشـت خرمـا
به جای گلوکز انجام گرفته است. نتایج به دست آمده نشان میداد که بیشترین سرعت رشد شاخص و بازده بیومس بـر

پایه گلوکز، وقتی که محیط کشت تخمیری اس اس اف ام شامل 25 گرم بر لیتر عصاره قند گوشت خرما( بیـان شـده

بر اساس گلوکز) به جای گلوکز خالص(10 گرم بر لیتر) استفاده میشود به دست می آید.


جدول 2-1

بنابراین این عصاره غنی از گلوکز، فروکتوز، ساکاروز همانطور که بوسیله ابو زید و همکاران6 گزارش شده اسـت، بـه
نظر میرسد منبع کربنی آسان برای تولید توده ی سلول های مخمر به وسیله ساکارومایسس سرویزیه میباشـد. مصـرف

گلوکز در اینجا برابر است با فاز حساس رشد. اندازه گیری این کربوهیدرات، که معمولا اولین جزء اصلی کربن مـورد
مصرف توسط این سویه است، تنها بر روی این جزء انجام شد. همچنین توجه شود که، عـلاوه بـر قنـد، عصـاره قنـد

گوشت خرما دارای منابع نیتروژن، بخصوص آمینو اسیدها و دیگر عناصر ناشناخته میباشد که تـاثیر تحریـک کننـدگی

3

روی رشد ساکارومایسس سرویزیه دارند و همچنین احتمالا مشاهده ی رشد بالا در 25 گرم گلوکز عصاره قند گوشت

خرما بر لیتر را توضیح میدهند. از میان این نتایج ما غلظت 25 گرم گلوکز عصـاره قنـد گوشـت خرمـا بـر لیتـر را بـرای
آزمایشهای بیشتر انتخاب میکنیم. دلیل کاهش مخمر به عنوان تابعی از غلظتعصاره قند گوشت خرمـا هنـوز مشـخص
نشده است.

-2 .2 استفاده از هسته ی خرمای هیدرولیز شده7 به عنوان منبع نیتروژن

با پیگیری این آزمایشات بر روی استارتر های ترموفیلیک لبنیات مشخص شد که، غلظت مناسب عصاره ی قند
قسمت گوشتی خرما به عنوان تنها منبع کربن و نیتروژن 50 میلی گرم قند بر میلی لیتر میباشد. هرچند که استفاده از
این عصاره به عنوان تنها منبع کربن و نیتروژن بازده کمتری نسبت به استفاده از محیط کشت مایع الیکر8 به دست
میدهد. این کاهش در بازده تنها به علت میزان پایین نیتروژن در عصاره قند قسمت گوشتی خرما معین شده است.
مخمر هیدرولیز شده و عصاره مخمر معمولترین منابع نیتروژن اضافه شده برای جبران این نقص در محیط کشت

تخمیری لاکتیک اسید باکتری ها هستند. یک منبع دیگر مورد استفاده، هسته ی خرمای هیدورلیز شده میباشد. آزمایشات نشان داده است که میتوان از هسته ی خرما ی هیدورلیز شده به عنوان منبع نیتروژن استفاده کرد ولی بازده تولیدی نسبت به زمانی که از عصاره مخمر استفاده میشود همچنان پایین تر خواهد بود.

نتایج زیر در فلاسک ارلن مایر به دست آمده اند. آزمایش ها هم با محیط کشت اس اس اف ام و هم با محلول عصاره

قند گوشت خرما ( 25 گرم گلوکز عصاه قند گوشت خرما بر لیتر) انجام شـد. نتـایج مـرتبط بـا محلـول عصـاره قنـد
گوشت خرما میزان توده ی مخمر تولیدی ای بسیار کمتر از زمانی که اس اس اف ام اسـتفاده شـد نشـان دادنـد. ایـن

نتیجه ممکن است با سطح پایین نیتروژن در عصاره قند گوشت خرما بر اساس گزارش ابوزید و همکاران9 توضـیح داده شود. برای جبران این موضوع، هسته ی خرمای هیدرولیز شده درغلظت های متفاوت به عنوان منبـع نیتـروژن بـه

محیط کشت اضافه شد. افزایشی در غلظت بیومس، هرچند در مقایسه با وقتی کـه از اس اس اف ام اسـتفاده میشـود کمتر، تا حدود 25گرم هسته ی خرمای هیدرولیز شده بر لیتر به دست آمد. این غلظت بهینه در آزمـایش هـای بعـدی مورد استفاده قرار گرفت.

-3 .2 نقش خاکستر هسته خرما10 در تولید بیومس مخمر

خاکستر هسته خرما به عنوان منبع کربن آزمایش شد. در واقع نقش خاکستر هسته خرما حاوی منیزیم، آهن، آلومینیوم،
کلسیم، منگنز، روی و نیکل میباشد. نتایج به دست آمده نشان میدهد که خاکستر هسـته خرمـا روی تشـکیل بیـومس

مخمر تاثیر میگذارد. توده ( بیومس ) مخمر با حضور خاکستر تا حداکثر 0/6 گرم بر لیتر بالاتر از آنچـه کـاهش یافتـه
بود ،افزایش میابد. آزمایش تکمیلی به منظور مقایسه بازده خاکستر هسته خرما با توجه به غلظت 3) MgSO4گرم بر لیتر) و 0/1) CaCl2گرم بر لیتر) که در محیط کشت اس اس اف ام استفاده میشود انجام گرفت.

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید