طراحي بيوراكتور براي افزايش توليد سورفكتين حاصل از باكتري باسيلوس سابتيليس 0110NLIM

Bioreactor design for enhanced surfactin production with Bacillus subtilis NLIM 0110

بيوسورفكتانت‌ها در صنايعي از قبيل نفت، غذايي، دارويي و آرايشي كاربرد زيادي دارند. خواص بيوسورفكتانت‌ها از قبيل كاهش كشش سطحي، امولسيون كنندگي و تجزيه‌پذيري زياد اجازه مي‌دهد كه آن‌ها جانشين خوبي براي سورفكتنت‌هاي شيميايي شوند. در اين تحقيق، از باكتري باسيلوس سابتيليس1 0110NLIM براي توليد نوعي بيوسورفكتانت ليپيوپپتيدي (سورفكتين) درون يك بيوراكتور جديد استفاده شد تا مشكلات ناشي از تشكيل شديد كف كه در اثر توليد بيوسورفكتانت ايجاد مي‌شود حل شود. براي غلبه بر تشكيل سريع كف، يك ظرف جمع‌آوري كف به بيوراكتور اضافه شد. هدف ديگر از اين پژوهش، خالص‌سازي و تعيين ساختار بيوسورفكتانت توليد شده و هم‌چنين مشخص كردن شرايط بهينه دور هم‌زن و هوادهي در بيوراكتور براي رسيدن به بيش‌ترين مقدار توليد سورفكتين است. در اين تحقيق، توليد سورفكتين با آناليزهايFTIR و H NMR اثبات شد. بررسي‌هاي سينتيكي هم‌چنين نشان داد تـوليـد سورفكتيـن وابستـه بـه رشـد باكتري بـود. نتايـج ديگـر نشـان داد كـه تـوليد در شـرايط بهينـه ( rpm300 و vvm5/1) در بيوراكتور سبب به‌دست آمدن مقادير2,YP/S (mg/g) 3,YP/X (mg/g) 4V(mg/l.h) به‌ترتيب 595 و 250 و 57 مي‌شود. بنا بر اين، اين نتايج نشان‌گر پتانسيل خوب باسيلوس سابتيليس 0110NLIM براي توليد سورفكتين و هم‌چنين موثر بودن تكنيك استفاده شده براي توليد بيوسورفكتانت است.

Biosurfactants are widely used in industries like oil, cosmetics, food, and pharmaceutics. Surface tension reduction, the ability to emulsify oil and high biodegradability are among the main characteristics of these biosurfactants. These favorable features make biosurfactants as potential alternatives of chemically synthesized surfactants in a variety of applications. In this research,Bacillus subtilis NLIM0110 was used to produce a lipopeptide-type biosurfactant (surfactin) in an innovative bioreactor tailored to solve the problems of severe foaming arising from production of the biosurfactant. To cope with the rapid foam generation, a conventional fermentor was integrated with a foam collector.Another aims of this study were purification, identification of surfactin, optimization of agitation rate and aeration rate which were used to increase the surfactin production. The results showed the production of biosurfactant was proportional to the cell growth representing biosurfactant as a growth-associated product. The best condition for bioreactor was 300 rpm and 1.5 vvm, giving Yp/s, Yp/x and Y of 0.595 gg?1, 0.25 gg?1, and 0.057 gl?1h?1, respectively. The production of surfactin was confirmed by FTIR and HNMR analysis. Thus, these results show the potential effectiveness of the microorganism and the technique used in biosurfactant production.