بخشی از مقاله
چکیده:
در این تحقیق پوسته سیستهاي آرتمیا از سواحل دریاچه ارومیه جمع آوري ،جداسازي و خشک شد.ابتدا کیتین موجود در آن با فن آوري رایج شیمیایی آن استخراج گردید و سپس کیتین آن با فن آوري زیستی استخراج شد.در فن آوري زیستی به جاي هیدروکسید سدیم براي پروتئین زدایی از پوستهHآرتمیااز آنزیمهاي پروتئولیتیک باکتري با سیلیوس سوبتیلیس استفاده شد
باکتري با سیلیوس سوبتیلیس مولد آنزیمهاي پروتئولیتیک و فاقد آنزیم کیتین آز - بی تاثیر بر روي کیتین - است.سوش باکتري از سازمان پژوهش هاي علمی-صنعتی کشور به صورت بیوفیلیزه با کدهاي PTCC1595و PTCC1331 تهیه،کشت و آزمایشات آن انجام شد.کیفیت هر دو کیتین استخراجی از فن آوري شیمیایی و زیستی با نوع کیتین پوسته میگو استخراجی از پوسته خرچنگ - تهیه شده از کشور ویتنام - مورد مقایسه قرار گرفت.در مقایسه فاکتورهاي تجزیه عنصري دستگاهی،طیف سنجی مادون قرمز،تعیین گرانروي،وزن مولکولی،رنگ و فرمولهاي تجربی و مولکولی انجام شد
نتایج نشان می دهد درصد کیتین استخراجی از پوسته سیست آرتمیا با فن آوري شیمیایی 28± 2 درصد و در فن آوري زیستی 31±5 درصد است و به میزان 9 درصد ناخالصی ها پروتئینی در فن آوري زیستی در کیتین باقی می ماند که کاربرد این کیتین در برخی صنایع مناسب تر از نوع شیمیایی آن است.فومول تجربی هر واحد کیتین پوسته سیست آرتمیا اورمیانا از هر 2 روش C6H12NO4 بدست آمد.میزان کربن 48.6 درصد،نیتروژن 7.6 درصد ،هیدروژن 78 درصد و اکسیژن 36.8 درصد است و این میزان در نوع کیتین فرآوري شده یا فن آوري زیستی به ترتیب 49/6 ،8.2، 7.5 و 35.5 درصد است.وزن متوسط مولکولی کیتین در فرآوري شیمیایی 4.1× 106 دالتون و در نوع زیستی آن 4.9×106 دالتون است.
نتایج تحقیقات نشان می دهد می توان با فن آوري زیستی به جاي فن آوري شیمیایی کیتین استخراج نمود.استخراج با فن آوري زیستی موجب کاهش اثرات مخرب آلودگی هاي زیست محیطی ناشی از تخلیه پساب حاوي مواد شیمیایی است.
مقدمه:
کتین با نام شیمیایی - B-D - 1-4 - N – acetyl – glucosamine است . این پلیمر ، پلی ساکارید ازت دار طبیعی است که در ساختمان شیمیایی آن بیشتر از 5000 مونومر گلوکز آمین وجود دارد .{ 2 } به علت ساختار شیمیایی ، خصوصیات و عملکردهاي متفاوت آن ، باعث شده که تا کنون بیش از 3000 اختراع کاربردي از کیتین و مشتقات آنها به ثبت برسد
، . { 3 این پلیمر و مشتقات آن در صنایع مختلف داروسازي ، آرایشی ، کشاورزي ، صنایع غذایی ، تولیدات گیاهی ، پالایش آب ، زیست فناوري ، پزشکی ، کاغذ سازي ، پالایش فلزات سنگین ، تغذیه حیوانات ، شیمی فیبر و نساجی کاربرد دارند
تاحال بیش از 300 منبع مختلف از انواع بی مهرگان و گیاهان دریایی ، آلگها ، باکتري ها ، حشرات ، قارچها ، مخمرها و غیره براي استخراج این مواد مورد بررسی قرار گرفته اند . { 4 } درحال حاضر پوسته میگو ، خرچنگ و کریل منابع اصلی استخراج این مواد است
میزان نیاز جهانی کیتین 150000 تن در سال برآورد شده در حالیکه میزان تولید فعلی آن 3000 تن در سال می باشد 4 } ، 2، . { 5 عدم امکان تولید بیشتر به دلیل محدودیت منابع قابل دسترس و فصلی بودن صید سخت پوستان می باشد 4 }،. { 2 در حال حاضر بیش از 45 شرکت در دنیا به تولید و تجارت آن اشتغال دارند
تجارت جهانی آنها سالیانه میلیونها دلار می باشد 3 }، {6 که ژاپن بزرگترین مصرف کننده و کاربردهاي فراوان این دو کوپلیمر طبیعی دست یابی به منابع جدید و روشهاي نوین در عمل آوري آنها مد نظر بسیاري از کشورها می باشد
در ایران تولید کیتین از پوسته خرچنگ ، لابستر و میگو گزارش گردیده است ، ولی در حال حاضر به دلایل متعددي هیچ تولیدي از آنها صورت نمی گیرد .{9} پوسته هاي سیست آرتمیاي دریاچه ارومیه به عنوان منبع جدید براي استخراج کیتین به 2 روش شیمیایی و زیستی مورد بررسی قرار گرفت .
