بهینه‌سازی محیط کشت ریز جلبک بومی Aurantiochytrium sp.shy جهت افزایش میزان زیست‌توده با استفاده از روش پاسخ سطح

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

1 فرآوری آبزیان - مؤسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور

2 گروه مهندسی زیستی- دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران

3 استادیارگروه بیوتکنولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه الزهرا

4 دانشیاربخش فرآوری و بیوتکنولوژی، موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور

5 استادیار، دانشکده مهندسی کاسپین، دانشکده مهندسی، دانشگاه تهران

چکیده
ریزجلبک Aurantiochytrium sp. shy حاوی مقدار زیادی اسیدهای چرب چندغیر اشباعی (PUFA)، به­ویژه اسید دوکوزاهگزانوئیک است و می‌تواند استفادۀ دارویی داشته باشد. در این پژوهش برای به حداکثر رساندن میزان زیست‌توده ، تأثیر عواملی مثل گلوکز، عصاره گوشت، مونوسدیم گلوتامات و نمک دریا هم­زمان با روش پاسخ سطح بررسی شد. در بررسی هم­زمان و با درنظرداشتن اثر متقابل، بیشترین میزان زیست‌توده (g/L1/7) در غلظت‌های (گرم بر لیتر) گلوکز (60)، عصاره گوشت (6)، مونوسدیم گلوتامات (6) و نمک دریا (ppt25) به دست آمد. آنالیز سویه نشان داد میزان چربی بالاتر از 30درصد وزن خشک سلولی است و اسید پالمتیک و DHA قسمت عمده اسیدهای چرب را تشکیل می‌دهند. در حالت انفرادی، عصاره گوشت بیشترین تأثیر را دارد. ولی در حالت ترکیبی، برهمکنش گلوکز و عصاره گوشت در مقایسه با بقیه بیشترین تأثیر را داشته است. اگر میزان عصاره گوشت کافی باشد، افزایش گلوکز سبب می­­شود زیست‌توده افزایش یابد. به­عبارتی، تأثیر مقدار گلوکز بر زیست‌توده کاملاً به مقدار عصاره گوشت وابسته است. در شرایط بهینه، نسبت گلوکز به عصاره گوشت برابر 10 و نسبت C/N برابر 5 بود. با توجه به رشد هتروتروفیک سریع و پتانسیل بالای این سویه در تولید زیست‌توده و توانمندی آن در تولید اسید چرب دوکوزاهگزانوئیک، به نظر می‌رسد سویه مورد مطالعه با بهبود شرایط تولید و عوامل مغذی، توانایی تولید زیست‌توده بالایی را داشته باشد.

کلید واژگان: بهینه­سازی، زیست‌توده ، روش پاسخ سطح، ریز جلبک Aurantiochytrium sp. shy، عوامل مغذی


.

