بررسي توليد آنتي بيوتيك نئومايسين و جايگزيني منبع كربني بومي در توليد توسط سويه توليد كننده Streptomyces fradiae

Investigating the production of neomycin antibiotic and replacement of native carbon source in production by the producer strain Streptomyces fradiae

مقدمه: صنعت بيوتكنولوژي دارويي به معني بكارگيري ميكروارگانيسم‌هاي مولد با هدف توليد يك محصول بيوسنتزيك مورد مصرف در درمان و دارو مي باشد. توليد آنتي بيوتيك ها يكي از زمينه هاي مهم در بيوتكنولوژي (فناوري حياتي) است و تلاش هاي زيادي براي بهينه سازي فرايند توليد آنتي بيوتيك هاي متفاوت صورت گرفته است. نئومايسين يكي از آنتي بيوتيك هاي آمينوگليكوزيدي مهم است كه در صنايع دارويي به طور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين پژوهش، توليد آنتي بيوتيك نئومايسين استرپتومايس فراديا مورد بررسي قرار گرفته است. به دست آوردن حداكثر ميزان توليد نئومايسين مستلزم وجود يك محيط كشت كاملاً متوازن است كه يكي از راه هاي افزايش توليد متابوليت‌هاي ثانويه تغيير تركيبات موجود در محيط كشت با منابع ارزا ن تر كه اكثرا منابع جانبي كارخانجات است. تاكنون در مورد اثر استفاده از منبع كربني سبوس برنج به عنوان منبع بومي و ارزان قيمت بر روي رشد سويه Streptomyces fradiae و توليد نئومايسين گزارشي نشده است. هدف: در اين پژوهش، از باكتري Streptomyces fradiae استفاده شده و منبع كربني بومي سبوس برنج به جاي منبع مورد استفاده در صنعت (نشاسته) قرار گرفته است تا رشد و ميزان توليد در مقايسه با منبع كربني مورد استفاده بررسي شود. روش كار: نمونه‌هاي حاوي سوسپانسيون اسپوري در محيط بذردهي به مدت 2روز در شيكر انكوباتور با دور rpm200 و در دماي 30 درجه سانتي گراد قرار گرفته و پس از انتخاب بهترين نمونه و تلقيح به محيط تخمير، به مدت تقريبي 200 ساعت در شيكر انكوباتور با دور rpm220 و دماي 33 درجه سانتي گراد گرماگذاري شدند. در روزهاي مشخص ميزان نئومايسين توليد شده به روش ميكروبيولوژيك سنجيده شد. عمليات توليد شامل بچ شاهد، بچ هايي با منابع كربني جايگزين به صورت هم ارز است. نتايج: از نتايج به دست آمده از آناليزهاي ميكروبيولوژيك با جايگزين كردن منبع كربني بومي به جاي نشاسته ميزان توليد در ساعت 165 تخمير از 220 ميلي گرم بر ليتر به 231 ميلي گرم بر ليتر افزايش يافته است. بحث و نتيجه گيري: بر طبق نتابج به دست آمده استفاده از منبع كربني سبوس برنج به صورت هم ارز داراي بالاترين ميزان توليد نئومايسين نسبت به بچ شاهد و در نتيجه كاهش هزينه هاي توليد را به همراه داشته است.

Introduction: The pharmaceutical biotechnology industry means the use of productive microorganisms with the aim of producing a biosynthetic product used in treatment and medicine. Production of antibiotics is one of the important fields in biotechnology (life technology) and many efforts have been made to optimize the production process of different antibiotics. Neomycin is one of the important aminoglycoside antibiotics that is widely used in the pharmaceutical industry. In this research, the production of the antibiotic neomycin from Streptomyces Faradia has been studied. Obtaining the maximum amount of neomycin production requires a completely balanced culture medium, which is one of the ways to increase the production of secondary metabolites by changing the compounds in the culture medium with cheaper sources. Most of them are secondary sources of factories. So far, there has been no report on the effect of using carbon source of rice bran as a local and cheap source on the growth of Streptomyces fradiae strain and neomycin production. Purpose: In this research, the bacterium Streptomyces fradiae was used and the native carbon source of rice bran was replaced by the source used in the industry (starch) to investigate the growth and production rate compared to the carbon source used. Procedure: Samples containing spore suspension were placed in the seeding medium for 2 days in an incubator shaker with 200 rpm and 30°C temperature, and after selecting the best sample and inoculating the fermentation medium, for approximately 200 hours in an incubator shaker with 220 rpm and 33°C temperature. Celsius were heated. On specific days, the amount of neomycin produced was measured by microbiological method. The production operation includes control batch, batches with alternative carbon sources in equivalent form. Results: From the results obtained from the microbiological analysis, by substituting native carbon source instead of starch, the production rate increased from 220 mg/liter to 231 mg/liter at 165 hours of fermentation. Discussion and conclusion: According to the obtained results, the use of rice bran carbon source has the highest neomycin production rate compared to the control batch, and as a result, it has reduced the production costs. Key words: native carbon source, neomycin, Streptomyces fradiae, fermentation, rice bran.