نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران

2 عضو هیات علمی سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران

3 سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران

10.22051/jab.2021.36286.1423

چکیده

پلی‌هیدروکسی آلکانوات‌ها پلیمر‌هایی زیست‌تخریب‌پذیر و زیست‌سازگار هستند که توسط طیف گسترده‌ای از سویه‌های باکتریایی تولید می‌شوند. در پژوهش حاضر، از سویه طبیعی باکتری Bacillus cereus‌ تولید کننده کوپلیمر پلی‌هیدروکسی بوتیرات-کو-والرات (PHBV) با بهره‌وری تولید بالا جداسازی شده از پساب نشاسته استفاده گردید. به منظور تولید، پساب نشاسته بعنوان یک محیط کشت ارزان‌قیمت بررسی شد. در ادامه با بررسی عوامل مؤثر، ترکیب بهینه محیط کشت ارزیابی و به منظور دستیابی به بهره‌وری بالاتر، روش کشت با تراکم بالای سلولی ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که میانگین حداکثر تولید PHBV با استفاده از روش طراحی آزمایش پلاکت-برمن (عوامل مرتبط با محیط کشت)، حدود g/l 07/3 (5/59% وزن خشک سلول) است. در ادامه با ‌بهینه سازی کشت با تراکم بالای سلولی، میزان تولید به مقدار g/l 45/4 (بیش از 72% وزن خشک سلول) افزایش یافت. بنابراین می‌توان چنین نتیجه گیری کرد که روش کشت سلولی با تراکم بالا تاثیر معناداری بر بالا بردن بهره‌وری تولید PHBV توسط سویه B. cereus دارد. با توجه به بکارگیری محیط کشت ارزان‌قیمت پساب، اهمیت این نتایج دو چندان بوده و پتانسیل تولید در مقیاس صنعتی را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of effective factors on optimization of biopolymer production of polyhydroxybutyrate-co-valerate (PHBV) by Plackett–Burman method and optimization of productivity by high cell density technique

نویسندگان [English]

  • Neda Sinaei 1
  • Davood Zare 2
  • Mehrdad Azin 3

1 Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST)

2 Iranian Research Organization for Science and Technology

3 Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST)

چکیده [English]

Polyhydroxy alkanoates are biodegradable and biocompatible polymers produced by a wide range of bacterial strains. In the present study, the natural strain of Bacillus cereus producing polyhydroxybutyrate-co-valerate (PHBV) copolymer with high productivity isolated from starch effluent was used. In order to produce, starch effluent was studied as a cheap and expensive culture medium. Then, by examining the effective factors, the optimal composition of the culture medium was evaluated and in order to achieve higher productivity, the culture method with high cell density was evaluated. The results showed that the mean maximum production of PHBV using the platelet-Berman test design method (culture medium related factors) was about 3.07 g / l (59.5% of cell dry weight). Subsequently, by optimizing culture with high cell density, the production rate increased to 4.45 g / l (more than 72% of dry cell weight). Therefore, it can be concluded that the high-density cell culture method has a significant effect on increasing the productivity of PHBV production by B. cereus. Due to the use of cheap culture medium and the cost of wastewater, the importance of these results is twofold and shows the potential for production on an industrial scale.

کلیدواژه‌ها [English]

  • starch wastewater, polyhydroxybutyrate-co-valerate, Plackett&ndash
  • Burman method, Bacillus cereus, PHBV