توليد و بهينه سازي روغن ميكروبي در مخمرهاي مولد چربي يارويا ليپوليتيكا70562 DSMو مخمر بومي ژيوتريكوم BL

Production and optimization of microbial oil from oleaginous yeasts Yarrowia lipolytica DSM70562 & native yeast Geotrichum Bl

سابقه و هدف: ميكروارگانيسم هايي كه قابليت تجمع ليپيد به ميزان بيش از 20% بيومس خود را دارند، تحت عنوان ميكروارگانيسم هاي مولد چربي ناميده مي شوند. روغن هاي ميكروبي شباهت زيادي با روغن هاي گياهي دارند، اندك تفاوت بين آن ها غني بودن روغن ميكروبي از اسيدهاي چرب غير اشباع است. ليپيدهاي سنتز شده توسط مخمرها قابليت استفاده در صنايع دارويي جهت مقاصد تكنيكي و يا به عنوان مكمل غذايي را دارند. اهميت تري آسيل گليسرول هاي ميكروبي بالا بودن اسيدهاي چرب غير اشباع با 16 و 18 اتم كربن در آن هاست كه از نظر غذايي بسيار با اهميت است. مواد وروش: در اين تحقيق توانايي توليد ليپيد در سويه هاي استاندارد و بومي بر روي منابع كربني متفاوت نظير گلوكز، زايلوز و گليسرول بررسي شد. پس از انتخاب نوع منبع كربن، اثر سولفات منيزيم نيز به روش تك فاكتوره بر ميزان توليد ليپيد بررسي شد. بعد از اين مراحل با كمك طراحي تاگوچي بهينه سازي ساير عوامل از قبيل غلظت منبع كربن و نيتروژن، دما، هوادهي، pH و مدت زمان انكوباسيون انجام پذيرفت . در اين پژوهش جهت آناليز و تاييد روغن توليد شده از تكنيك FTIR Spectroscopy استفاده گرديد. يافته ها: مخمرهاي يارويا ليپوليتيكا DSM70562 و ژيوتريكوم BL پس از بهينه سازي شرايط به ميزان توليد ليپيد به ترتيب معادل g/L 35/7 و g/L 35/5 رسيدند. موثرترين عامل در روند بهينه سازي در مخمرهاي مورد بررسي غلظت منبع كربن بود. اين عامل در مورد مخمر استاندارد و بومي مورد بررسي به ترتيب داراي ميزان تاثير 37/41% و 57/63% بود. نتايج حاصل از آناليز ليپيد با تكنيك FTIR Spectroscopy تشابه قابل توجهي را بين روغن جداسازي شده از سويه هاي مخمري و استاندارد مربوطه (تري اوليين) نشان داد. نتيجه گيري: با توجه به نتايج به دست آمده با استفاده از طراحي تاگوچي ميزان توليد ليپيد در مخمرهاي استاندارد و بومي مورد بررسي پس از بهينه سازي شرايط به ترتيب به ميزان g/L 94/2 و g/L 22/1 افزايش يافت كه نشان دهنده ي كارايي بالاي طراحي تاگوچي در زمينه بهينه سازي شرايط محيط كشت مي باشد. بدين ترتيب با كمك طراحي تاگوچي مي توان فرايند بهينه سازي را كه مرحله ي لازم و موثر در تمامي پروسه هاي صنعتي جهت افزايش بازدهي توليد و كاهش هزينه هاست؛ به بهترين شكل ممكن انجام داد.

Aim and Background: Micro-organisms that can accumulate lipid more than 20% of their biomass are called oleaginous. Microbial lipid has high similarity with plantʹs oil; the only difference between them is that microbial lipids are rich in polyunsaturated fatty acids. Synthesized lipid by the yeast has potential of being used in pharmaceutical industry for technical purposes or as nutritional supplements. The importance of microbial triacylglycerols is the high amount of polyunsaturated fatty acids with 16 and 18 atoms of carbon which is important from nutritional point of view. Materials and Methods: In this study the amount of lipid production by standard and native yeast strain on glucose, xylose and glycerol as carbon sources was evaluated. After selecting the type of carbon source, the effect of MgSO4 on lipid production was investigated by one factorial method. Following these steps, optimization of other parameters such as carbon and nitrogen concentration, temperature, agitation rate, pH and time of incubation was done with Taguchi method. FTIR Spectroscopy was used for analysis and verification of produced oil, in this study. Results: The yeasts Yarrowia lipolytica DSM70562 and Geotrichum BL have reached to lipid production of 7.35 g/L and 5.35 g/L, respectively. The most effective factor in optimization process of evaluated yeasts was the concentration of carbon source. This factor for the evaluated standard and native yeasts strains was 41.37% and 63.57%, respectively. The results of lipid analysis by FTIR Spectroscopy technique showed remarkable similarity between extracted oil from yeast strains and related standard (triolein). Conclusion: According to the results obtained by Taguchi design, lipid production in evaluated standard and native yeasts increased 2.94 g/L and 1.22 g/L, respectively after optimization. This shows the high efficiency of using Taguchi design in optimization of medium condition. Therefore, by using Taguchi design we can do the optimization process, which is the necessary and effective step of all industrial process for increasing productivity and reducing the costs, as best as possible.