بهينه سازي پارامترهاي موثر در توليد پودر پروبيوتيك باكتري لاكتوباسيلوس اسيدوفيلوس با استفاده از قند قابل تخمير حاصل از باگاس نيشكر

Optimization parameters in the production of probiotic bacteria Lactobacillus acidophilus powder using a fermentable sugar derived from sugar cane bagasse

در اين تحقيق توليد پودر پروبيوتيك باكتري لاكتوباسيلوس اسيدوفيلوس با استفاده از قند قابل تخمير حاصل از هيدروليز باگاس نيشكر مورد بررسي قرار گرفت. باگاس نيشكر از كارخانه شكر كارون تهيه گرديد و با استفاده از روش هيدروليز توسط اسيد غليظ، سلولز موجود در آن به اجزاي سازنده تجزيه گرديد. قند حاصل به كمك روش استخراج توسط نرمال اكتانول- هگزان از ساير اجزاء جداسازي گرديد و به عنوان سوبسترا جهت تكثير باكتري لاكتوباسيلوس اسيدوفيلوس مورد استفاده قرار گرفت. در راستاي بهينه سازي تكثير اين باكتري بر روي قند قابل تخمير تهيه شده از باگاس نيشكر، پارامترهايي نظير دماي تخمير، pH محيط كشت، زمان ماند واكنش تخميري، غلظت منبع قند، غلظت منبع نيتروژن و ميزان تلقيح اوليه در محيط كشت مورد بررسي قرار گرفت. در تمام آزمايشات بهينه سازي، غلظت سلول هاي توليد شده در محيط كشت پس از انجام تخمير به عنوان نتيجه ثبت گرديد. پس از مشخص شدن شرايط بهينه توليد سلول، تغييرات غلظت سلول و قند در محيط كشت با گذشت زمان مورد اندازه گيري قرار گرفت و نتايج آن براي بررسي سينتيك فرآيند تخمير استفاده شد. در پايان مشخص گرديد كه تخمير در دماي 37 درجه سانتي گراد، 6pH=، زمان ماند 24 ساعت، غلظت منبع قند 35 گرم بر ليتر، غلظت منبع نيتروژن 45 گرم بر ليتر، و ميزان تلقيح 2 گرم بر ليتر بهترين نتيجه را به همراه دارد. بررسي سينتيك فرآيند تخمير در اين شرايط نشان داد سرعت رشد ويژه ميكروارگانيسمh^(-1) 0.11 و راندمان توليد سلول از سوبسترا در اين شرايط حدود %42.5 مي باشد.

production of probiotic Powder, containg Lactobacillus acidophilus bacteria, from fermentable sugar, derived from sugar cane bagasse hydrolysis process, was investigated in this study. Sugar cane bagasse was prepared from Caroon sugar plant. Fermentable sugar obtained by extraction with normal-octhanol and hexane was isolated from other components and was used as substrate for cultivation of Lactobacillus acidophilus bacteria. In order to optimize the growth of the bacteria on the fermentable sugar derived from sugar cane bagasse, fermentation parameters such as temperature, pH of the medium, reaction time, concentration of sugar source, concentration of nitrogen source and inoculum size were studied. Cell concentration was recorded as a result of fermentation runs and was used to find the optimized amont of parameters. After determining the optimal conditions for cell production, the concentration of glucose and cell biomass in cultured media was measured over time and the results were used to study the kinetics of the fermentation process. At the end of fermentation runs it was found that the optimum condition for cell production was occurred at the temperature of 37℃, pH of 6, reaction time of 24hr, sugar concentration of 35gr/lit, nitrogen concentration source of 45gr/lit and inoculum size of 2gr/lit. Kinetics analysis of fermentation results under these optimum conditions showed that the Specific growth rate of Lactobacillus acidophilus bacterium, is 0.11 h^(-1) and yield of biomass from substrate is approximately 42.5%.