بخشی از مقاله
توليد بتاکاروتن از ريزجلبک دوناليلا سالينا
چکيده
بتاکاروتن يکي از رايجترين کاروتنوئيدهاي مورد استفاده مي باشد که علاوه بر خصوص يات رنگ ي بس يار عال ي ، پ يش ساز ويتامينآ و عامل ضد سرطاني در بافت هاي بدن ميباشد. يکي از بهترين منابع توليد بتاکاروتن جلبک دوناليلا مي باشد. اين جلبک ؛ تک سلولي، تک هستهاي و فاقد ديواره پلي ساکاريدي بوده ، همچنين توانايي رشد در محيطهاي با شوري بالا را دارا ميباشد. دو گونه از دوناليلا، سالينا و بارداويل ، در شرايط رشد مناسب قادر به ذخيره سازي بتاکاروتن به مقدار ١٣.٨% نسبت به وزن خشک جلبک را ميباشد و اين مقدار در شرايط نامطلوب تا ٠.٣% نيز افت مي کند. يکي روش هاي استخراج بتاکاروتن استخراج با حلال است که به دليل بالا بودن ميزان بازده استخراج توسط حلال مناسب ، نياز کمتر به تعمير و نگهداري، همچنين شرايط عملياتي ساده تر و با حساسيت کمتر محبوب بوده و نسبت به روش فوق بحراني جايگاه خود را در فرايند هاي استخراج بدست آورده است . در اين مطالعه از حلالهايي با ميزان آبگريزي مختلف براي استخراج بتاکاروتن که ترکيبي با ماهيت چرب مي باشد استفاده شد و مشخص گرديد حلال هگزان که ميزان آبگريزي بيشتري دارد، ميزان بيشتري بتاکاروتن ( ٣.٧ گرم بتاکاروتن از هر ١٠٠ گرم جلبک ) استخراج کرده است . اتانول نيز به دليل داشتن گروه عاملي هيدروکسي و تاثير بر ديواره الاسيت ک سلول جلبک استخراج قابل ملاحظه اي ( ٣.٤٥ گرم بتاکاروتن از هر ١٠٠ گرم جلبک ) داشته است .
کلمات کليدي: بتاکاروتن ، دوناليلا سالينا، استخراج با حلال ، آبگريزي
١. مقدمه
دوناليلا سالينا جلبک سبز تک سلولي است که در آبهاي ساحلي، آبهاي شور و قسمت هاي صخره اي آبهاي اقيانوسي زندگي ميکند. سلول هاي دونال يلا ب يضوي، کروي ، گلابي شکل ، مخروط ي شکل يا ب يضي شکل با اندازههاي مختلف از ٥ تا ٢٥ م يکرومتر طول ، و از ٣ تا ١٣ م يکرومتر عرض م ي باشند. اين سلولها همچن ين حاوي يک کلروپلاست فنجان ي شکل که عمدتاً داراي هسته مرکزي بوده و توسط گرانولها ي نشاسته احاطه شده است . سلولها ي دونال يلا ارگانها ي سلول ي متمايزي از جلبک سبز: غشاء متصل به هسته ، م يتوکندري ، واکوئل ، دستگاه گلژ ي و لکها ي شب يه چشم دار . سلول فقط توسط يک غشاي پلاسمايي الاست يک که توسط مخاط سطح ي تحت پوشش قرار گرفته ، محصور شده است و در زمان ي که به شرايط هايپرتونيک و هيپوتونيک قرار م ي گيرد به سرعت جمع يا متورم م ي شود. دونال يلا به وس يله تقس يم طول ي زياد م ي شود، اما تول يد مثل جنس ي به ندرت توسط فرايندي متوال ي با سلولها ي هم ساختار رخ م ي دهد (١٠). اين جلبک قادر است در غلظتهاي بالاي نمک (حدود ٣٥ درصد) به زندگي خود ادامه دهد ب طوريکه برخي آن را مقاوم ترين موجود زنده مقاوم به نمک مي دانند. جلبک دوناليلا در محدوده بالايي از pH (دوناليلا اسيدوفيلا ١=pH، دوناليلا سالينا ١١=pH)، محدوده بالاي غلظت نمک از ٣% (آب دريا) تا ٣١% (آب اشباع از نمک ) و محدوده دمايي C°٠ تا C°٣٨ مي تواند خود را تطبيق دهد (٣). علاوه بر اين ، دونال يلا در مقايسه باديگر جلبک هاي پلانکتون ي به آلودگ ي روغن سوخت ي مقاوم تر م يباشد (١٠).
