زیست فناوری

چکیده فرآیند تولید توکسویید دیفتری توسط نرم افزار SuperPro Designer طراحی و تاثیر اعمال تغییرات در فرآیند بر بازده و هزینه­های تولید بررسی شد. با علم بر فرآیند واقعی تولید توکسویید، از بیوراکتور با شرایط عملیاتی بهینه و از سانتریفیوژ صنعتی دیسک انباشته به جای فیلتر پرس به منظور جداسازی پیکره باکتری استفاده شد. اعمال این تغییرات همراه با افزودن پمپ میان بیوراکتور و سانتریفیوژ بود. نتایج نشان می­دهد که بهبود شرایط عملیاتی بیوراکتور می­تواند موجب افزایش 25 درصدی تولید توکسین، یعنی افزایش تولید از 7 میلیون دوز به 75/8 میلیون دوز ­شود. هدررفت توکسین در فیلتر پرس (14 درصد) با استفاده از سانتریفیوژ کاملا برطرف و در مجموع موجب افزایش 44 درصدی تولید توکسویید خواهد شد. همچنین، این تغییرات می­تواند منجر به کاهش 16 درصدی زمان فرآیند، کاهش 29 درصدی آب مصرفی و اما افزایش 32 درصدی مصرف انرژی شود. به طور کلی نتایج شبیه­سازی نشان داد هزینه­ مربوط به تجهیزات جدید در فرآیند بهبود ­یافته­ی پیشنهادی طی دو بچ تولید قابل برگشت خواهد بود.

چکیده

در این مطالعه، تخمیر جوانه گندم با پودر مخمر نانوایی صنعتی برای تولید FWGE با محتوای بالای 2،6-DMBQ با رویکرد افزایش مقیاس در مقیاس بیوراکتور Bench انجام شد. محتوی 2,6-DMBQ جوانه گندم تخمیر شده با بهینه‌سازی سه متغیر pH اولیه، دمای تخمیر و سرعت هم‌زدن در دو سطح با استفاده از روش تاگوچی در بیوراکتور همزن­دار افزایش داده شد. محتوای 2،6-DMBQ نمونه ها طی 14، 16 و 18 ساعت پس از تخمیر تعیین شد و سپس نتایج توسط نرم افزار Qualitek تجزیه و تحلیل شد. سپس اثر دور سانتریفیوژ روی میزان کدورت و تعداد مخمر موجود در سوپرناتانت نهایی بررسی شد. در انتها، سوپرناتانت توسط خشک کن پاششی با دمای ورودی C°120 و دمای خروجی C° 69-70 خشک شد و میزان ماده موثر 2,6-DMBQ، pH، رطوبت وخاکستر تعیین شد. در شرایط بهینه: pH اولیه 6، دمای تخمیر C°32 و سرعت هم زدنrpm 80، حداکثر 527/1 میلی گرم 2،6-DMBQ در هر گرم FWGE به دست آمد. نتایج جداسازی نشان داد که سرعت سانتریفیوژ تأثیر معنی‌داری بر کدورت نهایی و تعداد مخمرهای باقی‌مانده ندارد و بنابراین g3000 بعنوان سرعت بهینه انتخاب شد. با این حال، به دلیل محتوای بالای مخمر در مایع رویی، فیلتراسیون پس از سانتریفیوژ مورد نیاز بود. به دلیل سرعت بالای خشک شدن نمونه، رطوبت کم محصول نهایی و راندمان بالا در مقیاس صنعتی، نمونه ها با استفاده از خشک کن اسپری خشک شدند. در نهایت رطوبت، پروتئین، خاکستر و pH محصول نهایی اندازه گیری شد.