موضوعات


Kim, S.-K., (2015), Springer handbook of marine biotechnology. Springer.
[2] Perez-Garcia, O. and Y. Bashan, (2015), Microalgal heterotrophic and mixotrophic culturing for bio-refining: from metabolic routes to techno-economics, in Algal biorefineries. Springer. 61-131.
[3] Chen, F., Y. Zhang, and S. Guo, (1996), Growth and phycocyanin formation of Spirulina platensis in photoheterotrophic culture. Biotechnology letters. 18(5): 603-608.
[4] Borowitzka, M.A., (1999) Commercial production of microalgae: ponds, tanks, and fermenters, in Progress in industrial microbiology. Elsevier. 313-321.
[5] Yokoyama, R. and D. Honda, (2007), Taxonomic rearrangement of the genus Schizochytrium sensu lato based on morphology, chemotaxonomic characteristics, and 18S rRNA gene phylogeny (Thraustochytriaceae, Labyrinthulomycetes): emendation for Schizochytrium and erection of Aurantiochytrium and Oblongichytrium gen. nov. Mycoscience, 48(4): 199.
[6] Fan, L. H., Zhang, Y. T., Cheng, L. H., Zhang, L., Tang, D. S. Chen, H. L. (2007), Optimization of carbon dioxide fixation by Chlorella vulgaris cultivated in a membrane‐photobioreactor. Chemical engineering & technology. 30(8): 1094-1099.
[7] Fekrat, F. and S. Shakeri, (2015), Investigation and production of omega 3 oil rich in docosahexaenoic acid by native strain of Aurantiochytrium TA4. Biological Journal of Microorganism. 4(14): 9-24.
[8] Standbury P.F., W., A.,Hall.S.J., (1986), Media For Industrial Fermentation - Priciples of Fermentation Technology. Pergamon -Oxford
[9] Ren, L.-J., LI, J., Hu, Y.-W., Ji, X.-J., Huang, H., (2013), Utilization of cane molasses for docosahexaenoic acid production by Schizochytrium sp. CCTCC M209059. Korean Journal of Chemical Engineering. 30(4): 787-789.
[10] Yamasaki, T., Aki, T., Shinozaki, M., Taguchi, M., Kawamoto, S., Ono, K., (2006), Utilization of Shochu distillery wastewater for production of polyunsaturated fatty acids and xanthophylls using thraustochytrid. Journal of bioscience and bioengineering. 102(4): 323-327.
[11] Chi, Z., Pyle, D., Wen, Z., Frear, C., Chen, S., (2007), A laboratory study of producing docosahexaenoic acid from biodiesel-waste glycerol by microalgal fermentation. Process Biochemistry, 42(11): 1537-1545.
[12] Aasen, I. M., Ertesvåg, H., Heggeset, T. M. B., Liu, B., Brautaset, T., Vadstein, O., Ellingsen, T. E., (2016), Thraustochytrids as production organisms for docosahexaenoic acid (DHA), squalene, and carotenoids. Applied microbiology and biotechnology. 100(10): 4309-4321.
[13] Sijtsma, L. and M. De Swaaf, (2004), Biotechnological production and applications of the ω-3 polyunsaturated fatty acid docosahexaenoic acid. Applied Microbiology and Biotechnology. 64(2): 146-153.
[14] Pahlavan yali, M., Jalili, H., Noroozi, M., Moradi, Y., Saba, F., (2017), optimization of culture condition for Growth of the Aurantiochytrium sp.shy Isolated from persian Gulf. Proceeding of 2thInternational and 10thnational Biotechnology congress of Islamic Repulic of Iran August 29-31 2017 Karaj-Iran, p. 78.
[15] Hong, D.D., H.T.L. Anh, and N.T.H. Thu, (2011), STUDY ON BIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF HETEROTROPHIC MARINE MICROALGA—SCHIZOCHYTRIUM MANGROVEI PQ6 ISOLATED FROM PHU QUOC ISLAND, KIEN GIANG PROVINCE, VIETNAM1. Journal of Phycology. 47(4): 944-954.
[16] Yu, X.-J., Yu, Z.-Q., Liu, Y.-L., Sun, J., Zheng, J.-Y., Wang, Z., (2015), Utilization of high-fructose corn syrup for biomass production containing high levels of docosahexaenoic acid by a newly isolated Aurantiochytrium sp. YLH70. Applied Biochemistry and Biotechnology. 177(6): 1229-1240.
[17] Chaung, K.-C., Chu, C.-Y., Su, Y.-M., Chen, Y.-M., (2012), Effect of culture conditions on growth, lipid content, and fatty acid composition of Aurantiochytrium mangrovei strain BL10. AMB Express. 2(1): p. 42.
[18] Manikan, V., Kalil, M. S., Isa, M. H. M., Hamid, A. A., (2014), Improved prediction for medium optimization using factorial screening for docosahexaenoic acid production by Schizochytrium SP. SW1. American Journal of Applied Sciences. 11(3): 462-474.