نوع مقاله : پژوهشی- فارسی
نویسندگان
1 کارشناس ارشد علوم و صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد آیت الله آملی، آمل، ایران
2 استادیار صنایع غذایی، دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران
3 استادیار میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد آیت الله آملی، آمل، ایران
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction:Arachidonic acid is an important essential fatty acid in human nutrition. The filamentous fungus Mortierella alpina has been identified as a promising producer of arachidonic acid. Mortierella alpine can accumulate up to 40% (w/w) lipid, of which up to 40% can be arachidonic acid.
Materials and methods: Mortierella alpina CBS 754.68 was cultivated in low cost substrate such as glucose syrup, brown sugar and starch for lipid and arachidonic acid production. The reduced sugar, total lipids and content of ARA were determined by dinitrosalicylic acid method, soxhlet and Gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS) respectively.
Results: The carbon sources were applied at 70 g/l and nitrogen source (soybean powder) at 10 g/lit. The results showed that lipid in dry biomass in glucose syrup, starch and brown sugar media were obtained 32, 25 and 13 % w/w respectively. The arachidonic acid contents of lipid in the glucose syrup, starch and brown sugar media were 41, 33 and 31 % w/w respectively.
Discussion and conclusion: Lipidfatty acid compositions areaffected by the growth of microorganism. Cell membrane fatty acids such as stearic acid and oleic acid increased substantially concomitant with increases in the amount of biomass. Biomass and oil production efficiency fell due to inappropriate brown sugar medium.
کلیدواژهها [English]
مقدمه.
امروزه با پیشرفت دانش بشری و با شناخت فواید غذاهای عملگرا، توجه دانشمندان به این نوع غذاها افزایش یافته است. اسیدهای چرب ضروری یکی از این نوع غذاهای عملگرا است که نقش بسزایی در سلامت انسان ایفا میکنند. از آنجا که این اسیدهای چرب در بدن انسان ساخته نمیشوند اهمیت وجود این ترکیبات در رژیم غذایی به شدت مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است (1)
با توجه به اهمیت اسیدهای چرب ضروری و کم بودن منابع تولید این نوع از اسیدهای چرب بهویژه اسید آراشیدونیک، دانشمندان در پی آن هستند که منابع مناسبی را برای تهیه این اسید چرب ضروری فراهم سازند (2 و 3). با در نظر گرفتن اهمیت این اسید چرب در ویژگیهای عملکردی غشای سلولی، تنظیم کننده سوخت و ساز لیپوپروتئین[1]، رئولوژی خون و فعالسازی پلاکتها[2] تولید تجاری آن مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به نکات یاد شده، مشکل اصلی در زمینه تهیه یا تولید آراشیدونیک اسید برای استفاده تجاری آن است. منابع گیاهی از این نظر غنی نیستند و منابع دریایی به علت مشکلاتی مانند وجود آلایندههای زیستی و سختی استخراج روغن از بافت آنها، کمتر مورد توجه قرار گرفتهاند (4 و 5). پس از اندکی پژوهش، دانشمندان پیبردند که پروتزوا، جلبک و قارچ منبع مناسبی برای تولید روغن با اسیدهای چرب چند غیراشباعی هستند. از این رو، ریزاندامکها به عنوان منشا اسیدهای چرب چند غیراشباعی در زنجیره غذایی مورد توجه قرار گرفتند.
در بین میکروارگانیسمهای روغنی، کپکها بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. توانایی تولید محدوده وسیعتری از اسیدهای چرب، امکان استفاده از ضایعات کشاورزی برای تولید محصول و رشد در محیطهایی با دامنه وسیع اسیدیته، از ویژگیهای مثبت این نوع از میکروارگانیسمهاست. در بین گونههای قارچی، گونههایی از قارچ رشتهای مورتیرلابه علت کم توقع بودن و سرعت رشد بالا، عدم تولید رنگدانه و همچنین، با توجه به اینکه بیش از40 درصد چربی ذخیره کرده و بیشتر از 40 درصد این میزان را آراشیدونیک اسید تشکیل میدهد مورد توجه قرار گرفته است (6- 8).
