دانشگاه اصفهان زیست شناسی میکروبی 3060-7647 5 18 2016 08 22 Selection of optimal conditions for anti-corrosive microbial biopolymer production by the Flavobacterium strain using response surface methodology (RSM) انتخاب شرایط بهینه تولید بیوپلیمر میکروبی ضدخوردگی از گونه فلاووباکتریوم به‌روش سطح پاسخ (RSM) 129 140 20388 10.22108/bjm.2016.20388 FA مجتبی خانی دانشجوی کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران علی بهرامی استادیار مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران محمد داود غفاری کارشناس ارشد میکروبیولوژی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران Journal Article 2016 10 04 Introduction: Various methods have been proposed to deal with corrosion. One of these methods is using of paints and coatings. In formulation of paints and coatings several anti-corrosion compounds are applied that slow down the corrosion process. In this respect, using microbial biopolymers can improve this problem in the industry with lower costs because of biopolymer production not required to factory and advanced industry. in this study, the effects of temperature, pH and agitation on the biopolymer production using response surface methodology (RSM) were evaluated. <br /> <br />Materials and methods: To produce biopolymer, the culture medium (300 ml) were added in the 500 ml erlenmeyer flasks. Then, the bacterial preculture medium (6% V/V) were inoculated in the flasks and incubated for 96hr in different conditions (agitation speed, tempreture and pH). Afterwards, the medium was centrifuged at 9000 rpm for 10 min and the supernatant was mixed with triple volume of chilled absolute ethanol and stored at 4°C for 24hr to precipitate. <br /> <br />Results: Analysis of the results of design experiments indicate that the biopolymer production­ was strongly governed by the temperature, pH and agitation. The biopolymer production increased steadily up to pH 8 and decreased in the higher pH values. Also, for cell growth suitable temperature was 33°C and maximum concentration of the biopolymer production was agitation of 210 rpm. Finally, maximum concentration of the biopolymer production (14.3g/l) was determined to be in pH of 8, temperature of 33°C and agitation of 210­rpm. <br /> <br />Discussion and conclusion: Anti-corrosive biopolymer production by Flavobacterium sp. affected significantly by physical parameters. The results of the biopolymer production by investigating the conditions of temperature, pH and agitation after optimization, indicates the importance of this parameter for economic production of biopolymer. مقدمه: روش‌های گوناگونی برای مقابله با پدیده خوردگی پیشنهاد شده است. یکی از این روش‌ها استفاده از رنگ‌ها و پوشش‌ها است. در فرمول‌بندی رنگ‌ها و پوشش‌ها ترکیبات ضدخوردگی مختلفی به کار برده می‌شود که روند خوردگی را کند می‌کنند. در یک روش جدید استفاده از بیوپلیمر میکروبی می‌تواند با هزینه کمتر، به‌علت اینکه تولید بیوپلیمر نیاز زیادی به کارخانه و صنعت پیشرفته ندارد، مشکل خوردگی را به‌خصوص در صنایع تا حدود زیادی رفع کند. با توجه به گزارش‌های مربوط به تأثیرات ضدخوردگی بیوپلیمر تولیدی از گونه فلاووباکتریوم، در این مطالعه برای بهینه‌سازی تولید این بیوپلیمر اثر پارامترهای دما، pH و دور شیکر بر مقدار تولید بیوپلیمر با استفاده از نرم‌افزار طراحی آزمایش به‌روش RSM ، بررسی شد‏. ‏‏<br /> <br /> مواد و روش ‏‏ها: برای تولید بیوپلیمر از محیط کاری ارلن به‌حجم 300 میلی‌لیتر استفاده شد. پس از تهیه محیط کشت تولید بیوپلیمر، محیط پیش کشت (6درصد حجمی) به ارلن‌ها تلقیح شد. بعد از تلقیح، ارلن‌ها در دماها، pH و دورهای مختلف که با نرم‌افزار طراحی آزمایش به‌روش RSM طراحی شد، به‌مدت 96 ساعت در شیکر انکوباتور قرار داده شد. بعد از این زمان برای جداسازی سلول‌ها، محیط‌ها در دورrpm ‏9000 و به‌مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ شد، سپس مایع رویی با سه برابر حجمش الکل سرد برای رسوب بیوپلیمر تولیدی مخلوط شد. درنهایت، محلول‌های نمونه در دمای 4 درجه سانتی‌گراد برای 24 ساعت به‌منظور افزایش رسوب بیوپلیمر نگهداری شد. ‏‏<br /> <br /> نتایج: تحلیل نتایج حاصل از طراحی آزمایش‌ها به‌روش RSM نشان می‌دهد که دما، pH و دور شیکر به‌ترتیب اثر درخورتوجهی بر تولید بیوپلیمر ضدخوردگی داشته‌اند. تولید بیوپلیمر ابتدا تا رسیدن به 8=pH افزایش می‌یابد و سپس کاهش می‌یابد. همچنین دمای مناسب رشد باکتری 33 درجه سانتی‌گراد بوده و بیشترین میزان بیوپلیمر تولیدشده در دور شیکر در rpm 210‏ بوده است. درنهایت بیشترین مقدار بیوپلیمر تولیدی(3/14 گرم بر لیتر) در دمای33 درجه سانتی‌گراد و 8pH= و دور شیکر rpm 210 به دست آمد. ‏<br /> <br /> بحث و نتیجه‏ گیری: تولید بیوپلیمر ضدخوردگی از گونه فلاووباکتریوم به‌طور قابل‌توجهی تحت تأثیر پارامترهای فیزیکی است. نتایج حاصل از تولید بیوپلیمر با بررسی شرایط دما، pH و دور شیکر، پس از بهینه‌سازی، نشان از اهمیت این پارامترها برای تولید اقتصادی بیوپلیمر است‏. ‏‏ https://bjm.ui.ac.ir/article_20388_ae64f429aa4a9f17e07ae3259423de91.pdf