اصلي ترين کاروتنوئيدي که از دوناليلا استخراج ميشود بتاکاروتن است . در کنار بتاکاروتن اعضاي دونال يلا حاوي رنگدانه هاي کاروتنوئيدي ارزشمند مانند آلفاکاروتن ، وايولاگزانتين ، نئوگزانتين ، لوتئين و زاگزانت ين هستند. اين جلبک زمان ي که شرايط کاشت عبارتند از شدت نور بالا، درجه حرارت بالا، شوري بالا و کمبود مواد مغذي است ، مقادير زيادي از بتاکاروتن را به صورت قطرات ي در کلروپلاست براي جلوگ يري از آس يب نوري کلروف يل جمع م يکن . مقدار بتاکاروتن برا ي دونال يلا سال ينا تا ١٤% وزن خشک گزارش شدهاست (١).
يکي از جنبههاي بسيار مهم توليد بتاکاروتن ، استخراج م ي باشد و روش مورد استفاده براي استخراج به فرايند برداشت و نيازهاي بازار بستگي دارد. همچنين مي توان زيست توده را خشک کرد و به عنوان منبع غني از بتاکاروتن براي غذاي انسان يا حيوان به بازار عرضه کرد. همانطور که علاقه رو به رشد به ترکيبات غذايي و دارويي منجر به تلاش براي شناسايي منابع بالقوه کاروتنوئيد در محصولات مختلف کشاورزي، کشت و صنعت و شيلات شده است ، روش هاي مختلف استخراج بايد براي منابع مختلف کاروتنوئيد مورد بررسي قرار گيرد.
اگر چه کاروتنوئيدهاي طبيعي فراوان هستند، توليد انبوه در سراسر جهان تحت سلطه روش هاي مصنوعي م يباشد، و تنها ٨ نوع از حدود ٦٠٠ کاروتنوئيد طبيعي توليد صنعتي دارند: ليکوپن ، بتاکاروتن ، زاگزانتين ، کانتازانتين ، آستاگزانت ين ، بتا-آپو- کاروتنال ، و اتيل بتا-آپو-کاروتنال و سيترانازانتين (٥).
استخراج کاروتنوئيدها، به طور عمده براي ليکوپن و بتاکاروتن ، از منابع طبيعي به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است .
روش هاي متعدد استخراج و خالص سازي براي به دست آوردن کاروتنوئيدها از منابع طبيعي، از جمله استخراج با حلال ، استخراج سيال فوق بحراني ، تقطير، جداسازي توسط غشاء، کروماتوگرافي، يا تبلور را ميتوان استفاده کرد . از ميان اين روشها، استخراج با حلال ، به دليل سادگي و هزينه کم ، شايعترين روش صنعتي اعمال شده م ي باشد . استخراج توسط حلال هاي مرسوم کارآمد م ي باشد اما ممکن است براي مصرفکنندگان محصولات طبيعي قابل قبول نباشد. با اين حال ، روش هايي که استفاده از حلال هاي آلي براي توليد محصولات غذايي را به حداقل مي رساند ترجيح داده م ي شوند، روغن ها ي گياهي داغ (٦، ٨) يا مايع و گازهاي فوق بحراني در حال حاضر در فرايندهاي صنعتي استفاده م ي شوند (٧).
اکثر روش هاي ثبت شده اخير مربوط به استفاده از فرآيندهاي فيزيکي (ته نشيني، تقطير، فيلتراسيون ، سانتريفوژ)، فرآيندهاي آنزيمي، و فوق بحراني م يباشد؛ با اين حال ، استخراج با حلال آلي هنوز هم به طور گسترده استفاده م يشود و بسياري از روش هاي ثبت شده مشمول استفاده از اتانول ، اتيل استات ، استون و ديگر حلال هاي آلي م يباشند، اگر چه بيشتر تحقيقاتي که اخيراً انجام شده نتايج جالب توجه استفاده از حلال هاي "سبز" مانند لاکِتيت اتيل را نشان دادهاند(٢).
٢. مواد و روشها
١.٢. مواد
نمونه جلبک دوناليلا سالينا بدون رطوبت بومي جزيره قشم که در شرايط خشک و بدون نور نگهداري گرديده است براي آزمايشات استفاده شده است . زيست توده ريزجلبک بهصورت پودر ميباشد. حلالهاي مورد استفاده براي آزمايش ؛ نرمال هگزان ، اتيل استات ، تترا هيدروفوران و اتانول مي باشند که از شرکت مرک خريداري شده اند.
٢.٢. روش آزمايش
نمونه پودر ريز جلبک توسط ترازو (ساخت شرکت Kern) وزن شده ، داخل ارلن ٢٥ ميلي ليتري ريخته و ٢٠ ميلي ليتر حلال به آن اضافه گرديد. به مدت ١٠ دقيقه بر روي همزن (ساخت شرکت Alpha) قرار داده شد تا استخراج ، به دليل تلاطم ، بهتر انجام شود. سپس محلول را از روي همزن برداشته و به مدت ٥ دقيقه آن را در مکان ثابتي قرار داده تا مقدار زيادي از پودر ته نشين شود. سپس توسط پيپت محلول بالاي سر پودر برداشته و به ظرف ديگري انتقال داده شد. عصاره بدست آمده به مدت ١٠ دقيقه
