بهينه‌سازي توليد ميكروبي سلولز

Improving Bacterial cellulose production

سلولز به عنوان يكي از فراوان‌ترين پليمر‌هاي زيستي سياره زمين، به دليل كاربردهاي متعدد آن در صنايع مختلف دارويي، غذاي و غيره همواره مورد توجه طيف وسيعي از پژوهشگران بوده است. سلولز باكتريايي به عنوان منبع جديد و جايگزين سلولز دريافتي از گياهان، به دليل نداشتن تركيباتي چون ليگنوسلولز و همي‌سلولز موجود درگياهان، در ساليان اخير توجهات زيادي را به خود معطوف كرده است. خلوص بالا، شاخص بلورينگي بالا و عدم نياز به تيمارهاي شيمايي و فيزيكي زيان‌اور براي محيط زيست پس از دريافت بر خلاف منابع رايج گياهي، همه بخشي از ويژگي‌هاي منحصر به فرد سلولز باكتريايي هستند. سلولزباكتريايي را مي‌توان از طيف متعددي از باكتري‌ها دريافت كرد. در اين مطالعه از سويه كومگاتائي باكتر زايلينوس به منظور توليد سلولز استفاده گرديده است. با توجه به راندمان و بازده به نسبت پايين متابوليت‌هاي توليد شده ميكروبي، در اين مطالعه سعي گرديد بهترين منبع كربن و pH جهت افزايش بازده توليد مورد بررسي قرار گيرد. دماي گرما گذاري در اين آزمايش 30 درجه سانتي‌گراد و مدت زمان گرماگذاري ۹ روز به صورت استاتيك در نظر گرفته شد. در اين آزمايش از محيط پايه هستيرين-شرام براي پيش كشت و با منابع كربني و pH متفاوت براي محيط اصلي توليد استفاده گرديد. در بين منابع كربني متفاوت، سه منبع كربن گلوكوز، مانيتول و گلسيرول با توجه به مقالات چاپ شده در اين زمينه انتخاب گرديدند كه در اين بين بيشترين بازده مربوط به گليسرول (۱۴٪) و كمترين بازده براي گلوكوز (۷٪) با توجه به وزن سلولز حاصل ثبت گرديد. همچنين در ميان طيف pH ۲ تا ۹، pH=8 به عنوان بهينه‌ترين pH جهت افزايش توليد انتخاب گرديد.

Cellulose, one of the most abundant natural polymers on earth, has gained researchers attention due to its various applications in pharmaceuticals, the food industry, and other fields. Bacterial cellulose is a new source and substitute for plant-derived cellulose, unlike plant cellulose, it lacks compounds like lignocellulose and hemicellulose, has a high Crystallinity index, and exhibits high purity. Additionally, it requires no post-chemical and physical treatments, making it more sustainable and also eco-friendly. Bacterial cellulose can be obtained from different microorganisms, such as bacteria. In this study, Komagataeibacter xylinus was selected for cellulose production. Due to the low productivity of microorganisms in producing various metabolites, the effects of different carbon sources and pH were assayed to increase production yield. All samples were incubated statically at 30°C for 9 days. in this study, Hestrin-Schramm (HS) medium was used for pre-culture, while different carbon sources and pH levels were applied for the main culture. According to related articles, glycerol, mannitol, and glucose are the three main sources for cellulose production aimed at improving the production yield. Glycerol achieved a yield of 14% and Glucose achieved a yield of 7%. Additionally, among different pH ranges from 2 to 9, a pH of 8 was considered the best for cellulose production.