بخشی از مقاله
چکیده
کیتوزان پلی ساکاریدي طبیعی با خواص زیست فعالی مناسب می باشد که روش هاي استخراج متفاوتی دارد. در این مطالعه توانایی باکتري باسیلوس سرئوس براي استخراج کیتین از ضایعات میگو مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که این باکتري در طی تخمیر توانایی حذف مواد پروتئینی تا %82 و مواد معدنی تا %94 را دارا می باشد که این نشان می دهد یک پتانسیل مناسب براي استخراج هرچه خالص تر کیتین را دارد. پس از مرحله تخمیر، کیتین با استیل زدایی به وسیله سدیم هیدروکسید % 50 تبدیل به کیتوزان شده و خاصیت آنتی اکسیدانی آن بررسی شد.
نتایج نشان داد که اگر چه قدرت احیاء آهن توسط کیتوزان با افزایش غلظت افزایش می یابد - - DO=0,73 اما میزان آن کمتر از اسید آسکوربیک می باشد - . - DO= 1,18 همچنین توانایی مهار رادیکال آزاد DPPH نشان داد که توانایی کیتوزان براي مهار رادیکال آزاد با افزایش غلظت تا 2,1 - میلی گرم - بر میلی لیتر افزایش می یابد - % - 29 اگر چه آسکوربیک اسید قابلیت مهار به میزان - 87% - را دارا می باشد . به طور کلی می توان نتیجه که باکتري باسیلوس سرئوس کارایی بالایی دارد و همچنین خاصیت آنتی اکسیدانی کیتوزان کمتر از آنتی اکسیدان ها تجاري مانند آسکوربیک اسید می باشد اما می تواند به عنوان یک پتانسیل مناسب درنظر گرفته شود.
-1مقدمه
با توجه به ارزش غذایی بالاي آبزیان، مصرف آنها سالانه در هر حال افزایش است که در این بین سخت پوستان از جایگاه بالایی در زنجیره غذایی برخوردارند. سالانه حجم بالایی از سخت پوستان از طریق صید و پرورش تولید میگردد که در حدود 70-40 درصد از آنها به صورت پسماند دفع شده و باعث آلودگی محیط زیست میشود، و این در حالی است که میتوان با استفاده از این پسماندها ترکیبات با ارزش افزوده بالا مانند کیتین _کیتوزان که حدود 20-30 درصد اسکلت خارجی سخت پوستان را تشکیل میدهد، تولید نمود Gopakumar - ، ٢٠٠٢ - و ضمن حداکثر بهره وري از سختپوستان، از آلودگی زیست محیطی نیز جلو گیري نمود.
میگوي ببري سبز - Penaeus semisulcatus - از خانواده پنائیده - Penaeidae - یکی از گونه هاي اصلی آبهاي جنوب است که سالانه حجم عظیمی از آن صید میگردد و طبق آمار ارائه شده بیش از 70 درصد میگوي استان بوشهر را شامل میشود. مطالعات نشان میدهد که میزان ضایعات میگوي کامل حدود Pal - %60 و همکاران، - 2013 و مقدار کیتین موجود در این ضایعات حدود %30_15 میباشد Gopakumar - ، ٢٠٠٢ - که پتانسیل بالقوه مناسبی را در تولید کیتوزان رقم میزند.
در واقع کیتین با نام علمی پلی - بتا، _2_ - 1→4 - استامید و _2_داکسی، _Dگلوکوپیرانوز - فراوانترین پلیمر زیستی طبیعی بعد از سلولز است و از بههم پیوستن بیش از 5000 مونومر ان_استیل گلوکزآمین تشکیل میشود Rinaudo - ، ٢٠٠٦ - . اگر چه کیتین کاربرد کمی دارد اما مشتقات آن مانند کیتوزان کاربردهاي فراوانی دارند و استفاده از آن روزبهروز در مواد غذایی، دارویی، کشاورزي و غیره در حال افزایش است.
کیتوزان با نام علمی پلی - بتا، - _2_ - 1→4آمینو _2_دي اکسی_D_گلوکوپیرانوز - یکی از پرکاربردترین مشتقات کیتین است که از حذف گروه استیل کیتین حاصل میشود. کیتین و کیتوزان بعلت درصد بالاي نیتروژن در مقایسه با سلولز داراي اهمیت تجاري میباشند و این ویژگی کیتین را به یک عامل شلاته کننده کاربردي تبدیل کرده است. کیتوزان داراي ویژگی هاي مثبتی مانند زیست سازگاري عالی، زیست تخریب پذیري تحسین برانگیز، امنیت زیست محیطی، و سمیت پایین با فعالیت تحسین برانگیز بیولوژیکی مانند فعالیت آنتی میکروبی و ایمنی زایی میباشد.