چکیده بیوسورفکتانت­ها متابولیت­های تولید شده توسط میکروارگانیسم­ها هستند که به دلیل دارا بودن ویژگی­های سودمند فراوان، از قابلیت­های بالقوه و کاربردی گسترده­ای در صنایع مختلف برخوردار می­باشند. علی­رغم مزایای بسیار، به دلایل فنی و اقتصادی از جمله راندمان پایین، هزینه بالای تولید و فرآوری، و نوع سویه­های تولید­کننده، استفاده تجاری از بیوسورفکتانت­ها به­ویژه در صنایع غذایی و دارویی محدود می­باشد. اکثر میکروارگانیسم­های تولید­کننده­ی بیوسورفکتانت­ها که تاکنون مورد بررسی قرار گرفته­اند، سویه­هایی بیماری­زا بوده که کاربرد بیوسورفکتانت خام حاصل از آن­ها در مصارف صنعتی و زیست­محیطی به­ویژه در صنایع غذایی، دارویی، آرایشی و بهداشتی براحتی قابل پذیرش نخواهد بود. از این­رو، مطالعه حاضر با هدف ارزیابی و تولید حداکثری بیوسورفکتانت متصل به سلول توسط لاکتیک­اسید­باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم (ATCC 8014) از طریق تغییر و بهینه­سازی میزان منبع کربنی اصلی محیط کشت میکروبی اختصاصی انجام گرفته است. بدین منظور، سه ترکیب محیط کشت با میزان گلوکز متفاوت، از نظر تولید توده­ی سلولی و بیوسورفکتانت در فلاسک­های هم­خورنده و همچنین در بیوراکتور غیرمداوم (تحت شرایط دما، pH و سرعت همزدن کنترل­شده) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تخمیر هم در آزمایشات مربوط به فلاسک­ها و هم در بیوراکتور، نشان­دهنده­ی حداکثر غلظت توده­ی سلولی (92/3 و 17/4 گرم بر لیتر) و حداقل کشش سطحی (17/41 و 48/40 میلی­نیوتن بر متر) و در نتیجه حداکثر میزان بیوسورفکتانت تولیدی در محیط کشت حاوی 30 گرم بر لیتر گلوکز می­باشند. همچنین، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز نشان داد که بیوسورفکتانت تولید شده مخلوطی از پروتئین، پلی­ساکارید و احتمالاً گروه فسفات می­باشد و دارای ساختار گلیکوپروتئینی است.

چکیده اهداف: فاکتور رشد عصبی β–NGF یک عامل درمانی مهم در درمان بسیاری از بیماری‌های تحلیل عصبی مثل آلزایمر است، لذا تولید نوترکیب آن در مقیاس انبوه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هدف از بررسی حاضر بهینه‌سازی فاکتورهای موثر در دست‌یابی به بیشترین میزان تولید پروتئین β–NGF در فرمانتور است.
مواد و روش‌ها: از آنجا که باکتری E. coli سویه بیانی مناسبی برای تولید در مقیاس صنعتی است، در مطالعه حاضر از سویه DE_۳ باکتری E. coli به‌منظور تولید پروتئین نوترکیب β–NGF استفاده شد. همچنین از بیوراکتور ۵لیتری به‌منظور تولید پروتئین استفاده شد و میزان اکسیژن محلول (DO%) و دمای پس از القا با استفاده از روش نرم‌افزار آماری سطح پاسخ (RSM) بهینه‌سازی شد. ابتدا تاثیر این دو متغیر بر میزان تولید پروتئین مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور در هر آزمایش کل محتوای پروتئینی استخراج و با روش برادفورد تعیین غلظت شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که بهینه شرایط برای دست‌یابی به بیشترین میزان تولید پروتئین دمای پس از القای ºC۵/۲۸ و DO، ۳۰% است و در این شرایط غلظت پروتئین تولیدی ۶۱/۰±۶/۹میکروگرم بر میلی‌لیتر است. نهایتاً تاثیر این فاکتورها بر تولید پروتئین β–NGF با استفاده از روش دات‌بلات مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج نشان‌دهنده بیشترین میزان تولید در شرایط بهینه‌سازی‌شده است.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی می‌توان چنین نتیجه‌گیری کرد که میزان DO% و دمای پس از القا علاوه بر تاثیر بر رشد باکتری نوترکیب E. coli در بیوراکتور، بر میزان تولید و بیان پروتئین های نوترکیب (مثل β–NGF) نیز تاثیر مستقیمی دارد.