از آنجا که محیط کشت برای رشد و تولید محصول توسط ریزسازوارهها بسیار اهمیت دارد پژوهشهای وسیعی برای بهینهسازی این عوامل انجام شده است. در پژوهشی که توسط وین[3] و همکاران در سال 2001 (9) انجام شد نشان داده شد که ژن مؤثر در تولید روغن (مالیک آنزیم) در محیط کشت گلوکز میزان فعالیت آن 10 برابر محیط کشت Tween 80 است در واقع وجود گلوکز بیان ژن مالیک آنزیم را تحریک کرده که عامل اصلی تجمع روغن در این ریزسازواره است. پارک [4]و همکاران در سال 2001 (10) تاثیر منابع مختلف نیتروژنی مانند عصاره مخمر، کنجاله سویا، شربت ذرت خیسانده، پروتئین ماهی و گلوتن بر تولید آراشیدونیک اسید و ریختشناسی توده زیستی را بررسی کردند. نتایج نشان داد که منبع پروتئینی سویا و ماهی بیشترین تاثیر در تولید آراشیدونیک اسید داشته است. در پژوهشی که توسط راکی[5] و همکاران در سال 2011 (11) بر روی گونه قارچی Mortierella alpina انجام شد، تأثیر عواملی مانند نوع منبع کربنی (گلوکز و گالاکتوز)، نوع منبع نیتروژنی (پپتون و عصاره مخمر) و مدت زمان تخمیر بر روی تولید آراشیدونیک اسید بررسی شد و نتایج نشان داد که گلوکز، عصاره مخمر و مدت زمان تخمیر باعث افزایش آراشیدونیک اسید میشود. همچنین، پژوهشهای مشابه دیگری در سایر میکروارگانیسمها در بهینهسازی محیط کشت در جهت افزایش میزان محصول انجام شده است (12)
با توجه به پژوهشهای اخیر انجام شده چنین به نظر میرسد که از مهمترین نکات مورد توجه برای تولید محصول روغنی از گونههای قارچی مورتیرلا آلفینا شرایط محیط کشت است. از این رو در پژوهش حاضر، از منابع کربنی پیچیده، ارزان و بومی استفاده شد تا از یک سو روند تولید محصول بررسی شود و از سوی دیگر هزینه تولید کاهش یابد. در این پژوهش، تاثیر سه نوع منبع کربنی گلوکز مایع، شکر قهوهای و نشاسته در تولید روغن و آراشیدونیک اسید بررسی شد. همچنین، در این پژوهش از سویا به عنوان منبع پروتئینی استفاده شده است. در نهایت، تغییرات محیط کشت از نظر میزان قند احیا، نیتروژن، تغییرات توده زیستی، روغن و آراشیدونیک اسید در روزهای 2، 5، 7 و 11 بررسی شد.
مواد و روشها.
مواد: در پژوهش حاضر، قارچ مورتیرلا آلپینا از مجموعه میکروبی کشور هلند[6] خریداری شد. نمونه قارچ مورتیرلا آلپینا خریداری شده به شکل میسلیوم در لوله آزمایش آگار شیبدار[7] بود که روی محیط کشت مالت آگار در بشقابک[8] و لوله آزمایش آگار شیبدار در درجه حرارت 22 درجه سانتیگراد و مدت زمان 7 روز کشت داده شد و تا انجام آزمون، نمونهها در یخچال 4 درجه سانتیگراد نگهداری شد. همچنین، مواد شیمیایی مورد استفاده در این پژوهش از شرکت مرک آلمان خریداری شد.
