Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad.J. Taherzadeh,Keikhosro Karimi
محمدجعفر طاهرزاده اصفهانی (استاد راهنما) کیخسرو کریمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Azam Jeihanipour Esfahany
اعظم جیحانی پور اصفهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1383

TITLE

Separation of biological chitosan and study of its antimicrobial properties
Chitosan, a polymer of glucosamine is industrially produced by chemical deacetylation of chitin from shellfish. Cell wall of zygomycetes is an alternative source for production of chitosan. In fungal cell wall, chitosan is produced by enzymatic deacetylation of chitin. The chitosan is a polycationic polymer, and therefore antimicrobial activity is one of the most important characteristics of this polymer. In this study we used a new method for chitosan extraction, which is via hot dilute sulfuric acid treatment. It is a new method for extraction of chitosan from cell wall material of fungi, developed by biotechnology research group at University of Bor?s in Sweden and this work was accomplished in collaboration with them. Sulfuric acid extraction method was used to determine chitosan yield in cell wall of three different strains: Rhizopus oryzae , Mucor indicuss , Rhizonucor pucillus obtained from culture collection of university of Goteborg , Sweden . The ability of fungi for production of chitosan was examined at different growth phases. The results indicated that within less than 24 h, the pH of the culture media of all fungi decreased from initial value 5.5 to less than 3. Without any control of the pH, maximum extractable chitosan from one Kg of dry biomass R. oryzae was about 52.4 g, M. indicus 36.5 g and R. pusillus 27.8 g, within 6 days. Phosphates and N-acetyl glucosamine were the other compounds measured in this study. Results showed that R. pusillus was the most active fungus for production of chitin and was able to produce 136.4 g chitin per kg dry biomass and its phosphate content was less than 10% of biomass for each three strains. Since R. oryzae had the highest chitosan yield, the effect of pH and salt concentration were also studied on the chitosan yield from cell wall of this microorganism. The results showed that at pH=6.5 chitosan and phosphate yields are 3.5 and 2.9 times higher than the same condition at pH=3.5, respectively. Furthermore, if the salt concentration was less than 10 g/l, with increasing the salt concentration chitosan yield from cell wall decreased, whereas chitosan yield increased if the salt concentration was above this value. Antimicrobial properties of fungal chitosan extracted form R. oryzae was studied against three typical human pathogenic microorganisms, Escherichia coli , Klebsiella pneumoniae and Staphylococcus aureus . The minimum bactericidal concentration (MBC) of the ....
کیتوزان، پلیمری تشکیل شده از مونومرهای گلوکز آمین است که تولید صنعتی آن به روش داستیلاسیون کیتین استخراج شده از پوست بدن سخت پوستان انجام می شود. دیواره سلولی قارچهای زیگومایست نیز منبع دیگری برای تولید کیتوزان به شمار می رود. در دیواره سلولی قارچ، کیتوزان از طریق داستیلاسیون آنزیمی کیتین تولید می شود. کیتوزان یک پلیمر پلی کاتیونی است و به همین دلیل دارای خواص ضد میکروبی است که از مهمترین ویژگی های آن به شمار می رود. در این پروژه از روش جدیدی استفاده شده است که برای استخراج کیتوزان از دیواره سلولی قارچ، محلول اسید سولفوریک داغ و رقیق به کار می برد. این روش که به وسیله گروه تحقیقاتی بیوتکنولوژی دانشگاه بوراس در سوئد ارائه شده است برای استخراج کیتوزان از سایر ترکیبات دیواره سلولی قارچ به کار برده می شود و این پروژه طی همکاری با این تیم به انجام رسیده است. با استفاده از روش فوق میزان بازدهی کیتوزان در دیواره سلولی سه میکروارگانیسم از خانواده قارچ های زیگومایست، رایزوپوس اورایزه، موکورایندیکوس و رایزوموکورپاسیلوس در فازهای مختلف رشد آنها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در کمتر از 24 ساعت pH محیط کشت هر سه قارچ از مقدار اولیه 5/5 به کمتر از 5/3 کاهش می یابد و بدون کنترل pH بیشترین مقدار کیتوزان قابل استخراج از هر کیلوگرم بیومس خشک رایزوپوس اورایزه حدود 4/52، موکور ایندیکوس 5/36 و رایزوموکور پاسیلوس، 8/27 گرم در طول شش روز است. به جز کیتوزان، میزان فسفات و ان-استیل گلوکز آمین موجود در دیواره سلولی قارچ های مورد بررسی نیز اندازه گیری شد و نتایج آن نشان داد که قارچ رایزوموکورپاسیلوس توانایی بیشتری برای تولید کیتین دارد و در طول شش روز حداقل 4/136 گرم کیتین به ازای هر کیلوگرم بیومس خشک می تواند تولید کند. همچنین مقدار فسفات اندازه گیری شده در دیواره سلولی هر سه میکروارگانیسم کمتر از %10 از وزن بیومش خشک آنها بود. از آنجاییکه رایزوپوس اورایزه بیشترین بازدهی کیتوزان را داشت، برای بررسی تأثیر pH و غلظت نمک در محیط کشت روی بازدهی کیتوزان تولیدی توسط قارچ، انتخاب شد. نتایج این بررسی نشان داد که با افزایش pH محیط کشت قارچ از 5/3 به 5/6، بازدهی کیتوزان نسبت به بیومس 4/3 برابر و بازدهی فسفات دیواره سلولی نسبت به بیومس 9/2 برابر می شود. همچنین اگر غلظت نمک کلرید سدیم در محیط کشت قارچ کمتر از 10 گرم بر لیتر باشد بازدهی کیتوزان نسبت به بیومس کاهش یافته و اگر بیشتر از 10 گرم بر لیتر باشد بازدهی کیتوزان افزایش می یابد. در این پروژه خواص ضد میکروبی کیتوزان استخراج شده از بیومس قارچ رایزوپوس اورایزه نیز اندازه گیری شد و نتایج آن نشان داد که حداقل غلظت کشندگی کیتوزان قارچی نسبت به سه میکروب استافیلوکوکوس اورئوس، اشر شیا کلی و کلبسیلا پنمونیا به ترتیب 300، 500 و ppm700 است ولی حداقل غلظت کشندگی کیتوزان حاصل از پوست بدن سخت پوستان نسبت به سه باکتری فوق کمتر از ppm100 است. همچنین هر دو نوع کیتوزان نسبت به باکتری های گرم مثبت قویتر از باکتری های گرم منفی عمل می کنند

ارتقاء امنیت وب با وف بومی