بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق جهت تولید روغن به روش غوطهوری از آب پنیر UF بعنوان یک سوبسترای ارزان قیمت برای کپک آسپرژیلوس نایجر PTCC 5010 استفاده شد. ترکیب شیمیایی آبپنیر از نظر مقدار قند، ازت، رطوبت و ماده خشک مورد بررسی قرار گرفته و در طول رشد قارچ نیز تا 6 روز منابع تغذیهای قارچ اندازهگیری شدند. مقدار روغن تولیدی، در روز چهارم پس از تلقیح قارچ به آب پنیر آماده شده 23/28 درصد براساس وزن خشک تودهی زیستی بود. همچنین آنالیز اسید چرب روغن تولیدی نشان داد که روغن تولید شده حاوی اسید پالمیتیک، اسید استئاریک، اسید اولئیک، اسید لینولئیک و اسید لینولنیک بوده و میانگین مقدار آنها به ترتیب 12/1، 18/9، 23/3، 37/9 و 7/8 درصد کل روغن تولیدی بود. پروفیل اسیدهای چرب مشاهده شده، موید آن است که روغن تولیدی بسیار مناسب برای استفاده بعنوان سوخت زیستی و بیودیزل میباشد.
مقدمه
اخیرا با توجه به کاربردهای مختلف روغنها بعنوان سوخت و نیز بعنوان بخشی از رژیم غذایی انسان، به دلیل افزایش جمعیت و به تبع آن افزایش میزان مصرف روغن، توجه به یافتن منابع جدید برای تولید آن معطوف شده است. روغن های حیوانی حاوی مقادیر زیادی کلسترول و چربیهای اشباع هستند و در حال حاضر این مطلب ثابت شده است که چربیهای اشباع و انواع غیر اشباع حاوی فرم ترانس، مشکلات قلبی و عروقی را در مصرف کنندگان به دنبال دارد؛ البته روغن ماهیان حاوی مقادیر قابل توجهی چربیهای امگا3، مانند دوکوزاهگزانوئیک اسید - - DHA و ایکوزاپنتانوئیک اسید - - EPA میباشند و هم اکنون اثرات مفید تغذیهای چربیهای امگا3 و امگا6 در رابطه با تنظیم سیستم ایمنی، جلوگیری از بیماری های قلبی عروقی و سیستم عصبی در انسان به اثبات رسیده است.
اسیدهای چرب چند غیر اشباع - - PUFA که از اجزای ضروری یوکاریوتهای عالی هستند می-توانند علاوه بر گیاهان و ماهیها، توسط میکرواورگانیسم ها نیز تولید شوند6] و .[8 از طرف دیگر در سالهای اخیر به دلیل کاهش منابع فسیلی و مسائل زیست محیطی، پیدا کردن منابع جدید بیودیزل کانون توجه محققین بوده است. هر دو نوع چربیها - تغذیه ای و بیودیزل - ابتدا توسط منابع گیاهی و جانوری تولید شده اند اما با توجه به محدودیتها و مسائل مختلف مربوط به امر تولید آن ها، انگیزه برای استفاده از منابع جدید ایجاد شده است؛ ازجمله این مشکلات میتوان به وجود فلزات سنگین در آبها و انتقال آن ها به ذخائر چربی ماهیان و نهایتا به مصرف کنندگان اشاره کرد. از این رو محققین، استفاده از میکرواورگانیسم ها را به دلیل داشتن دستگاه تولید لیپید فعال، ارزش زیاد تغذیهای، رشد سریع میکروبها روی پیش سازهای مختلف ازجمله ضایعات کشاورزی، سادگی کنترل متابولیسم میکروبی و... جهت تولید روغن پیشنهاد کردند8] و .[14
میکروارگانیسمهایی که به عنوان میکروارگانیسم روغنی مشهور میباشند، قادر به تجمع لیپید در اندام خود به میزان حداقل %20 توده زیستی خشک خود هستند - 20 تا 70 درصد - . در یک میکروارگانیسم روغنی، زمانی لیپید شروع به انباشته شدن میکند که نیتروژن در محیط تمام شده ولی هنوز منبع کربن مثل گلوکز موجود میباشد .[8] به طور کلی باکتریها تری آسیل گلیسرول - - TAG تولید و ذخیره نمیکنند و به جای آن پلی بتا هیدروکسی بوتیرات و آلکانوئیتها، پلیمرهای ذخیرهای آنها هستند و ذخیره شدن چربی، تنها در برخی از مخمرها و کپکها و تعداد اندکی از جلبکها دیده میشود .[11]
اخیرا تلاشهای بسیاری برای استفاده از پسماندهای صنعتی و کشاورزی به عنوان محیط کشت ارزان قیمت برای تولید روغنهای میکروبی صورت گرفته است که ضمن دستیابی به محصول، هزینه دفع پسابها را نیز که یک مشکل زیست محیطی حاد است کاهش میدهد. هدف از این پروژه استفاده ازآّب پنیر UF بعنوان پیشساز برای رشد کپک آسپرژیلوس نایجر PTCC 5010 و انجام تخمیر به روش غوطهوری و نهایتا تولید روغن بود.