مایه تلقیح و کشتهای اصلی: از سوسپانسیون میسلیومی برای تلقیح کشتهای تولید محصول استفاده شد. برای تهیه سوسپانسیون میسلیومی، 100 میلیلیتر محیط کشت شامل گلوکز تک آبه[9] (30 گرم درلیتر) و عصاره مخمر (10 گرم در لیتر) در یک ارلن 500 میلیلیتری تهیه و در درجه حرارت 121 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه سترون شد. سپس، میکروارگانیسم تلقیح شده و در درجه حرارت 26 درجه سانتیگراد به مدت 72 ساعت و 170 دور بر دقیقه[10] گرمخانهگذاری شد. 3 تا 10درصد از کشتهای توسعه تلقیح بهعنوان مایه تلقیح به محیط کشت تولید محصول افزوده شد (13). در محیط کشت تولید محصول از منابع کربنی شربت گلوکز، شکر قهوهای و نشاسته و منبع پروتئینی سویا استفاده شد. شکر قهوهای با استفاده از سولفوریکاسید تبدیل به قند احیا شد که میزان قند احیای آن به 17 درصد افزایش یافت. همچنین، میزان پروتئین شکر قهوهای به روش استاندارد اندازهگیری شد و یک درصد بهدست آمد (14). به میزان 5 درصد نشاسته در محیط کشت مصرف شده و از آنجا که نشاسته قند پلیساکاریدی است که توسط این گونه قارچی قابلیت مصرف ندارد، در روزهای 2، 4 و 7 تخمیر، میزان 120 واحد بر میلی لیتر آنزیم آلفا آمیلاز به محیط کشت اضافه شد. با توجه به پژوهشهای انجام شده توسط زو[11] و همکاران، قند احیا به جز محیط کشت نشاسته در سطح 70 گرم در لیتر و میزان سویا به عنوان منبع پروتئینی در همه محیط کشتهای در سطح 10 گرم در لیتر تنظیم شد. همچنین، دما (21 درجه سانتیگراد)، اسیدیته 6 و دور همزن (185 دور در دقیقه) بود.
اندازهگیری وزن خشک توده زیستی: برای جداسازی توده زیستی از کاغذ صافی واتمن شماره 41، بر قیف بوخنر مجهز به پمپ خلا استفاده شد. سپس، برای اندازهگیری وزن خشک سلولی[12] روی شیشههای ساعت قرار داده و به مدت 2 ساعت در آون با درجه حرارت 105 درجه سانتیگراد خشک شدند (15).
استخراج روغن: برای استخراج روغن، توده زیستی خشک شده در هاون چینی خرد شد. روغن پودر به دست آمده با حلال نرمال هگزان در دستگاه سوکسله شیشهای Isolab آلمان که با گرم کن مدل EV16 ساخت شرکت Gerhardt آلمان استخراج شد (15).
اندازه گیری اسیدهای چرب: برای تعیین و اندازهگیری اسیدهای چرب، با توجه به عدم فراریت اسیدهای چرب باید مشتقهای متیل استر آنها را تهیه کرد. پس از متیلاسیون نمونههای روغن، 5/0 میکرولیتر نمونه به دستگاه گاز کرماتوگرافی جرمی
(qoa-Gcsystem78)، ستون HP-5MS (کاپیلاری، طول 30 متر، قطر 25/0 میلیمتر و قطر فاز ساکن 25/0 میکرومتر) و دتکتور[13] مدل Agilent Technology 5975C تزریق شد. گاز استفاده شده هلیوم به خلوص 999/99 درصد با شدت جریان 1 میلیمتر در دقیقه استفاده شد. دمای آون از 50 درجه سانتیگراد به مدت 10 دقیقه با شیب 5 درجه سانتیگراد در دقیقه به 250 درجه سانتیگراد افزایش یافت و به مدت 10 دقیقه در این دما باقی ماند (16).
اندازهگیری قند احیا به روش DNS[14]: نمونه محیط کشت درروزهای 2، 4، 7 و 11 تخمیر برداشت شده، توده زیستی از محیط کشت با سانتریفوژ کردن در 8000 دور در دقیقه به مدت 5 دقیقه، از محیط کشت جدا شده و میزان قند محیط کشت به روش DNS اندازهگیری شد (17). این طرح به شکل مشاهدهای انجام شد و همه آزمایشها در سه تکرار اندازه گیری شد.
نتایج.
.بررسی میزان تغییرات وزنی توده زیستی در حین فرآیند تخمیر: روند رشد توده زیستی در اثر مواد مغذی محیط کشت و مرحله رشد میکروارگانیسم است (9، 18، 11 و 12). همانطور که در شکل 1 مشاهده میشود، بیشتر میزان توده زیستی در روز هفتم در محیط کشت شکر قهوهای و کمترین میزان توده زیستی در محیط کشت نشاسته بهدست آمد. با توجه به پژوهشهای انجام شده (18) پروتئین تأثیر زیادی در افزایش توده زیستی دارد و با در نظر گرفتن این نکته که شکر قهوهای دارای 1 درصد پروتئین بوده و در عین حال از پروتئین سویا نیز استفاده شده است، احتمالا مخلوط این دو نوع پروتئین اثر زیادی در رشد داشته و رشد ریزسازواره را تقویت کرده است. نشاسته جزو پلی ساکاریدهاست که این ریزسازواره توانایی شکستن این ترکیب را نداشته از این رو از آنزیم آلفا آمیلاز به منظور تولید قند احیا استفاده شد. رشد کم ریزسازواره در این محیط در اثر کم بودن منبع کربنی با قابلیت جذب بالاست. در محیط کشت شربت گلوکز همواره یک روند افزایش توده زیستی مشاهده شد و بیشترین افزایش مربوط به روز هفتم تا یازدهم تخمیر است (شکل 1).
