27945

بررسي عوامل موثر بر توليد رنگدانه ميكروبي

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي

1398

1401/08/23

دكتر پريسا حجازي

مهندسي شيمي،نفت و گاز

سالانه مقادير زيادي از ضايعات و پسماند¬هاي كشاورزي توليد مي¬شوند كه سرشار از مواد معدني و مغذي هستند و مي¬توانند به¬عنوان سوبستراي ميكروارگانيسم‌ها در تخمير حالت¬جامد مورداستفاده قرار گيرند. در اين پژوهش توليد رنگدانه از سوبستراي پوست سيب¬زميني به روش تخمير حالت¬جامد با استفاده از قارچ موناسكوس پورپورئوس بررسي شده است. همچنين براي نخستين بار به بررسي اثر پر¬كننده¬ها براي توليد رنگدانه در بستر جامد پرداخته شد كه در اين مطالعه از شلتوك برنج به‌عنوان پركننده استفاده شد. تخمير حالت¬جامد براي 5 گرم پودر پوست سيب¬زميني با اندازه ذرات mm 19/1- 074/0 با pH اوليه برابر 5/5 در مقياس ارلن انجام شد. در اين مطالعه طراحي آزمايش به روش فاكتوريل كلي براي بررسي پارامترهاي مقدار پركننده (0 و 0/5 گرم)، غلظت سولفات آمونيوم به‌عنوان منبع نيتروژن (0 و 2%) و درصد رطوبت (50 و 60%) در دو سطح و زمان انكوباسيون در 3 سطح ( 4، 5 و 7 روز) در نظر گرفته شد. در طول فرآيند مقدار توليد رنگدانه، مصرف سوبستراي خشك اوليه و مقدار قند احيا محلول موجود در سوبستراي تخمير شده مورد بررسي قرار گرفت. درصد رطوبت و زمان در بررسي مقدار مصرف سوبستراي خشك اوليه تأثيرگذار بودند. با افزايش زمان انكوباسيون تا پايان آزمايش (روز 9ام) مصرف سوبستراي روند افزايشي نشان داد؛ بطوريكه در روز 5ام با بيشترين ميزان توليد رنگدانه مقدار 24-18% و در پايان روز 9ام مقدار 35/5-28 % از سوبستراي خشك اوليه مصرف شد كه اين افزايش مصرف مي¬تواند به دليل توليد لواستاتين به‌عنوان متابوليت ثانويه ميكروارگانيسم باشد. همچنين مقدار قند احياي محلول موجود در سوبستراي تخميرشده در روز 5 پس از تلقيح، به بيشترين مقدار خود رسيد. بيشترين مقدار قند احيا محلول در نمونه-ها با رطوبت 60% به دليل وجود بيشترين ميزان توليد اسيدها و آنزيم¬ها در محيط تخمير مشاهده شد. تجزيه‌وتحليل آماري به‌صورت بررسي بيشترين مقدار توليد رنگدانه و بازده توليد رنگدانه به مصرف سوبسترا نشان داد كه هر 4 متغير اصلي تأثير معناداري بر توليد رنگدانه و 3 متغير رطوبت، زمان و غلظت منبع نيتروژن تاثير معناداري بر بازده فرآيند داشتند. نتايج توليد رنگدانه نشان داد كه بيشترين مقدار رنگدانه و بازده در شرايط مقدار پركننده صفر، غلظت سولفات آمونيوم صفر و رطوبت 50% در روز 5ام توليد و مقدار آن¬ها به ترتيب برابر mg/g IDWs 281/18 و mg pigment/gDWs 626/79 به دست آمد.

1401/12/02

Investigation on factors affecting microbial pigment production

11/14/2023 12:00:00 AM

Annually, large amounts of agricultural wastes are produced, which are rich in minerals and nutrients and can be used as a substrate for microorganisms in solid state fermentation. In this research, the production of pigment from potato peel substrate by solid state fermentation method using Monascus purpureus has been investigated. Also, for the first time, the effect of fillers for the production of pigment in solid substrate was investigated, and rice paddy was used as a filler in this study. Solid state fermentation was performed for 5 grams of potato peel powder with a particle size of 0.074-1.19 mm with an initial pH of 5.5 on the Erlen scale In this study, an experiment was designed using the general factorial method to investigate the parameters of the amount of filler (0 and 0.5 grams), the concentration of ammonium sulfate as a nitrogen source (0 and 2%) and the percentage of moisture (50 and 60%) in two levels and incubation time. It was considered in 3 levels (4, 5 and 7 days). During the process, the amount of pigment production, the consumption of the primary dry substrate and the amount of soluble reducing sugar in the fermented substrate were investigated. Moisture percentage and time were effective in checking the amount of initial dry substrate consumption. As the incubation time increased until the end of the experiment (day 9), the consumption of the substrate showed an increasing trend; So that on the 5th day with the highest amount of pigment production, 18-24% was consumed and at the end of the 9th day, 28-35.5% of the primary dry substrate was consumed, which could be due to the production of lovastatin as a secondary metabolite of the microorganism. Also, the amount of soluble reducing sugar in the fermented substrate reached its highest value on the 5th day after inoculation. The highest amount of soluble reducing sugar was observed in the samples with 60% humidity due to the highest production of acids and enzymes in the fermentation medium Statistical analysis in the form of examining the maximum amount of pigment production and the efficiency of pigment production to substrate consumption showed that all 4 main variables had a significant effect on pigment production and 3 variables of humidity, time and concentration of nitrogen source had a significant effect on the efficiency of the process. The results of pigment production showed that the maximum amount of pigment and efficiency were obtained in the conditions of zero filler amount, zero ammonium sulfate concentration and 50% humidity on the 5th day of production and their values were 281.18 mg/g IDWs and 626.79 mg pigment/gDWs, respectively.

رنگدانه زيستي , پوست سيب زميني , پركننده شلتوك برنج , تخمير حالت جامد , موناسكوس پورپورئوس

Bio-pigment , potato peel , rice paddy filler , solid-state fermentation , Monascus purpureus

mozhgan shokrollahnia roshan

parisa hejazi