مواد و روش ها -1 میکروارگانیسم
قارچ آسپرژیلوس نایجر PTCC 5010 مورد استفاده در این پژوهش از مرکز کلکسیون قارچها و باکتریهای ایران به صورت لیوفیلیزه خریداری شده و جهت فعالسازی آن از محیط کشت PDA استفاده شد. پس از انکوباسیون به مدت 3 روز در دمای 28درجه سانتیگراد در پلیتهای مذکور اسپورزایی صورت گرفت .[12]
-2 تهیه و آماده سازی آب پنیر
آب پنیر مورد استفاده در این تحقیق، آب پنیر UF بود که از کارخانه شیر و فرآوردههای لبنی پگاه اصفهان تهیه گردید. پس از تهیه آب پنیر، pH آن به وسیله اسید سولفوریک 5 مولار و آهک روی 6 تنظیم شده و پس از صاف کردن، نمکهای زیر با مقادیر ذکر شده - گرم در لیتر - به آن اضافه شده و حل شدند .[12]
-3 تلقیح قارچ به محیط ثانویه
برای این کار، ابتدا در ارلنهای 250 میلیلیتری 50 میلیلیتر آب پنیر آماده شده به روش قبل، اضافه شده و ارلنها در شرایط 121 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه استریل شدند. از غلظت اسپور 107 آسپرژیلوس نایجر 1میلیلیتر به هرکدام از ارلنها اضافه شد.
-4 بررسی چگونگی تغییر اجزای محیط کشت
در ابتدا میزان قند احیا، ازت، رطوبت و ماده خشک محیط کشت آماده شده توسط تستهای مایلر، میکروکلدال و روش AOAC انجام شد. پس از تلقیح نیز در دورههای 24ساعته تا 144ساعت - 6 روز - این تستها انجام شده و نهایتا منحنیهای مصرف قند، مصرف ازت و تغییرات مقدار توده زیستی حاصل شدند 3]و 4و .[9
-5 استخراج چربی
برای این کار از روش استخراج سرد - - Bligh & Dyer استفاده شد. پس از اندازهگیری محتوی روغن در روزهای مختلف نمونهبرداری، منحنی تولید روغن به دست آمد .[1]
-6 مشتق سازی اسیدهای چرب موجود در روغن و آنالیز کروماتوگرافی گازی روغن تولیدی جهت تزریق به دستگاه کروماتوگرافی گازی ابتدا متیله شد. سپس به دستگاه تزریق شد و شرایط دستگاه به قرار زیر بود: دتکتور از نوع یونیزاسیون شعلهای، ستون مورد استفاده از نوع مویین به طول 100متر و قطر خارجی 0/25 میلیمتر و قطر داخلی 0/2 میکرومتر، دمای اولیه ستون 140 درجه به مدت 5 دقیقه، افزایش دمای ستون با سرعت 4 درجه سانتیگراد در دقیقه تا رسیدن به دمای 240 به مدت 25 دقیقه، دمای آشکارساز 300 درجه سانتیگراد و دمای محل تزریق 280 درجه سانتیگراد بود .[12]
نتایج و بحث -1 آنالیز شیمیایی آب پنیر
میزان قند احیا، ازت، رطوبت و مادهی خشک آب پنیر در جدول 1 آمده است. نتایج حاصله، غیر از میزان قند احیا، با مقادیر گزارش شده در تحقیقات سایر محققین همخوانی دارد. اوتینن و همکاران میزان لاکتوز را در آب پنیر UF حدود 36/6 گرم بر کیلوگرم گزارش کردهاند که این اختلاف با نتیجه تحقیق حاضراحتمالا به مقدار لاکتوز اولیه موجود در شیر، و استریلیزاسیون آب پنیر و کاهش لاکتوز موجود در آب پنیر از طریق فرآیند استریلیزاسیون برمیگردد .[10]
-2 سینتیک مصرف قند حین رشد قارچ
همانطور که اشاره شد برای اندازهگیری میزان قند احیای موجود در محیط از تست مایلر استفاده شد. مطابق شکل 1 در زمانهای مختلف نمونهبرداری، میزان قند احیا اندازهگیری شده و منحنی مصرف قند بدست آمده است. روند ملایم تغییرات قند احیا تا روز چهارم، و ناچیز بودن میزان تغییرات در روزهای بعد مشاهده شد و مقدار قند احیا از حدود 35 گرم در لیتر به حدود 5 گرم در لیتر در روز پایانی رسید 7] و .[13 میباشد 7]و.[13
-3 سینتیک مصرف ازت طی رشد قارچ
همانطور که اشاره شد برای اندازهگیری میزان ازت موجود در محیط از تست میکروکلدال استفاده شد. مطابق شکل 2 بخش اعظم ازت در انتهای روز دوم تخلیه شده و با وجود کم بودن مقدار اولیه، رشد قارچ را شروع نمود. این زمان از لحاظ تولید روغن بسیار مهم است؛ چرا که تا وقتیکه ازت در محیط وجود داشته باشد قارچ فقط رشد میکند و روغن تولید نمینماید .[7]