شکل 1- تغییرات میزان توده زیستی در محیط کشت شکر قهوه ای، شربت گلوکز و نشاسته
نمودارها دارای خطای معیار (SE[15]) در سه تکرار هستند.
مصرف گلوکز در حین فرایند تخمیر: گلوکز به عنوان منبع کربنی از دو لحاظ دارای اهمیت است. اول اینکه، به عنوان منبع انرژی به منظور فعالیت حیاتی میکروارگانیسم ضروری است و دوم، به منظور تبدیل به محصول که در اینجا روغن میباشد، ضروری است (8). همانطور که در شکل 2 مشاهده میشود در محیط کشت محتوی شکر قهوهای و نشاسته، میزان زیادی از قند احیا مصرف نشده باقی مانده است. از آنجا که مصرف شکر قهوهای به منظور تنظیم منبع قند احیا در سطح 70 گرم در لیتر، بالاست، فشار اسمزی محیط کشت افزایش زیادی یافته، در نتیجه توانایی قارچ برای مصرف حداکثری قند احیا کاهش مییابد و مقادیر زیادی از قند احیا در محیط کشت بدون استفاده باقی میماند. نتایج بهدست آمده مشابه پژوهش پاپانیکولو [16]و همکاران (19) است. در محیط کشت شربت گلوکز قند احیا نیز در سطح 70 گرم در لیتر تنظیم شد. روند مصرف قند احیا در روزهای انتهایی تخمیر بالا و همواره کاهش گلوکز با افزایش تجمع روغن همراه بود. نتایج بهدست آمده مشابه نتایج بهدست آمده در پژوهش صمدلوئی[17] و همکاران در سال 2012 (20) است. در محیط کشت گلوکز مایع، مصرف قند احیا گاهی تند و گاهی کند است. از روز 5 به 7 مصرف قند احیا کند است و در بقیه روزها، مصرف سوبسترا زیاد است. میزان نشاسته مصرفی در سطح 5 درصد تنظیم، افزودن آنزیم باعث ایجاد قند احیا در محیط کشت و توسط ریزسازواره مصرف شد. از این رو مصرف گلوکز همواره یک روند ثابتی تا روز 7 تخمیر داشت.
شکل 2- تغییرات میزان قند احیا در محیط کشت شکر قهوهای، شربت گلوکز و نشاسته. نمودارها دارای خطای معیار (SE) در سه تکرار هستند.
.بررسی تغییرات روغن در حین فرآیند تخمیر: محصول اصلی قارچ مورتیرلا روغن است. در واقع میکروارگانیسم منبع کربنی را به روغن تبدیل میکند و در شرایط کاهش مواد مغذی از روغن به عنوان منبع انرژی استفاده میکند (21). در محیط کشت شربت گلوکز تجمع روغن به میزان در خور توجهی بالاتر از بقیه محیطهای کشت است. این افزایش از روز دوم به پنجم و روز هفتم به یازدهم بسیار بالاست. در این شرایط، مصرف قند احیا نیز به میزان زیادی افزایش یافته که نشان دهنده تبدیل گلوکز محیط کشت به روغن ذخیره ای توسط ریزسازواره است. روند افزایش روغن در محیط کشت نشاسته نشان میدهد که بیشترین افزایش روغن از روز هفتم به یازدهم است. در محیط کشت شکر قهوهای روند تجمع روغن متفاوت از سایر محیطهای کشت بود به طوریکه روغن از روز دوم به هفتم افزایش و سپس، کاهشی پیدا کرد (شکل 3).
شکل 3- تغییرات میزان روغن در محیط کشت شکر قهوهای، شربت گلوکز و نشاسته. نمودارها دارای خطای معیار (SE) در سه تکرار هستند.
