توليد زيستي روغن تك‌ياخته توسط باكتري Rhodococcus erythropolis PTCC 1767 با استفاده از منابع كربني ارزان

Bio-production of Single-cell Oil by Rhodococcus Erythropolis PTCC 1767 Bacterial using Low-cost Carbon Sources

مقدمه: ريزموجوداتي كه در شرايط كمبود مواد مغذي (به‌ويژه نيتروژن) و به‌علت توقف رشد، اقدام به ذخيره‌كردن چربي مي‌كنند، روغن‌هاي ميكروبي را توليد مي‌كنند. باتوجه‌به ساختار اسيد چرب، روغن‌هاي ميكروبي كاربردهاي صنعتي دارند. هدف اصلي پژوهش حاضر، ارزيابي توليد روغن تك‌ياخته از باكتري Rhodococcus erythropolis PTCC 1767با استفاده از منابع خام ارزان‌قيمت است كه براي نخستين‌بار در ايران انجام مي‌شود. مواد و روشها: در مطالعۀ حاضر از باكتري Rhodococcus erythropolis PTCC 1767، از آب پنير، ساقۀ گندم، گلوگز و گليسرول براي منابع كربني و از عصارۀ مخمر براي منبع نيتروژني استفادهو باكتري در محيط MSM كشت داده شد. تحليل FTIR به‌منظور اثبات وجود گروه‌هاي كربني، تحليل GC براي شناسايي اسيد چرب و رنگ‌آميزي با سودان سياه و عكس‌برداري با ميكروسكوپ الكتروني عبوري براي مشاهدۀ گرانول چربي ذخيره‌شده در سلول انجام شد. نتايج: بيشترين حجم توليد چربي در تمام منابع كربني به آب پنير با 22/23 درصد در زمان 96 ساعت مربوط بود و بيشترين حجم چربي با استفاده از منبع كربني ساقۀ گندم برابر 20 درصد در زمان 72 ساعت توليد شد. بحث و نتيجهگيري: نتايج پژوهش حاضر نشان دادند سويۀ رودوكوكوس توانايي تبديل زيستي منابع كربني ارزان‌قيمت ساقۀ گندم و آب پنير به روغن ميكروبي را دارد و اين امر مي‌تواند به‌شكل برنامه‌اي براي فرايندهاي زيست‌فناورانۀ دوستدار محيط‌زيست به كار گرفته شود.

Introduction: Microorganisms that store lipids due to nutrient deficiencies (especially nitrogen) produce microbial oils following inhibition of growth. Based on the structure of fatty acids, microbial oils have industrial applications. The main purpose of this study, the first in Iran, was to evaluate the production of single-cell oil from Rhodococcus erythropolis PTCC 1767 using low-cost materials. Material and Methods: In the present study, Rhodococcus erythropolis PTCC 1767 as bacterial strain, whey, wheat straw, glucose, and glycerol were used for carbon sources and yeast extract was used for the nitrogen source. The bacterial strain was cultured in the MSM medium. FTIR analysis was performed to confirm the presence of carbon groups, GC analysis for identifying fatty acids, and Sudan black staining and imaging with a Transmission Electron Microscope (TEM) for observing the lipid granules stored inside the cell. Results: The highest lipid production in the presence of carbon sources was related to whey in 96 hours with 23.22% and the maximum lipid production was obtained using wheat straw in 72 hours with 20%. Discussion and Conclusion: The results of the present study demonstrated that Rhodococcus strains have the ability of bioconversion of low-cost carbon sources wheat straw and the whey to microbial oils and this can serve as a platform for eco-friendly biotechnological processes.