بخشی از مقاله
خلاصه
پلی گاماگلوتامیک اسید1 یکی از بیوپلیمرهای مفید و زیست تخریب پذیر است که از واحدهای گلوتامیک اسید تشکیل شده است. از جمله کاربردهای آن می توان به پزشکی،داروسازی،غذایی و کشاورزی اشاره کرد.با توجه به کاربردهای متنوع،وزن های مولکولی مختلفی از بیوپلیمر نیاز است.در این پژوهش از باکتری باسیلوس لیکنی فورمیس 2برای تولید میکروبی پلی گاماگلوتامیک اسید استفاده شد. تاثیر غلظت منابع تغذیه ای بر وزن مولکولی بیوپلیمر بررسی شد. با افزایش غلظت گلوتامیک اسید در محیط کشت تخمیر، وزن مولکولی بالاتر محصول بیوپلیمر حاصل شد. در این پژوهش از غلظت های 20، 40 و 60 گرم بر لیتر گلوتامیک اسید در محیط کشت تخمیر استفاده شد و در نهایت به ترتیب پ 17/32 ، 30/87 و 18/94گرم بر لیتر پلی گاماگلوتامیک اسید به دست آمد.
-1مقدمه
بیوپلیمر پلی گلوتامیک اسید به دو روش شیمیایی و میکروبی تولید می شود که پلی آلفا گلوتامیک اسید به روش شیمیایی تولید می شود و پلی گاماگلوتامیک اسید فقط بصورت میکروبی تولید می شود.بیشتر تحقیقاتی که در مورد تولید پلی گاماگلوتامیک اسید است از تخمیر میکروبی حاصل می شود.وقتی پلی آلفا گلوتامیک اسید از روی قواعد ترکیبی تولید می شود، جرم مولکولی کمتر از 10 کیلودالتون را به دست می دهد ،درنتیجه کاربردهای آن را محدود می کند. درحالیکه وقتی پلی گاماگلوتامیک اسید از باکتری ها تولید می شود دارای وزن مولکولی بیشتر از 10کیلو دالتون است و معمولا رنجی از 100تا بیش از 1000کیلو دالتون می باشد. - - 1 اگرچه تولید میکروبی پلی گاماگلوتامیک اسید محقق شده است ولی قیمت تولیدآن در حال حاضر هنوز بالا می باشد و این یک محدودیت اصلی برای کاربردهای متنوع آن است. سویه های مختلف باسیلوس های تولیدکننده -PGA ، براساس استفاده از گلوتامات خارج سلولی به دو گروه تقسیم بندی می شوند که شامل باکتری های وابسته به گلوتامیک اسید و باکتری های مستقل از گلوتامیک اسید می باشند. در سویه های وابسته به گلوتامیک اسید با افزایش غلظت گلوتامیک اسید ، تولید -PGA افزایش می یابد اما هزینه تولید نیز بسیار می شود. برخلاف آن سویه های مستقل از گلوتامیک اسید به علت هزینه پایین تولید و فرآیندهای تخمیر مشابه ،برای تولید -PGA مرغوب ترند اما بهره دهی آنها کم است.
-2مواد و روش ها
-2-1سویه باکتری
باکتری استفاده شده در این کار ، باکتری باسیلوس لیکنی فورمیس بود.
-2-2محیط کشت مورد استفاده - محیط کشت - E
محیط کشت استفاده شده در این پژوهش در جدول1 آورده شده است - - 2 فقط میزان گلوتامیک اسید تغییر کرد.
محیط کشت مورد استفاده برای مایه تلقیح همان محیط E بود. - جدول - 1 و مقدار گوتامیک اسید برای این محیط 20 گرم بر لینر می باشد.
-2-4تنظیم PH اولیه کشت ها
بعد از آماده سازی محیط های کشت مختلف ، PH آنها توسط PH متر خوانده شد و معمولا مقدارآن 3/5-4/5 بود بنابراین با استفاده از سدیم هیدروکسید 3مولار PH محیط ها به مقدار 7/4 رسانده شد.
-2-5استخراج پلی گاما گلوتامیک اسید
بعد از پایان کشت، با استفاده از سانتریفیوژ ، باکتری های موجود در محیط کشت جدا شدند .سانتریفیوژ در شرایط 8000دور بر دقیقه و زمان 20دقیقه انجام شد. باکتری ها به دلیل ویسکوز بودن محیط کشت بخوبی جدا نشدند. در نتیجه با استفاده از اسید کلریدریک 2مولار ابتدا PH محلول به 2 رسانده شد سپس سانتریفیوژ با شرایط مذکور انجام شد و رسوب باکتری ها بخوبی جدا شد و محلول رویی کاملا شفاف شد.در ادامه محلول رویی جدا شد و PH محلول با استفاده از سدیم هیدروکسید 3مولار به 7 رسانده شد. بعد از سرد شدن محلول ،حجم مشخصی از محلول برداشته شد - مثلا5میلی لیتر - و با 4 برابر الکل اتیلیک سرد 99/8درصد استخراج بیوپلیمر انجام شد. محلول در یخچال و دمای4درجه سانتی گراد به مدت 12ساعت نگه داری شد و سپس با سانتریفیوژ رسوب بیوپلیمر گرفته شد.شرایط سانتریفیوژ 6500دور بر دقیقه و زمان 10دقیقه بود. رسوب بیوپلیمر جدا شد و بعد در آون با دمای70درجه سانتی گراد خشک شد تا وزن خشک بیوپلیمر به دست بیاید. نتایج حاصل از وزن خشک بیوپلیمر به عنوان معیاری برای تولید بیوپلیمر گزارش شد..
-2-6خالص سازی بیوپلیمر
برای حذف ناخالصی های موجود در محلول حاوی بیوپلیمر و همچنین برای کاهش وزن های مولکولی کم می توان از روش دیالیز استفاده کرد.
-2-7آنالیز نمونه با روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا1
ستون کروماتوگرافی استفاده شده در این کار 3000SW بود و فاز متحرک در ستون، مخلوطی از سدیم کلرید 25میلی مولار و آکریل آمید با نسبت 8 به 1 بود.