.بررسی تغییرات پروتئین در حین فرآیند تخمیر: پروتئین از ترکیبات کلیدی و مهم در تولید و رشد ریزسازواره است. از آنجا که همواره روند تولید توده زیستی تحت تأثیر میزان پروتئین است، چنین تحلیل میشود که در هر سه محیط، از روز صفر تا دوم تمام منابع نیتروژنی توسط سلول مصرف شده و به میزان زیادی توده زیستی افزایش مییابد. در ادامه، گاهی افزایش پروتئین در محیط کشت دیده شده که ناشی از تولید آنزیمهای خارج سلولی توسط ریزسازواره بوده که به منظور تجزیه ترکیبات پیچیده محیط کشت تولید شده است. نتایج بهدست آمده مشابه نتایج زان[18] و همکاران در سال 2013 (22) است. در محیط کشت نشاسته بیشترین افزایش میزان پروتئین دیده شده که نشان دهنده اثر آنزیم افزوده شده درمحیط کشت است (شکل 4).
شکل 4- تغییرات میزان پروتئین در محیط کشت شکر قهوهای، شربت گلوکز و نشاسته. نمودارها دارای خطای معیار (SE) در سه تکرار هستند.
بررسی میزان تولید آراشیدونیک: همانطور که در شکل 5 و 6 دیده میشود اسیدهای چرب تشکیل دهنده روغن مورتیرلا آلفینا بسیار متنوع هستند و از 1 کربنه شروع شده و تا 27 کربنه ادامه دارند. اسیدهای چرب غالب روغن، اولئیک و آراشیدونیک اسید است. همچنین، تنوع اسیدهای چرب بلند زنجیره بسیار زیاد است. همانطور که در شکل 5 و 6 مشاهده میشود اسیدهای چرب تشکیل دهنده روغن هم زوج کربنه و هم فرد کربنه هستند. از آنجا که بیشتر طویلسازی به شکل دو کربنه است، سوبسترا آنزیمهای طویلساز زوج کربنهها 14 کربنه و فرد کربنها 15 کربنه است (23). همانطور که نتایج نشان میدهد آنزیمهای غیر اشباعساز بیشتر بر زوج کربنهها موثر بوده است و اسیدهای چرب فرد کربنه به شکل غالب، اشباع هستند. اسیدهای چرب طویل بالای 22 کربنه در محیط کشت شکر قهوهای وجود دارد (شکل 6). از آنجا که مطابق شکل 3، در این محیط کشت در اواخر فرآیند تخمیر، روغن کاهش یافته است، افزایش اسیدهای چرب بلند زنجیره را در این نوع روغن میتوان ناشی از تجزیه روغن دانست. بنابراین، چنین تحلیل میشود که با تجزیه روغن فعالیت آنزیمهای طویلساز که باعث شده طول زنجیره اسید چرب به بالای 20 کربنه افزایش یابد، فعال شود. پروفایل اسیدهای چرب نشان میدهد که بهترین محیط کشت برای تولید آراشیدونیک اسید محیط کشت شربت گلوکز (37 درصد آراشیدونیک اسید در روغن) است. کمترین میزان اسید چرب آراشیدونیک اسید محیط کشت کربنه شکر قهوهای بود که به 31 درصد آراشیدونیک اسید در روغن کاهش یافته است. با توجه به این نکته که روغن در اواخر فرآیند تخمیر کاهش یافته، نتایج این پژوهش نشان داد که با کاهش میزان روغن اسید چرب آراشیدونیک اسید به سایر اسیدهای چرب بلند زنجیره تبدیل شده است.
شکل 5- پروفایل اسیدهای چرب تشکیل دهنده روغن مورتیرلا آلفینا
شکل 6- پروفایل اسیدهای چرب بالای 20 کربنه تشکیل دهنده روغن مورتیرلا آلفینا
بحث و نتیجه گیری.
