دانشگاه اصفهان زیست شناسی میکروبی 3060-7647 2 7 2013 10 23 Optimization of polyphosphate production by Bacillus megaterium strain G11 بهینه‌سازی تولید پلی‌فسفات توسط باسیلوس مگاتریوم سویه G11 69 78 19494 FA سارا قشقایی کارشناس ارشد میکروبیولوژی، دانشگاه اصفهان، ایران گیتی امتیازی استاد میکروبیولوژی، دانشگاه اصفهان، ایران Journal Article 2016 06 14 <strong>Introduction</strong>: Polyphosphates, also called <em>volutin</em> granules, are linear polymers from orthophosphates linked by energy-rich phosphoanhydride bands that have been seen in bacteria, yeasts, fungi, plants and animals. <em>These polymers</em> are completely <em>safe</em> and nontoxic, and have numerous applications in <em>food and drug industries</em>. <strong>Materials and methods</strong>: <em>Due</em> to the great <em>importance</em> and wide range of the utilization of <em>these polymers</em> in various industries, several factors such as various carbon sources, carbon source concentration and phosphorus concentration were studied and optimized. In order to increase polyphosphate production in <em>Bacillus megaterium</em> strain G11. The optimization process was carried out with determination of the amount of polyphosphate accumulated in cell and phosphorus removed from the medium.<em> One-way ANOVA</em> and Tukey tests were<em> used</em><em>in order to determine</em> whether there was <em>a </em><em>significant difference</em> between data obtained in this research. <strong>Results</strong>: Growth of <em>B.</em> <em>megaterium</em> in the presence of sucrose (OD=3.026) was better than glucose (OD=2.616) whereas polyphosphate production and phosphorus removal from medium were higher in the presence of glucose (0.033 g g^-1 dry cell weight and 1.61 g l^-1, respectively). On the other hand, polyphosphate production and phosphorus removal from medium <em>coordinately</em> were decreased with increasing glucose concentration. Furthermore, in studying the effects of phosphorus, we faced <em>two phases</em> of <em>rising</em> and falling. Actually, the increase of phosphorus concentration (0.25-1 g l^-1) in medium caused an increase in polyphosphate production and phosphorus removal from medium whereas both of them were decreased with a more increase in amount of phosphorus (1-4 g l^-1). One-way ANOVA and Tukey tests showed that there was a significant difference (P<0.01) between data obtained at each optimization step and the best glucose and dipotassium phosphate concentrations for polyphosphate production were 5 and 0.5 g l^-1 respectively. <strong>Discussion and conclusion</strong>: According to data obtained in this study, the best carbon source for cell growth and proliferation was not the best source for polyphosphate production and phosphorus removal from medium. Since there was no statically significant difference between 1, 2, and 0.5 g l^-1 concentrations for polyphosphate production, therefore, for industrialization and economization in the level of phosphorus consumption, 0.5 g l^-1 was the best phosphorus concentration. <strong>مقدمه: </strong>پلی ­فسفات­ها ‏که دانه­های ولوتین نیز نامیده می­شوند،بسپارهای خطی از ارتوفسفات­های اتصال یافته با پیوندهای پرانرژی فسفوانهیدریدی هستند که در باکتری‏ها، مخمرها، قارچ‏ها، گیاهان و جانوران مشاهده می­شوند. این بسپار به­طور کامل ایمن و غیرسمی است و کاربردهای متعددی در صنایع غذایی و دارویی دارد. <strong>مواد و روش</strong><strong>‏‏</strong><strong>ها:</strong> در این تحقیق به علت اهمیت بالای این بسپارها در صنایع مختلف، چندین عامل مانند نوع منبع کربن، غلظت منبع کربن و غلظت فسفر برای افزایش تولید پلی­فسفات در <em>باسیلوس مگاتریوم</em> سویه­ G11 مطالعه و بهینه شدند. این کار با تعیین مقدار فسفر حذف شده از محیط و میزان پلی­فسفات ذخیره شده در سلول انجام شد. برای اثبات معنی­دار بودن نتایج به­دست آمده، از آزمون­هاى آماری تحلیل واریانس یک طرفه و توکی ‏استفاده شد. <strong>نتایج:</strong> رشد <em>باسیلوس مگاتریوم</em> در حضور سوکروز (جذب نوری 026/3) بهتر از گلوکز (جذب نوری 616/2) بود ولی فعالیت سلولی از لحاظ تولید پلی­فسفات و حذف فسفر، در محیط گلوکز بیشتر و به­ترتیب برابر با 033/0 گرم بر گرم وزن خشک توده سلولی و 61/1 گرم بر لیتر بود. به­علاوه تولید پلی<strong>­</strong>فسفات و حذف فسفر در راستای هم، با افزایش غلظت گلوکز محیط، کاهش یافتند. در بررسی اثر فسفر دو مرحله بالارونده و پائین­رونده مشاهده شد. افزایش غلظت فسفر از 25/0 تا یک گرم بر لیتر موجب افزایش تولید پلی‏فسفات و حذف فسفر از محیط شد درحالی‏که افزایش بیشتر غلظت فسفر، یعنی از یک تا چهار گرم بر لیتر موجب کاهش آن‏ها شد. براساس اطلاعات به­دست آمده از تحلیل واریانس یک طرفه و توکی، در کل اختلاف آماری معنی­داری (01/0P<strong><</strong>) در تولید پلی­فسفات و حذف فسفر از محیط در هر مرحله از بهینه­سازی وجود داشت. در نهایت می­توان گفت برای این سویه بهترین غلظت گلوکز و نمک دی­پتاسیم فسفات برای تولید پلی­فسفات به ترتیب برابر با 5 و 5/0 گرم بر لیتر است. <strong>بحث و نتیجه</strong><strong>‏</strong><strong>گیری:</strong> مطابق با داده­های به­دست آمده، بهترین منبع کربن برای رشد و تکثیر سلول، بهترین منبع کربن برای تولید پلی­فسفات و حذف فسفر از محیط نیست. از آنجایی­که برای تولید پلی­فسفات بین غلظت­های 1، 2 و 5/0 گرم بر لیتر فسفر اختلاف آماری معنی­داری وجود نداشت در نتیجه برای صرفه­جویی در مقدار مصرف  فسفر و صنعتی بودن آن، 5/0 گرم بر لیتر بهترین غلظت فسفر برای تولید پلی­فسفات است. https://bjm.ui.ac.ir/article_19494_c818b7e2d47ebd409db3eac4a0f56366.pdf