توليد صمغ زانتان توسط سويه بومي باكتري زانتوموناس سيتري در محيط آب پنير وارزيابي خصوصيات فيزيكو شيميايي آن

Production of xanthan gum by the native strain of Xanthmonas citri in whey medium and evaluation of its physicochemical properties

مقدمه: زانتان يك پلي‌ساكاريد خارج سلولي است كه توسط باكتري زانتوموناس توليد مي شود. به دليل ويسكوزيته بالا و ديگر خواص منحصر به فرد، اين صمغ در صنايع مختلف كاربرد دارد. از اين رو، جهت توليد صمغ زانتان توسط سويه‌هاي لاكتوز مثبت باكتري زانتوموناس، استفاده از منابع كربني ارزان قيمت نظير آب‌پنير مي‌تواند ازنظر اقتصادي مقرون به صرفه باشد. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه از سويه بومي باكتري زانتوموناس سيتري 386، جهت توليد صمغ زانتان در محيط آب‌پنير استفاده شد. سويه موردنظر در محيط حاوي عصاره مخمر و قند لاكتوز (YL)، كشت داده شد و سپس به محيط توليد واجد آب‌پنير تلقيح شد. فرآيند تخمير در مدت 5 شبانه‌روز ازنظر متغيير هاي توليد نظير رشد، مصرف قند لاكتوز، ويسكوزيته و مقدار وزني زانتان، مورد بررسي قرار گرفت. محتواي پيرووات و استات زانتان توليدشده با زانتان استاندارد، مقايسه شدند و جهت تعيين گروه‌هاي عاملي، روش طيف‌سنجي مادون‌قرمز انجام شد. نتايج: سويه مورد استفاده قابليت مصرف لاكتوز در محيط آب‌پنير را داشت. در انتهاي فرآيند تخمير مقدار و ويسكوزيته زانتان به ترتيب 3/20 گرم بر ليتر و 5/2066 سانتي پواز برآورد شد. محصول زانتان، محتواي استات و پيرووات قابل قبولي در مقايسه با زانتان استاندارد داشت و بررسي FTIR ، موقعيت گروه‌هاي عاملي ساختار زانتان بدست آمده را تأييد نمود. بحث و نتيجه‌گيري: در اين مطالعه براي نخستين بار، جدايه بومي زانتوموناس سيتري 386 جهت توليد زانتان در محيط آب پنير مورد ارزيابي قرار گرفت.اين سويه، توان بالايي براي مصرف قند لاكتوز در محيط آب پنير نشان داد و مقدار قابل توجهي زانتان با ويسكوزيته مطلوب توليد كرد . بنابراين استفاده از اين جدايه بومي مي تواند جهت توليد زانتان درمحيط ارزان قيمت آب پنير، در مقياس صنعتي مناسب باشد.

Introduction: Xanthan is an extracellular polysaccharide produced by Xanthomonas genus. Because of high viscosity and other properties, this gum is used in various industries. Hence, the use of cheap carbon sources such as whey can be economically feasible to produce Xanthan gum with positive lactose strains of Xanthomonas. Materials and Methods: In this study, the native strain of Xanthmonas citri 386 was used to produce xanthan gum in cheese whey medium. The strain was cultured in a yeast extract lactose broth (YL) and then inoculated into production medium, the fermentation process was investigated in 5 days’ time in terms of production variables such as growth, consumption of lactose, viscosity and amount of xanthan. The content of pyruvate and acetate of product were compared with standard xanthan and the FTIR method was used to determine the functional groups. Results: The strain used was the ability to use lactose in cheese whey. At the end of the fermentation process, the amount and viscosity of xanthan were estimated to be 20.3 g/L and 2066.5 centipoise respectively. The acetate and pyruvate content was acceptable in comparison with standard xanthan, and the FTIR study confirmed the position of the functional groups of the xanthan structure. Conclusion: In this study, for the first time, the native isolate of Xanthomonas citri 386 was evaluated for the production of xanthan in whey. This strain showed high potential for lactose consumption in whey and produced a significant amount of xanthan with an optimum viscosity. Therefore, at an industrial scale, the use of this native isolate, can be suitable for the production of xanthan by low-priced whey medium. Keywords: Xanthan gum, Xanthomonas citri, cheese whey, acetate and Pyruvate