سينتيك رشد و توليد گنودريك اسيد از گنودرما لوسيدوم GIRAN17:يك رويكرد پايش در زمان واقعي

Growth Kinetics and Ganoderic Acid Production from Ganoderma lucidum GIRAN17: A Real-Time Monitoring Platform

زمينه و اهداف: قارچ دارويي گنودرما لوسيدوم در طب سنتي كاربردهاي فراواني دارد. با‌اين‌حال، استفاده از اين قارچ ارزشمند به دليل توليد پايين متابوليت‌هاي ثانويه آن محدود ‌شده است. در مطالعات بسياري به بهينه‌سازي توليد گنودرما لوسيدوم و گنودريك اسيد (GA) پرداخته‌شده است. اما در اين مطالعات بستر نظارتي مناسبي استفاده‌نشده است. مطالعۀ پايش در زمان واقعي مي‌تواند براي يافتن اطلاعات بيشتر از طريق كشت و ارزيابي توليد متابوليت ثانويه مفيد باشد. مواد و روش كار: در اين مطالعه، براي اندازه‌گيري آنلاين فعاليت تنفسي گنودرما لوسيدوم در راكتورهاي كوچك مقياس، از فلاسك‌هاي شيكر هوادهي (AF) با محيط‌‌كشت‌هاي مختلف استفاده شد. سپس، اثر چهار متغير تشكيل زيست‌توده، GA، قند باقي‌مانده و بيان ژن در روزهاي مختلف بر فرآيند رشد گنودرما لوسيدوم مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته‌ها: بررسي آنلاين رشد سلولي نشان داد، GA در مرحله دوم رشد به عنوان متابوليتي تقريبا وابسته به رشد شروع به سنتز مي‌كند. شرايط بهينه براي توليد زيست‌توده و GA، g/L 35 گلوكز در حضور ويتامين و KH2PO4 است. در طول تخميرYO2/GA و Y O2/X به ترتيب ميزان مصرف اكسيژن در توليد GA و تشكيل زيست‌توده بوده و متغيرهاي بسيار مهمي براي افزايش مقياس توليد هستند. نتيجه‌گيري: اين استراتژي نظارتي مي‌تواند براي مطالعات آينده مورد استفاده قرار گيرد.

Background: Ganoderma lucidum is a traditional medicinal mushroom that has many therapeutic applications. However, the application of this beneficial fungus has been limited due to its secondary metabolite’s low production. Many investigations have been carried out to improve the production of G. lucidum as well as Ganoderic Acid (GA); however, prior studies suffer from the lack of sufficient monitoring platform. A real-time monitoring study could be useful to find more information through cultivation and evaluating secondary metabolite production. Materials and Methods: In the current study, aerated shaken flasks (AF) with different culture mediums were used for online measurement of the respiration activity of G. lucidum in small scale bioreactors. Then, to find more information through G. lucidum growth, four factors, including biomass formation, GA, residual sugar, and gene expression were evaluated on different days. Results: Online monitoring of cell proliferation demonstrated that GA starts to synthesize in the second growth phase as a partially growth-associated metabolite. High maximum biomass and GA production were obtained at an initial glucose concentration of 35 g/L with vitamin and KH2PO4. During fermentation, the YO2/GA and Y O2/X the rate of oxygen consumption rate per GA production and biomass formation, respectively, were introduced as beneficial parameters to scale-up the process. Conclusions: A novel monitoring strategy was suggested which can be beneficial for future investigations.