مطالعه توليد كارتنوييد از باكتريهاي نمك دوست بومي ايران و تاثير فاكتورهاي مختلف بر ميزان توليد
Abstract
مقدمه: کاروتنوئیدها رنگدانه های آلی با منافع قابل توجه تجاری می باشند که در صنایع غذایی، دارویی و آرایشی و بهداشتی استفاده می شوند. با توجه به اهمیت کاروتنوئیدها، در اين تحقیق ما به مطالعه میکروارگانیسم های تولید کننده کاروتنویید جدا شده از دریاچه ارومیه و قوری گل در شمال غرب ایران و بررسي تأثير عوامل مختلف بر روی سطح تولید کاروتنوییدها پرداختیم.
مواد و روشها: مجموعا 30 ایزوله باکتریایی جدا شده از دریاچه ارومیه و نیز دریاچه قوری گل در محیط¬های کشت تلقیح گردیدند و در شرایط مناسب انکوبه گردیدند. سپس تک کلنیها در محیطهای کشت مایع وارد شدند. به منظور تعیین اولیه وجود کاروتنوئید و نیز پروفایل کاروتنوییدی، کاروتنویید کل با استفاده از محلول استون و متانول به ترتیب با نسبت 7 به 3 استخراج شد. در ادامه با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری میزان جذب آنها تعیین و به کمک کروماتوگرافی با لایه نازک در حضور آنتی موان پنتاکلرید (SbCl5)، حضور کاروتنوییدها تایید گردید. سپس پروفایل کاروتنوییدی با استفاده ازروش کروماتوگرافی مایع - اسپکتروسکوپی جرمی (LC-MS) مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله بعد شناسایی بیوشیمیایی و مولکولی ایزوله های تولید کننده کاروتنویید با استفاده از روشهای استاندارد انجام گرفت. در نهایت بررسی فاکتورهای محیطی شامل دما، pH و غلظت نمک بر میزان تولید توده سلولی (biomass) و کاروتنویید کل با استفاده از روش RSM مورد مطالعه قرار گرفت. در ضمن ارزیابی اثر نور بر میزان تولید توده سلولی (biomass) و توتال کاروتنویید در شرایط بهینه انجام گردید.
یافته ها: سویه 112TBZ بالاترین توانایی تولید کاروتینوئید را نسبت به TBZ110 و TBZ123 نشان داد. بر اساس خصوصیات فنوتیپی و مولکولی، هر سه ایزوله مورد نظر به جنس Halorubrum تعلق دارند. عصاره استخراجی کاروتینوئیدی هر سه ایزوله، طیف جذب و پروفایل کروماتوگرافی مشابهی به نمایش گذاشتند که بر اساس نتایج MS-LC سه کاروتنوئید باکتریوروبرین، لیکوپن و بتاکاروتن، مهمترین کاروتنوئیدهای موجود در عصاره کاروتنوییدی تشخیص داده شدند که در این میان باکتریوروبرین بیشترین مقدار را به خود اختصاص داد. شرایط مطلوب برای رشد سلولی و تولید کاروتنوئید در ایزوله های مورد بررسی که توسط RSM مشخص گردیدند، به ترتیب دمای °C31 و °C 32، pH 7.5 و 47.9 و غلظت نمک 18.33٪ و 20٪ به دست آمد. علاوه بر این مطالعه ما نشان می دهد که تمام ایزوله های مورد نظر، توده سلولی و کاروتنویید کل بیشتری را در شرایط بهینه در حضور نور نسبت به تاریکی تولید می نمایند.
نتیجه گیری: هر سه سویه جدا شده از دریاچه ارومیه در این مطالعه دارای ظرفیت بالایی در تولید رنگدانه های کاروتنوئیدی می باشند. در نتیجه این آرکی باکترهای نمک دوست افراطی می توانند به عنوان نامزد پروکاریوتی مناسبی برای تولید کاروتنوئیدها به ویژه باکتریوروبرین در مطالعات آینده در نظر گرفته شوند. علاوه بر این، با به کار بردن RSM جهت بهینه سازی و نور به عنوان عامل تحریک کننده، به ترتیب 38%، 70% و 45% درصد افزایش در توليد کاروتنویید کل توسط TBZ110، TBZ112 و TBZ126 در مقایسه با محیط کشت غیر بهینه شده به دست آمد.