مقاله بهینه سازی محیط کشت غیر پیوسته جهت افزایش راندمان تولید بیولوژیکی اسید لاکتیک توسط لاکتوباسیلوس کازئی با استفاده از روش آماری تاگوچی

این یک مقاله ای با عنوان بهینه سازی محیط کشت غیر پیوسته جهت افزایش راندمان تولید بیولوژیکی اسید لاکتیک توسط لاکتوباسیلوس کازئی با استفاده از روش آماری تاگوچی است که در۹ صفحه برای دانلود منتشر شده است.

چکیده

تولید اسید لاکتیک در فرایند غیر مداوم تخمیر آب پنیر پروتئین گیری شده توسط باکتری لاکتوباسیلوس کازئی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بهینه سازی شرایط فرایند تولید از روش آماری تاگوچی برای طراحی آزمایشات و تجزیه و تحلیل نتایج آزمایشگاهی استفاده شده است. در این بررسی، اثر چهار متغیر میزان مایه تلقیح، غلظت سولفات منیزیم، گلوکز و سولفات منگنز بر روی میزان تولید اسید لاکتیک مورد ارزیابی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل نتایج آزمایشگاهی با نرم افزار تاگوچی نشان داد که در شرایط بهینه برای دستیابی به بهترین بازده تولید اسید لاکتیک می بایست میزان مایه تلقیح ۸%، غلظت سولفات منیزیم ۲۵/۰ گرم در لیتر، غلظت گلوکز ۲۵ گرم در لیتر و غلظت سولفات منگنز ۰۵/۰ گرم در لیتر را در دمای ۳۷ درجه سانتی گراد و سرعت همزدن ۱۷۰ دور در دقیقه برقرار نمود. در این شرایط بهینه انتظار می رود تولید اسید لاکتیک به ۰۳۸/۲۳ گرم در لیتر برسد. تحلیل نتایج نشان داد که میزان مایه تلقیح بیشترین وغلظت سولفات منیزیم کمترین تاثیر را بر تولید اسید لاکتیک داشته اند. همچنین میزانتولید اسید لاکتیک در شرایط بهینه در آزمایشگاه برابر با ۹/۲۲ گرمدر لیتر به دست آمد. بر این اساس یک تطابق قابل قبول در حد ۹۹% مابین نتایج آزمایشگاهی واقعی در شرایط بهینه و پیش بینی های تئوری انجام شده توسط نرم افزار مشاهده گردید.

کلمات کلیدی: آب پنیر، اسید لاکتیک، روش آماری تاگوچی، لاکتوباسیلوس کازئی

مقدمه

اسید لاکتیک با فرمول CH_۳CHOHCOOH یک اسید آلی هیدروکسیل دار ضعیف با وزن مولکولی کم است و تنها ایزومر نوری L(+) آن در انسان متابولیزه می­گردد. اسید لاکتیک در صنایع غذایی و داروئی کابردهای فراوانی دارد. به عنوان یک ماده طعم دهنده و همچنین نگهدارنده در صنایع غذایی کاربرد دارد. همچنین اسید لاکتیک در داروسازی و به عنوان یک ماده واسطه در تولید سایر مواد شیمیایی استفاده می­شود. جدید ترین کاربرد اسید لاکتیک در ارتباط با تهیه پلاستیک های زیست تخریب پذیر و همچنین در تولید حشره کش­ها می­باشد. در حال حاضر اسید لاکتیک به دو روش بیولوژیک (تخمیری) و سنتزی تولید می­شود. به دلیل توان تولید ایزومر L(+) ، بیشتر حجم تولید اسید لاکتیک در جهان به صورت تخمیری است. تولید اسید لاکتیک با روش بیولوژیکی از یک سری مواد اولیه ضایعاتی و معمولا دور ریختنی مانند آب پنیر می­تواند ارزش افزوده زیادی را به همراه داشته باشد. این فرایند به راحتی قابلیت تجاری سازی دارد. افزایش بازده و راندمان تولید در فرایند ناپیوسته نقش بسیار بزرگی در کاهش هزینه­های تولید در مقیاس تجاری خواهد داشت.