مواد و روش ها
استخراج کیتین از پوسته سیست آرتمیا اورمیانا با 2 روش زیستی و شیمیایی
مقدار 10 کیلو گرم از پوسته هاي سیست آرتمیاي دریاچه ارومیه طی ماههاي دي و بهمن با تورهاي دستی از سواحل دریاچه در ایستگاههاي ساحلی رشکان و بزرگراه جمع آوري ، و با استفاده از روش وزنی در آب شور و شیرین خالص سازي و خشک گردید
کیتین پوسته هاي سیست آرتمیاي دریاچه با 2 روش شیمیایی بهینه تغییر یافته طی 4 مرحله کانی زدائی با اسید کلریدیک 0/5 نرمال به مدت 4 ساعت در دماي 65 درجه سانتیگراد {4} ، حذف مواد پروتئینی ، با محلول هیدروکسید سدیم 10 درصد - وزنی – وزنی - در دماي 65 درجه سانتیگراد به مدت 18 ساعت {4} ، حذف مواد لیپیدي با محلول پترولیوم بنزن - به عنوان یک روش نوین در فرایند عمل آوري کیتین - به مدت 4 ساعت و حذف مواد رنگی با محلول هیپوکلریت سدیم 0/35 درصد سرد با غلظت ملایم به مدت نیم ساعت {4} ، انجام پذیرفت . خالص سازي محصول ابتدا با محلول کلرید سدیم 1 درصد - وزنی – وزنی - به مدت 1 ساعت در دماي 65 درجه سانتیگراد و سپس با محلول اسید اسیتک گلاسیال 10 درصد - حجمی – حجمی - به مدت یک ساعت دیگر در دماي 65 درجه سانتیگراد {4} ، انجام شد.
تهیه باکتري
باکتري باسیلوس سوبتیلیس بعنوان تولید کننده آنزیمهاي پروتئولیتیک و فاقد آنزیم کیتیتاز - بی تاثیر بر روي کیتین - است. این باکتري باکدهاي PTCC 1595 ، 2 - PTCC 1331 سوش از آن باکتري - از سازمان پژوهشهاي علمی صنعتی کشور بصورت لیوفیلیزه تهیه شد
کشت اولیه باکتري
آمپولهاي لیوفیلیزه شده باکتریهاي فوق در زیر هود لامینار استریل و سپس بازشده به هر کدام 1 میلی لیتر سرم فیزیولوژیکی استریل اضافه شد. سپس سوسپانسیون حاصله روي محیط هاي کشت میکروبی نوترینت آگار و بلاد آگار کشت داده شد. دماي گرماگذاري 37 درجه سانتیگراد و مدت آن تا 120 ساعت در شرایط 7/2 PH بود.
پس از اطمینان از خلوص کانی ها آزمایش هاي استاندارد بیو شیمیایی باکتریولوژیکی انجام شد و کشت اسلانت تهیه شده بعنوان مخزن ذخیره باکتري باري استفاده به یخچال با دماي 4 درجه سانتیگراد منتقل شد. براي سنتیک رشد باکتریایی و آزمایش اندازه گیري الکتروفورز تعیین فعالیت آنزیمی به روش زیموگرام انجام شد. سنجش قدرت فعالیت انزیمی از رابطه آنزیمی لوري و همکاران انجام شد.
تست هاي تشخیص کیفی محصولات
براي شناسایی ساختار شیمیایی و کیفیت کیتین هاي حاصله از 2 روش زیستی و شیمیایی تست هاي تشخیص کیفی ذیل انجام شد که شامل :
-1 طیف سنجی مادون قرمز - FTIR - Infared spectroscopy در این روش همه نمونه ها با دستگاه پرس به صورت پلیت هاي شفاف به ضخامت 0/25 میلی متر مخلوط با برمیدپتاسیم - - KBr ، آماده و سپس به وسیله دستگاه طیف سنج مادون قرمز ABB-Bomem مدل MB-100 آزمایش ها انجام شد
-2 پرتونگاري با اشعه ایکس - - X-Ray Powder Diffraction جهت مشخص نمودن ساختار بلوري ، همه نمونه ها با دستگاه Retcsh تا اندازه 25 میکرومتر آسیاب و با پودر اسید بوریک و مخلوط با Wax-C به صورت قرص هاي 4 میلی متري آماده و سپس با دستگاه XRD ساخت شرکت فیلیپس طیف سنجی گردید
-3 تجزیه عنصري دستگاهی - - C.H.N.O.Analyser تجربه عنصري آنها با دستگاه تجزیه C.H.N.O.RAPID مدل Heraeus با مکانیسم احتراق و از رابطه اکسایشی انجام و تعیین گردید
