Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Kadivar,Mahmoud SheikhZeinodin,Sabihe Soleimanianzad
مهدی کدیور (استاد مشاور) محمود شیخ زین الدین (استاد راهنما) صبیحه سلیمانیان زاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Muhannad Haj mustafa
مهند حاج مصطفی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Optimization of Exopolysacchraide Production by Lactobacillus rhamnosus Using RSM Design
Most of the biothickeners in current use by food industry are polysaccharides from plants (e.g. starch, pectin, locust bean gum, guar gum) or seaweeds (carrageenan, alginate). Because most of the plant carbohydrates used, need some form of chemicall modification ,therefore microbial exopolysaccharides (EPS) as an alternative class of biothickeners has atracted interest of many researchers in recent years. Microbial exopolysaccharides are biothickeners that can be added to a wide variety of food products, where they serve as viscosifying, stabilizing, emulsifying or jell agents. Since most lactic acid bacteria (LAB) are food-grade microorganisms with GRAS status (Generally Recognized As Safe), the use of the secreted EPS as natural alternatives to produce all-natural food products without additives from LAB has received increased attention. The aim of this study was to determine the optimum conditions for EPS production by L. rhamnosus to achieve maximum EPS production. Potential of four strains of L. rhamnosus ( Lr M2, Lr 519, Lr GG, Lr 7469) were determined for their ability for EPS production in Sucrose -Man Rogosa and Sharpe (Su-MRS) medium. The highest amount EPS was obtained for strain Lr 519. To enhance EPS production by Lr 519, the ability of Lr 519 for EPS production in skimmed milk and MRS medium were studied. The EPS production by Lr 519 in skimmed milk was higher than that in the MRS medium. In second stay of study to investigat the influence of carbon source on EPS production, sucrose, glucose and lactose were added at concentration 20 g/L to skimmed milk culture. The EPS production by Lr 519 in skimmed milk enriched with sucrose was higher than that in presence of skimmed milk contaning other sugars. To investigat the influence of nitrogen source on EPS production, yeast extract, yeast nitrogen base(YNB), peptone and tryptophan were added at concentration 20 g/L to skimmed milk cultures. The EPS production by Lr 519 in skimmed milk enriched by yeast extract and YNB was higher than that in skimmed milk enriched of other nitrogen sources. In this study a polysaccharide-free nitrogen source, YNB, was chosen to avoid interference of compounds found in yeast extract that interfere with EPS purification and quantification. To determine the optimum conditions for EPS production by Lr 519 in skimmed milk medium, the influence of combined effects of sucrose and YNB concentrations, incubation time and pH on EPS production during batch cultures was tested with a central composite design (CCD) using a response surface methodology (RSM). A significant relationship was observed between all factors (linear and squared) and EPS production except YNB concentration which did not have a linear effect on EPS production . The highest EPS concentration (248 mg/L) was obtained at incubation time of 60
تولید پلی ساکاریدهای لاکتیکی می تواند بعنوان جایگزین ارزشمندی برای پلی ساکاریدهای میکروبی تولید شده فعلی باشند. در این تحقیق به بررسی توانایی تولید اگزو پلی ساکارید توسط چهار زیرگونه لاکتوباسیلوس رامنوسوس ( Lr ) (7469 Lr ، GG Lr ، 519 Lr و M 2 Lr ) و انتخاب زیر گونه برتر و تعیین محیط کشت و شرایط مناسب برای تولید EPS پرداخته شد. نتایج بررسی های انجام شده نشان داد که هم? سویه های لاکتوباسیلوس رامنوسوس ( Lr ) مورد آزمایش (7469 Lr ، GG Lr ، 519 Lr و M 2 Lr ) توانایی تولید EPS را دارند و لی سطح EPS تولید شده توسط سویه519 Lr در مقایسه با سایر سویه ها به طور قابل توجهی بالا بود. بنابراین در ادامه این تحقیق تنها از این سویه جهت بهینه کردن شرایط تولید E استفاده شد. نتایج همچنین نشان دادند که تولید EPS توسط سویه519 Lr در محیط کشت Skimmed milk در مقایسه با MR مایع بیشتر است، بنابراین در ادام? تحقیق محیطSkimmed milk مورد استفاده قرار گرفت. از سوی دیگر، نتیجه مربوط به تعیین منابع کربن و نیتروژن مناسب برای تولید EPS نشان داد که ساکارز (Su) در مقایسه با قندهای دیگر و (YNB) Yeast nitrogen base در مقایسه با منابع نیتروژن دیگر باعث تولید EPS بیشتری در محیط کشت می شوند. لذا در ادام? تحقیق تنها از ساکارز و YNB جهت بهینه کردن شرایط تولید E استفاده شد. برای بدست آوردن اطلاعات اولیه در مورد اثر گذاری هر یک از فاکتورهای مؤثر بر رشد باکتری و تولید محصول، آزمون های مورد نظر در سطح فلاسک انجام شدند ولیکن چون در فلاسک ها امکان ثبت و کنترل مداوم شرایط، در طول فرآیند تخمیر وجود ندارد، بهینه سازی شرایط تولید محصول در فرمانتور 5/2 لیتری به روش تخمیر غیر مداوم و با استفاده از روش آماری سطح پاسخ (RSM) انجام شد. به منظور بررسی تأثیر و بهینه سازی شرایط تولید EPS ، چهار پارامتر pH ، زمان (T)، YNB و Su در سه سطح انتخاب شده و به طور همزمان بهینه شدند. در این مرحله ابتدا یک مدل برای تولید EPS تعیین شده سپس برای دستیابی به سطوحی از متغیرهای مستقل که در نتیجه به کارگیری آنها بهترین محصول از واکنش به دست می آمد، بهینه سازی انجام شد. نتایج بدست آمده از بهینه کردن شرایط تولیدEPS توسط سویه519 Lr در محیط کشت Skimmed milk ده درصد نشان داد که مقدار EPS پیش بینی شده توسط روش RSM در مقایسه با مقدار واقعی آن، که از طریق آزمایش تآییدی به دست آمده بود، اختلاف معنی‌داری ندارد و مدل تعیین شده به خوبی می‌تواند برای تولید EPSبا میزان مطلوب مورد استفاده قرار گیرد. در نهایت 8/5 = pH ، T = 49 ساعت، YNB= 1% و u=4/2 % به عنوان بهترین شرایط برای تولید آزمایشگاهی EPS انتخاب شدند. به طور خلاصه نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که می‌توان از میکروارگانیسم پروبیوتیک و بومی 519 Lr و محیط کشت ارزان قیمت Skimmed milk برای تولید این محصول با ارزش استفاده کرد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی