بخشی از مقاله
چکیده
در سال هاي اخیر تولید اتانول از منابع تجدید پذیر به عنوان یک منبع سوختی جایگزین یا به عنوان یک ترکیب افزودنی اکسیژن دار مورد بررسی قرار گرفته است ولیکن در حال حاضر محققان به دنبال روشهایی جهت استفاده از بیومس تولید شده می باشند و این یکی از معضلات مهم صنایع بیوتکنولوژي می باشد. مواد خام مورد استفاده جهت تولید بیواتانول به سه دسته کلی؛ قندهاي ساده، مواد نشاسته اي و مواد لیگنوسلولزي تقسیم می شوند. تعداد زیادي از مخمرها و قارچ ها در صنایع تخمیري کاربرد دارند.
زیگومیست ها از جمله قارچ هاي فیلامنتوس ساپروفیت هستند که قادر به تولید متابولیت هاي مختلف همچون اتانول می باشند. قارچ موکور ایندیکوس - موکور رکسی - از جمله قارچ هاي فیلامنتوس متعلق به رده زیگومیست ها می باشد. این قارچ دیمرف بوده و به دو شکل فیلامنتوس - میسلیومی - و مخمري شکل رشد می کند. در مطالعاتی که در سال هاي اخیر انجام شده است. بیومس موکور ایندیکوس حاوي کیتوزان بوده و منبع مناسبی براي تولید این محصول ارزشمند می باشد.
در این تحقیق در ابتدا توانایی مورفولوژيهاي مختلف قارچ موکور ایندیکوس جهت تولید بیومس و کیتوزان از ساکاروز، ملاس نیشکر و ملاس چغندر تحت شرایط هوازي و بی هوازي مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این قارچ قادر به تولید قادر به تخمیر ساکاروز نمی باشد. بدین دلیل در ادامه تحقیقات از انواع ملاس هاي اینورت شده و محلول سنتتیک ساکاروز اینورت شده مورد مطالعه قرار گرفت. بازده تولید بیومس و کیتوزان از ملاس نیشکر، ملاس چغندر، ساکاروز اینورت شده، ملاس نیشکر اینورت شده و ملاس چغندر اینورت شده در شرایط هوازي و بی هوازي توسط مورفولوژي هاي مختلف موکور ایندیکوس مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج این تحقیق نشان می دهد که؛ ماکزیمم بازده تولید بیومس تحت شرایط هوازي بدست می آید، بازده تولید بیومس توسط مورفولوژي مخمري شکل بیش از مورفولوژي میسلیومی است در حالی که سهم کیتوزان موجود در بیومس این مورفولوژي کمتر از مورفولوژي میسلیومی است، ملاس نیشکر و ملاس چغندر هم بصورت خام و هم به صورت اینورت شده منابع مناسبی جهت تولید بیومس و کیتوزان هستند و لیکن جهت تولید اتانول بهتر است از ملاس نیشکر یا از ملاسهاي اینورت شده استفاده نمود.
1 -مقدمه
ملاس از ضایعات صنایع تولید شکر است. تولید سالیانه ملاس در دنیا بین 40 الی 50 میلیون تن در سال می باشد که از این مقدار حدود 75 تا 80 درصد ملاس نیشکر و 20 الی 25 درصد ملاس چغندر است. ملاس به دلیل داشتن قند قابل تخمیر بالا، مایع بودن، ذخیره سازي و حمل ونقل آسان تر، ماندگاري طولانی و دارا بودن اکثر عناصر مورد نیاز براي فعالیت میکروارگانیسم ها یکی از بهترین مواد اولیه براي تولید محصولات بیولوژیک است .[1]
در سال هاي اخیر تحقیقاتی برایشناسایی قارچ هاي فیلامنتوس در جهت تولید محصولات بیولوژیکی صورت گرفته است. قارچ موکور ایندیکوس از جمله این میکروارگانیسمها می باشد.این قارچ بازدهی تخمیریبرابر یا بیش از مخمر ساکارومایسس سرویسیهرا داشته و همچنین قادر به تخمیر زایلوز، رشد در دماهاي بالاتر و تولید بیومس با ارزش اشاره کرد .[4 ,3 ,2] همچنین تحقیقات نشان می دهند که بیومس این قارچ منبع مناسبی براي تولید محصولات با ارزشی همچون کیتین و کیتوزان میباشد .[6 ,5] قارچ موکور ایندیکوس داراي دو مورفولوژي می باشد. این قارچ می تواند به حالت مخمري شکلجلاض یا فیلامنتوسجًض رشد کند.
مهمترین ترکیبات دیواره سلولی قارچ ها عبارتند از: کیتین، کیتوزان، گلوکان ها، گلیکوپروتئینها، گلوکونیک اسید و ملانین ها.کیتین و کیتوزان داراي خواصی نظیر غیرسمی بودن، زیست سازگاري و زیست تجزیهپذیري هستند. کیتوزان به عنوان یک ضد میکروب داراي کاربردهاي فراوان در صنایع کشاورزي، غذایی، دارویی و آرایشی میباشد، که بدین لحاظ از این ماده جهت حفاظت مواد غذایی استفاده میشود. کیتوزان همچنین به عنوان یک ماده چسبنده بیولوژیکی جهت حذف یونهاي فلزي سنگین در تصفیه آب و جذب سطحی مواد رنگی بکار می رود.کیتوزان بدلیل خاصیت هیدروژلهایو توانایی برقراري پیوند با ترکیباتی نظیر کلسترول، چربیها و پروتئینها در تسریع جراحتها و پیچخوردگیها مفید میباشد .[7 ,5]
به دلیل محدودیت هاي فصلی و مشکلات مربوط به تهیه و فرآورش کیتوزان در سال هاي اخیر فرآیند تولید کیتوزان به روش بیولوژیکی به عنوان یک جایگزین مناسب براي فرآیند تولید این محصول از پوست بدن سختپوستان مطرح شده است [8 ,6] از بین این ترکیبات مواد پروتئینی موجود در دیواره سلولی و نیز ترکیبات موجود در خود سلول، در دژ قلیایی محلول هستند، در حالی که کیتین، کیتوزان و گلوکان ها در این دژ نامحلولند و کیتین و گلوکان در دژ اسیدي نامحلولند ولی کیتوزان در دژ کمتر از 5/5 محلول است.
-1-2 میکروارگانیسم و محیط نگهداري آن
قارچ موکور ایندیکوس با شماره 22424 از کلکسیون دانشگاه گوتنبرگ سوئد تهیه شد. این قارچ بر روي محیط جامدي که حاوي گلوکز 40 - گرم بر لیتر - ، پپتون 10 - گرم بر لیتر - و آگار 20 - گرم بر لیتر - می باشد، نگهداري شد. کلیه اسلنت ها و پلیتهاي تلقیح شده به مدت 5 روز در دماي 30 درجه سانتیگراد نگهداري و سپس در یخچال نگهداري شد.
