بخشی از مقاله
تاثير بتائين در توليد ويتامين B12 توسط سودوموناس دنيتريفيکانس
چکيده :
ويتامين B12 از لحاظ ساختار شيميايي داراي ساختمان پيچيده تر از ساير ويتامينها ميباشد، هسته مرکزي اين ويتامين شبيه ساختمان پورفيرين در هم است . امروزه با توجه به اين که توليد ويتامين B12 با روش هاي شيميايي پيچيده و پر هزينه است استفاده از ميکرواورگانيسم ها مورد توجه قرار گرفته است . تعدادي از ميکرواورگانيسمها از جمله پروپيوني باکتريوم شرماني، پپروپيوني باکتريوم فرويدنريچي و سودوموناس دنيتريفيکانس به صورت موفقيت آميزي براي توليد صنعتي ويتامين B12 مورد استفاده قرار گرفتهاند. بتائين يک ترکيب ضروري در سنتز بيوشيميايي ويتامين B12 که نقش مثبتي در توليد بيشتر ويتامين B12 و پورفيرين به وسيله سويه هاي باکتريايي توليد کننده ويتامين B12 مانند سودوموناس دنيتريفيکانس ميباشد. زماني که بتائين در محيط کشت تخمير وجود ندارد نسبت به زماني که بتائين در دو مقدار ١٥ و g/L ٣٠ در محيط تخمير وجود دارد. مقدار گاما- آمينولولينيک اسيد به مقدار بسيار زيادي کمتر ميباشد.. همچنين زماني که بتائين در محيط تخمير وجود ندارد در کل فرايند تخمير ميزان بيوسنتز ويتامين B12 برابر صفر ميباشد. به خاطر رشد بهتر سلولي مقدار ويتامين B12 توليدي در حالتي که g/L ١٥ بتائين در محيط تخمير وجود دارد کمي بيشتر از حالتي است که g/L ٣٠ بتائين در محيط تخمير وجود دارد.
کلمات کليدي : ويتامين B12 ، بتائين ، سودوموناس دنيتريفيکانس
مقدمه
کوبالامين يا ويتامين B12 از لحاظ ساختار شيميايي داراي ساختمان پيچيده تر از ساير ويتامينها ميباشد. هسته مرکزي در اين ويتامين شبيه ساختمان پورفيرين در هم است ، اما در مرکز به جاي آهن داراي کبالت ميباشد. که يکي از مهمترين عوامل مورد نياز در رشد وهمچنين داراي کاربردهاي متعددي در داروسازي و تغذيه ميباشد( ٣ . از آنجايي که توليد شيميايي اين ويتامين پيچيده و هزينه بر است استفاده از ميکرواورگانيسمها براي توليد اين ويتامين مورد توجه زيادي قرار گرفته است . تعدادي از ميکرواورگانيسمها از جمله پروپيوني باکتريوم شرماني، پپروپيوني باکتريوم فرويدنريچي و سودوموناس دنيتريفيکانس به صورت موفقيت آميزي براي توليد صنعتي ويتامين B12 مورد استفاده قرار گرفتهاند. امروزه استفاده از سودوموناس دنيتريفيکانس به دليل سرعت زياد رشد و ميزان توليد بالا مورد توجه قرار گرفته است . بسياري از تحقيقات بيان کرده اند که بتائين يک ترکيب ضروري در سنتز بيوشيميايي ويتامين B12 ميباشد که داراي نقش مثبتي در توليد بيشتر ويتامين B12 و پورفيرين به وسيله سويه هايي باکتريايي توليد کننده ويتامين B12 مانند سودوموناس دنيتريفيکانس مي باشد(٣،٥).
مواد و روش ها
١ -١ ميکرواورگانيسم و محيط کشت
ميکرواورگانيسم مورد استفاده باکتري سودوموناس دنيتريفيکانس ميباشد. محيط کشت مورد استفاده شامل (گرم در ليتر): سوکروز (٣٠)، پس آب ذرت (٨٠)، دي هيدروژن فسفات (٥)، آمونيوم سولفات ( ٢.٣)، آمونيوم فسفات (٠.٧)، سولفات منگنز يک آبه (٠.٢)، سولفات منيزيم (١.٥)، سولفات روي هفت آبه (٠.٠٢)، کلريد کبالت شش آبه (٠.٠٢) ميباشد.
١ -٢ شرايط تخمير
تخمير در شرايط غير پيوسته درون شيکر در دماي ٢٨ درجه سانتي گراد و دور همزن ٢٦٠ دور در دقيقه انجام گرفت .
١ -٣ اندازه گيري ماده خشک ، ويتامين B12 و گاما آمينو لولينيک اسيد
ماده خشک با استفاده از سانتريفيوژکردن محيط کشت حاوي توده سلولي در دور rpm٥٠٠٠ براي ١٠ دقيقه و سپس دوبار شستشو و در نهايت خشک کردن تا رسيدن به وزن ثابت در دماي ١٠٥ درجه سانتي گراد انجام ميگيرد. اندازهگيري ميزان ويتامين B12 با استفاده از HPLC انجام ميگير . گاماآمينولولينيک اسيد با استفاده از روش اسپکتروفتومتري و رسم منحني استاندارد انجام ميگيرد.
٢نتايج و بحث
٢ -١ تاثير بتائين در رشد سلولي و توليد ويتامين B12
براي تعين اثربتائين در رشد سلولي و ميزان توليد ويتامين B12، ٦ غلظت مختلف بتائين در محيط کشت تخمير در شرايط غير مداوم مورد آزمايش قرار گرفت که نتايج حاصل از اين آزمايش در جدول ١ نشان داده شده است . همانطور که در جدول ١ مشاهده ميشود بتائين يک ترکيب ضروري براي سنتز بيو شيميايي ويتامين B12 توسط سودوموناس دنيتريفيکانس ميباشد، اگرچه بيشترين ميزان ماده خشک زماني حاصل شد که ميزان بتائين در محيط تخمير کم بود ولي در اين شرايط ميزان تشکيل ويتامين B12 صفر بود، زماني که g/L ١٥ بتائين به محيط کشت اضافه گرديد بيشترين ميزان ويتامين B12 توليد گرديد و با افزايش غلظت بتائين در محيط کشت ميزان ماده خشک به صورت تدريجي کاهش پيدا کرد، که نشان دهندهي تاثير منفي بتائين بر رشد سلولي سودوموناس دنيتريفيکانس ميباشد. نتايج آناليز واريانس غلظت هاي مختلف بتائين در توليد بيوشيميايي ويتامين B12 نشان دهندهي وجود اختلاف معني دار در سطح ١% ميباشد. نتايج حاصل از آناليز ميانگين با استفاده از آزمون LSD نشان ميدهد که غلظت g/L ١٥ داراي بالاترين تاثير در توليد ويتامين B12 ميباشد.