استخرا ج کیتین به طور کلی به دو روش شیمیایی و زیستی صورت میگیرد. در روش شیمیایی از اسید و باز استفاده می گردد و در روش زیستی از باکتري، آنزیم و یا قارچی استفاده گردد که قابلیت تولید پروتئاز و یا اسید براي حذف مواد پروتئینی و معدنی موجود در پوسته سختپوستان را داشته باشد. که این کار میتواند با استفاده از یک میکروارگانیزم که به تنهایی حذف مواد پروتئینی و معدنی را انجام میدهد یا دو میکروارگانیزم متفاوت، یکی براي حذف مواد معدنی و دیگري براي حذف مواد پروتئینی صورت گیرد و یا از خود آنزیم خالص براي حذف مواد پروتئینی استفاده شود
از جمله فعالیت هاي بیولوژیکی کیتوزان خاصیت آنتی اکسیدانی آن است. براي کاهش اکسیداسیون، آنتی اکسیدان هاي مصنوعی مانند - 1BHT - استفاده میشود که خطراتی ممکن است براي سلامتی داشته باشند. بنابراین استفاده از آنتی اکسیدان هاي طبیعی مانند کیتوزان و مشتقات آن می توانند راهحل مناسبی باشد - 2007،Kim و - Thomas فعالیت آنتی اکسیدانی کیتوزان به عواملی مانند درجه استیلزدایی، وزن ملکولی و توزیع گروه هاي آمین وابسته است.
گفته شده است بازیابی کیتین با استفاده از مواد شیمیایی علاوه بر تخریب زنجیره پلیمري، سبب وارد کردن مواد شیمیایی مضر به فاضلاب، و حتی تولید محصول تجدیدناپذیر میشود. از این رو بنظر میرسد استفاده از روش هاي بیوتکنولوژیکی میتواند علاوه بر کاهش آسیب به محیط زیست، تولید یک محلول پروتئینی جهت مصارف انسانی، دامی و دارویی را نیز بهمراه داشته باشد
پژوهش حاضر با هدف بررسی خاصیت آنتی اکسیدانی کیتوزان استخراج شده به روش میکروبی به عنوان یک روش ایمن صورت گرفته است.
-2مواد و روش ها
1-2 استخراج کیتین به روش میکروبی
ضایعات میگوي ببري سبز - Penaeus semisulcatus - از بازار ماهی فروشان اهواز خریداري شده و در کنار یخ به آزمایشگاه منتقل گشته و سپس شسته شده و گوشت هاي باقی مانده کاملا جدا شده، سپس در آون در دماي 55 درجه به مدت 24 ساعت خشک شده و در نهایت توسط خرد کن پودر میگردند.
2-2 آماده سازي باکتري براي تخمیر
براي انجام تخمیر از باکتري تولید کننده پروتئاز باسیلوس سرئوس استفاده میشود. باکتري باسیلوس سرئوس از انستیتو پاستور ایران خریداري شده و پس از انتقال به آزمایشگاه براي اینکه از حالت خواب و وقفه بیرون آید پس از آماده سازي و استریل کردن محیط کشت TSB2 به میزان 10 میلیلیتر از باکتري ذخیره را در دماي 37 درجه به مدت 48 ساعت کشت داده و سپس 10 میلی لیتر از آن را در 90 میلی لیتر محیط کشت در دماي 37 درجه به مدت 48 ساعت کشت داده تا غلظت باکتري به cfu/ml 108 برسد.
3-2 تخمیر
به منظور انجام عمل تخمیر، % 5 پودر ضایعات میگو و 100 میلی لیتر محلول تخمیر یا گلوکز %10 و %10 محیط کشت را به صورت جداگانه استریل نموده و پس از سرد شدن در یک ارلن 250 میلی لیتري ریخته و سپس %10 از باکتري باسیلوس سرئوس را به آن اضافه کرده و در دماي 37 درجه به مدت 7 روز در انکوباتور شیکر با دور rpm 150 انکوبه میکنیم. سپس فاز مایع و جامد را با استفاده از فیلتراسیون جدا نموده و فاز جامد پس از چند بار شستشو با آب مقطر و سانتریفیوژ کردن، در آون در دماي 60 درجه به مدت 24 ساعت خشک میشود.
4-2 آنالیز هاي کیفی کیتین
براي تعیین درصد حذف مواد معدنی ابتدا نمونه را در کوره در دماي600 درجه به مدت 4 ساعت قرار داده و میزان مواد معدنی با استفاده از رابطه ×100 DM%= محاسبه میگردد. که AO و AR مقادیر خاکستر قبل و بعد از تخمیر بر حسب گرم و O و R به ترتیب جرم نمونه اولیه و نهایی میباشد. براي اندازه گیري درصد حذف پروتئین ابتدا میزان پروتئین قبل و بعد از تخمیر به روش لوري اندازه گیري شده - Lowryو همکاران، - 1951 و سپس با استفاده از فرمول فوق محاسبه می شود. به جاي AO و AR به ترتیب PO و PR قرار داده میشود که به ترتیب شامل میزان پروتئین قبل و بعد از تخمیر می-باشد.