تولید اسید لاکتیک با استفاده از یک سویه باکتریایی از خانواده باکتری های لاکتیک اسید به نام لاکتوباسیلوس کازئی توسط تعدادی از محققین انجام شده است [۱و ۲]. طبق تحقیقات انجام شده سویه­های لاکتوباسیلوس کازئی و لاکتوباسیلوس رامنوسوس با تولید مقادیر مناسب اسید لاکتیک نوع L (+) جهت تولید اسید لاکتیک مجاز برای استفاده در صنایع غذایی و داروئی و تدوین دانش فنی تولید در شرایط نیمه صنعتی به عنوان نگهدارنده غذایی ارزشمند هستند [۳]. همچنین تلاش هایی نیز برای تولید اسید لاکتیک با استفاده از انواع مختلف سوبستراهای ارزان قیمت وضایعاتی انجام شده است. از آن جمله می توان به تحقیقات در مورد استفاده از ملاس [۴ و ۵]، افزودن پپتون، عصاره مخمر و سولفات آلومینیوم  به محیط کشت باکتری و همچنین اثرات دمای محیط کشت بر بازده تولید اسید لاکتیک [۶]، بررسی نقش نوع میکروارگانیسم، منبع کربن و نیتروژن، حالت تخمیر، پ هاش و درجه حرارت محیط کشت بر تولید اسید لاکتیک [۷]، جداسازی و خالص سازی ایزومر خالص اسید لاکتیک L (+) از محیط کشت باکتری لاکتوباسیلوس کازئی و بررسی اثرات استراتژی های عملیاتی فرایند بر تولید اسید لاکتیک [۱]، تولید مستقیمL  (+) اسیدلاکتیک از نشاسته و ضایعات مواد غذایی با استفاده از لاکتوباسیلوس مانی هوتیورانس [۸]، استفاده از شیره خرما برای تولید اسید لاکتیک توسط گونه های مختلف لاکتوباسیلوس [۹]، استفاده از برنج با پوست ساکارافیکه شده، پودر سبوس گندم و عصاره مخمر به عنوان منبع کربن و نیتروژن و فاکتور رشد برای تولید اسید لاکتیک [۱۰]، تولید تخمیری اسید لاکتیک-L با استفاده از سوبسترای سبوس گندم هیدرولیز شده توسط لاکتوباسیلوس رامنوسوس [۱۱]، تولید اسید لاکتیک از سلولز و بررسی اثر مس، روی، نیکل و کربن فعال بر بازده تولید [۱۲]، استفاده از شاخه ذرت برای تولید اسید لاکتیک [۱۳] اشاره نمود. تولید اسید لاکتیک در فرایند تخمیر پیوسته و خارج سازی مداوم محصول تولید شده به روش الکترودیالیز همراه با کنترل کننده غلظت گلوکز نیز مورد بررسی قرار گرفته است [۱۴]. در این مطالعه، سیستم تخمیری همراه با الکترودیالیز توسط کنترل کننده غلظت گلوکز که قادر به کنترل غلظت گلوکز پایدار و کمی در محیط می­باشد بهبود یافته است. همچنین طراحی محیط کشت مناسب برای تولید اسیدلاکتیک همراه با استخراج از طریق الکترودیالیز در تحقیق دیگری نیز مورد بررسی قرار گرفته است [۱۵]. یکی از سوبستراهای مناسب برای تولید اسید لاکتیک به روش بیولوژیک، آب پنیر است. آب پنیر فازمحلول شیراست که بعد از انعقاد کازئین در اثر عمل مایه پنیر یا باکتری های لاکتیکی از لخته جدا می شود. لخته شامل کازئین، چربی و برخی مواد معدنی و بعضی ویتامین ها است، اما آب پنیر حاوی لاکتوز، پروتئین‌های محلول، مواد معدنی محلول، اسیدهای آلی، ویتامین ها و آنزیم می باشد. اصلی ترین فرآورده جانبی بدست آمده از صنایع شیر آب پنیر حاصله ازتولید پنیر و کازئین شیر است ، که میزان آن ۹ کیلوگرم آب پنیر به ازای هر کیلوگرم پنیر می باشد [۱۶]. تحقیقاتی نیز در رابطه با استفاده از آب پنیر به منظور سوبسترا در تولید تخمیری اسید لاکتیک انجام شده است [۷].

ادامه ی متن در فایل اصلی

در صورت بروز مشکل در دانلود مقاله ی بهینه سازی محیط کشت غیر پیوسته جهت افزایش راندمان تولید بیولوژیکی اسید لاکتیک توسط لاکتوباسیلوس کازئی با استفاده از روش آماری تاگوچی با پشتیبانی تماس بگیرید.