در محیط کشت شکر قهوهای از روز صفر تا دوم میزان توده زیستی افزایش یافته در حالی که تجمع روغن اندک بود. در این شرایط، با مصرف مقادیر زیادی از قند احیا 40 گرم در لیتر و پروتئین 6 گرم در لیتر، 2/1 درصد محیط کشت توده زیستی و 5/2 درصد توده زیستی روغن تولید شده است. با توجه به مصرف بسیار بالای سوبسترا و محصول کم تولیدی، چنین تحلیل میشود که به علت بالا بودن فشار اسمزی در روزهای اولیه تخمیر به میزان زیادی از سوبسترا صرف تولید انرژی برای سازگاری ریزسازواره شده است. از روز دوم تا پنجم میزان پروتئین محیط کشت اندکی افزایش یافته که نشان دهنده تولید آنزیمهای خارج سلولی برای تجزیه ترکیبات کمپلکس محیط کشت است. در این دوره زمانی 6/0 درصد توده زیستی و 5/10 درصد از وزن خشک توده زیستی روغن تولید شده و در واقع 6 گرم در لیتر محصول به ازای مصرف 3 گرم در لیتر قند احیا تولید شده است. از این رو چنین تحلیل میشود که سوبسترای لازم برای تولید محصول از سایر منابع قندی پیچیده محیط کشت تامین شده است. این منابع میتواند ترکیبات قندی سویا و قندهای غیر احیا شکر قهوهای باشد. از روز 5 تا 7 دوباره پروتئین خارج سلولی کاهش یافته که نشان دهنده مصرف این پروتئین توسط سلول است. در این شرایط تجمع روغن 1/0 درصد توده زیستی افزایش یافته در حالی که تولید توده زیستی تا 2/2 درصد محیط کشت افزایش یافته است. با در نظر گرفتن اینکه 22 گرم در لیتر توده زیستی و روغن تولید و از آنجا که 5/2 گرم در لیتر سوبسترا مصرف شده چنین تحلیل میشود که سلول همچنان در حال تجزیه ترکیبات پیچیده محیط کشت بوده و ترکیبات ناشی از این تجزیه را صرف افزایش وزن خشک کرده است. روند افزایش توده زیستی و تولید روغن در محیط کشت شکر قهوهای کاملا متفاوت با سایر منابع قندی با قابلیت جذب و مصرف بالاست که میتواند ناشی از فشار بالای اسمزی محیط کشت اولیه و همچنین، درصد بالای قندهای غیر احیا (80 درصد شکر قهوه ای) باشد. در این محیط کشت با وجود مقادیر زیادی از قند احیا، روغن ذخیرهای توسط ریزسازواره مصرف شده که با توجه به تحقیقات هودس ورث[xix] و همکاران در سال 1988 (24) میتواند ناشی از فعالیت آنزیم ایزوسیترات لیاز باشد. این آنزیم بیشتر در محیطهای کشت که منبع کربنی روغن است و یا در شرایطی که گلوکز در محیط کشت تخلیه شده، فعال میشود. با توجه به نتایج بهدست آمده در این پژوهش، احتمالا فشار بالای اسمزی در روزهای اولیه تخمیر نیز میتواند این آنزیم را تحریک کرده و در شرایطی که قند احیا در محیط کشت وجود داشته و میتواند توسط میکروارگانیسم مصرف شود، احتمالا در اثر فعالیت این آنزیم، روغن ذخیره ای توسط سلول مصرف میشود.
در محیط کشت شربت گلوکز تا روز 2 به میزان 2/2 درصد محیط کشت توده زیستی و 4/8 درصد وزن خشک توده زیستی روغن تولید شد. در این شرایط کاهش کم گلوکز، به میزان 10 گرم در لیتر، و مصرف پروتئین بسیار بالا بوده و تمامی منبع پروتئینی مصرف شد. از روز دوم تا پنجم میزان تولید روغن تقریبا 2 برابر و توده زیستی به کندی افزایش یافته است در این شرایط گلوکز به میزان زیادی مصرف شده و پروتئین محیط کشت به میزان اندکی افزایش یافته که نشان دهنده تولید آنزیمهای خارج سلولی است. نتایج نشان داد که میزان توده زیستی 5/0 درصد افزایش یافته و حدود 8 درصد روغن توده زیستی افزایش یافته است. نتایج بهدست آمده مشابه نتایج راتلج[xx] در سال 1997 (25) است. ایشان گزارش کردند در شرایطی که پروتئین در محیط کشت تخلیه شود تولید روغن تحریک میشود.
