بخشی از مقاله
چکیده:
نایسین یک پپتید ثانویه است که به صورت متابولیت ثانویه توسط ریبوزوم های سلولی با 34 بنیان آمینو اسیدی توسط لاکتوکوکوس لاکتیس زیر گونه لاکتیس سنتز شده و متعلق به کلاس خانواده باکتریوسینی لانتی بیوتیک ها می باشد و دارای وزن مولکولی 3,5 کیلو دالتون، جهت نگهداری مواد غذایی به کار می رود. در این تحقیق عوامل غیر تغذیه ای را بر رشد و تولید صنعتی نایسین بررسی و شرایط بهینه تخمیر در محیط کشت استاندارد بررسی و نتایج آن ارایه می گردد. نتایج تولید بهینه نایسین با استفاده از HPLC و ستون C18 با زمان برون یابی 46 تا 47 دقیقه تایید شده است. نتایج حاکی از آن بود که با افزایش pH از 4 به 6 تولید نایسین افزایش یافته و در 7=pH دیگر افزایش نیافت. همچنین در مورد دما مشاهده گردید دمای بهینه 27 درجه سلسیوس می باشد و با افزایش دما تا 36 سبب کاهش میزان نایسین می شود.
واژه های کلیدی: نایسین، باکتریوسین، لاکتوباسیلوس، سرعت همزدن، عوامل غیر تغذیه ای.
مقدمه:
لانتی بیوتیکها دسته ای از باکتریوسینهای تولید شده توسط باکتریهای اسید لاکتیک هستند. نایسین با داشتن 4 بار مثبت، پپتیدی کاتیونیک است و دارای آمینو اسید های غیر معمول نظیر دهیدروآلانین، هیدروبوتیرین، لانتیونین و متیل لانتونین می باشد. این پپتید هیدروفوب به طور مشخص دارای پنج حلقه لانتیونین است که از ایجاد باند تیواتری بین دو بنیان آلانین ایجاد می شود. نایسین در مقابل برخی سلول های گیاهی اولیه و اسپورهایی از باکتری های گرم مثبت مانند دیگر باکتری های اسید لاکتیک، کلستریدیوم، باسیلوس و استافیلوکوکوس، میکروکوکسی و لیستریا مونوسایتوژنس به عنوان باکتریوسین عمل می نماید. در سال 1988 سازمان غذا و داروی امریکا نایسین را به عنوان یک ماده GRAS برای استفاده در صنایع غذایی معرفی کرد و پس از آن نیز توسط اتحادیه اروپا مورد تایید قرار گرفت و اکنون در بیش از 50 کشور در سراسر دنیا به عنوان نگهدارنده استفاده می شود. در تولید ناسین توسط لاکتوباسیلوس لاکتیس عوامل متعددی از جمله دما، pH، سرعت همزدن، نسبت حجم تانک به حجم مایع کشت و سایر عوامل تغذیه ای تاثیر دارند. برای تولید نایسین درنظر داشتن میزان منابع مصرفی کربن، نیتروژن و فسفر و همچنین پارامترهای غیر تغذیه ای دما، pH و سرعت همزدن در تولید و بهینه سازی نایسین بسیار موثر است.
بررسی محیط کشت و فرایند
تاکنون تحقیقات مختلفی روی تولید نایسین توسط تاثیر عوامل مختلف تغذیه ای انجام شده است. اما هنوز گزارش های کاملی درخصوص عوامل غیر تغذیه ای بر تولید نایسین ارائه نشده است. در این تحقیق از لاکتوکوکوس لاکتیس در محیط کشت های MRS1 و BHI2 استفاده شد. حجم فرمنتور مورد استفاده 250 میلی لیتر بود و نونه برداری هر 8 ساعت انجام شد. همچنین در هر مرحله تنها یک عامل متغیر و سایر عوامل ثابت بودند این موضوع در جدول 1 دیده می شود. در هر مرحله متغیر ها در سطوح مختلف طبق جدول 2 بررسی شدند عموما هر متغیر در 4 یا 5 سطح بررسی شدند.
جداسازی نایسین با استفاده از فرایند HPLC
پس از 32 ساعت از شروع فرایند تخمیر به میزان 400 میلی لیتر نمونه برداشته و توسط سانتریفیوژ با g 10000، 30 دقیقه و در دمای 4 درجه سانتی گراد سلول ها جدا سازی شدند. سپس محلول با فیلتر های 0,22 نانومتری فیلتر شده و با نمونه خالص % 2 نایسین سیگمای امریکایی مقایسه گردید. پیک حاصل در دقایق بین 46 تا 47 دقیقه مشاهده شدند که متناسب با پیک استاندارد بود - شکل. - 1
بررسی فاکتورهای غیر تغذیه ای بر تولید صنعتی نایسین
الف - رشد باکتری لاکتوکوکوس لاکتیس: نتایج شمارش کلنی ها و دانسیته سلولی در 600 نانومتر در زمان های مختلف در شکل 2 بخوبی مشاهده می گردد. همچنین مشاهده می گردد که پس از 16 ساعت از تعداد سلول ها افزایش یافته و پس از 32 ساعت به ماکسیمم مقدار خود می رسد. همچنین پس از 40 ساعت دانسیته سلولی کاهش و تعداد باکتری ها کاهش میابد.
ب - تاثیر pH روی تولید نایسین: در محیط کشت MRS مشاهده می شود که رابطه قوی و مستقیمی بین افزایش pH و تولید نایسین از 4,5 تا 7,5 وجود دارد. به طوری که در 7,5 pH بیشترین تولید را در 6,5 pH تا 7,5 خواهیم داشت - شکل. - 3
ت - تاثیر فرایند هوادهی بر تولید نایسین: شکل 4 رابطه بین تولید نایسین و همزدن را نشان می دهد که بیشترین تولید نایسین متناسب با 16 ساعت زمان و rpm 200 می باشد. همچنین شاهده شد بین صفر و rpm 100 تفاوتی نبوده و الگوی یکسانی را نشان می دهند.