با توجه به متفاوت بودن دو محیط کشت از نظر میزان قندهای غیر احیا و ترکیبات تشکیل دهنده محیط کشت، مشاهده میشود که الگوی رشد و تولید روغن در این دو محیط کاملا با هم متفاوت است. در محیط کشت شکر قهوهای و گلوکز مایع از روزهای دوم به پنجم مصرف قند احیا بالا سپس، از روز پنجم به هفتم کاهش مییابد. در روزهای اولیه تخمیر در شرایط محیط کشت شربت گلوکز میزان تولید روغن و توده زیستی بالاست در حالیکه در محیط کشت شکر قهوهای، تولید توده زیستی و تولید روغن بسیار پایین است. با توجه به نتایج چنین تحلیل میشود که در محیط کشت شکر قهوهای، بالا بودن فشار اسمزی باعث شده میزان زیادی از سوبسترا، صرف تولید انرژی برای ایجاد مقاومت در سلول نسبت به شرایط بد محیط کشت شود. در حالیکه در محیط کشت شربت گلوکز شرایط برای رشد میکروارگانیسم مناسب است. مصرف قند احیا در محیط کشت شکر قهوهای بسیار بالاتر از محیط کشت شربت گلوکز است که میتواند ناشی از اهمیت گلوکز در تأمین انرژی برای سلول باشد. در محیط کشت شکر قهوهای از روز دوم به بعد روند کاهش گلوکز کند شده است در حالیکه در محیط کشت شربت گلوکز گاهی این روند تند و گاهی کند شده و در شرایطی که مصرف گلوکز بالاست تولید روغن نیز افزایش یافت.
نتایج بهدست آمده از تحلیل اسیدهای چرب نشان میدهد در شرایطی که منبع کربنی نشاسته بود و از آنزیم آلفا آمیلاز به عنوان عامل ایجاد کنند ه قند احیا استفاده شد، تولید لینولئیک اسید به میزان زیادی افزایش یافته که کمابیش 6 برابر محیط کشت شربت گلوکز بود و این اسید چرب در روغن تولیدی از منبع کربنی شکر قهوهای تولید نشده است. وارد[xxi] در سال 2005 (26) گزارش کرد که استئاریک و اولئیکاسید از اسیدهای چرب غالب دیواره سلولی ریزسازوارههاست. با توجه به نتایج پژوهش ایشان، چنین تحلیل میشود که بالا بودن این دو اسید چرب در روغن که از محیط کشت شکر قهوهای بهدست آمده و بالاتر بودن میزان توده زیستی این محیط کشت نسبت به بقیه تیمارها این فرضیه را تقویت کرده که رشد ریزسازواره نقش زیادی در پروفایل اسیدهای چرب روغن دارد. این دو اسید چرب در محیط کشت نشاسته به میزان در خور توجهی پایین است.
با توجه به نتایج بهدست آمده چنین تحلیل میشود که محیطهای کشت ارزان قیمتی مانند شربت گلوکز و شکر قهوهای میتواند به عنوان منابع کربنی بالقوه در تولید روغن از گونه مورتیرلا آلفینا باشد. با در نظر گرفتن میزان آراشیدونیک اسید تولید شده در محیطهای کشت پیچیده بررسی شده در پژوهش حاضر، منبع کربنی شربت گلوکز میتواند محیط کشت مناسبی برای تولید روغن با میزان زیادی آراشیدونیک اسید در نظر گرفته شود. با توجه به اهمیت تولید روغن از گونه قارچی مورتیرلا آلفینا چنین پیشنهاد میشود که منابع کربنی پیچیده دیگری که به عنوان ضایعات در صنایع وابسته به مواد غذایی سالیانه به میزان زیادی هدر میرود، در فرآیند تخمیر تبدیل به روغن با ارزش این گونه قارچی شود.
[1]- Lipoprotein
[2]- Placket
[3]- Wynn
[4]- Park
[5]- Rocky
[6]- Centraalbureau voor Schimmelcultures
[7]- Slant agar
[8]- Petri dish
[9]- Glucose monohydrate
[10]- Revolution per minute (rpm)
[11]- Zhu
[12]- Dry cell weight (DCW)
[13]- Mass Selective Detector (MSD)
[14]- Dinitrosalicylic acid
[15]- Standard error
[16]- Papanikolaou
[17]- Samadlouie
[18]- Zhan
[xix]- Holdsworth
[xx]- Ratledge
[xxi]- Ward